油田修井作業(yè)自動(dòng)化裝置的應(yīng)用探討

張超

摘 要：就我國(guó)以往油田修井作業(yè)情況來(lái)看，工作量較大且主要依靠人工，作業(yè)的安全性無(wú)法保障。針對(duì)這種情況，為了提升我國(guó)油田修井作業(yè)的安全性和工作效率，相關(guān)研究人員逐漸將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到了油田修井作業(yè)中，逐步開(kāi)發(fā)了自動(dòng)化油田修井裝置，極大的減少了人力的投入，并且作業(yè)效率也得到顯著的提升，作業(yè)安全性也得到顯著的改善，本文就針對(duì)我國(guó)油田修井作業(yè)自動(dòng)化裝置的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。

關(guān)鍵詞：油田;修井作業(yè);自動(dòng)化裝置

0 引言

在油田的開(kāi)發(fā)工程中，保證穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)最重要的環(huán)節(jié)之一就是修井作業(yè)，主要包括了檢泵、防砂、調(diào)層、射孔、換封、新井投產(chǎn)等工作內(nèi)容，在修井工作中，起下油管、抽油桿、井下工具等是最為繁重的工作。而在油田修井的傳統(tǒng)作業(yè)方式中，起下作業(yè)所主要依賴的就是人工作業(yè)方式，比如推放小滑車、摘掛吊環(huán)、輔助油管定位等等工作。而在人工作業(yè)過(guò)程中，不僅需要工作人員保持注意力集中，還要求人員之間靈活、準(zhǔn)確的默契，同時(shí)，頻繁的操作和復(fù)雜的工序也為人工作業(yè)帶來(lái)了許多不安全因素，一些工作人員如果采取了不規(guī)范的操作就可能造成嚴(yán)重的人身傷害事故，工作人員安全性無(wú)法保證，且工作量較大。

1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

傳統(tǒng)修井方式的機(jī)械化程度較低，主要依靠人工作業(yè)的方式，安全性無(wú)法保證，目前在我國(guó)修井作業(yè)中仍然被延用。而為了有效改善我國(guó)油田修井作業(yè)的工作環(huán)境和工作效率，我國(guó)相關(guān)的研究人員和機(jī)構(gòu)逐漸開(kāi)展了對(duì)油田修井作業(yè)自動(dòng)化裝置的研究工作。

2 自動(dòng)化修井裝置

2.1 提升系統(tǒng)

提升系統(tǒng)是指將變頻電機(jī)作為動(dòng)力，采用減速機(jī)驅(qū)動(dòng)滾動(dòng)的形式，進(jìn)行上提和下放管桿。提升系統(tǒng)可以有效的減少對(duì)環(huán)境的污染且能源消耗低，實(shí)現(xiàn)了修井作業(yè)的綠色性。像液壓小絞車、游車系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、絞車等都屬于提升系統(tǒng)中的一部分。

2.2 井口卡座

液動(dòng)卡瓦、吊卡定位器、防噴濺裝置、自動(dòng)搶噴裝置、接箍定位器等共同組成了井口卡座裝置。在這些構(gòu)件中，采用了液壓動(dòng)力作為驅(qū)動(dòng)進(jìn)行卡瓦的開(kāi)、關(guān)，動(dòng)作可靠性高。將卡瓦上平面作為吊卡定位器的安裝位置，在上提和下放抽油桿、油管、鉆桿的過(guò)程中，可以準(zhǔn)確的定位吊卡在井口的位置。安裝了可以自由升降和水平移動(dòng)的接箍定位器，對(duì)接箍裝置可以進(jìn)行準(zhǔn)確定位。對(duì)油管內(nèi)遺留的液體，可以通過(guò)防噴濺裝置收回，有效的避免了對(duì)井場(chǎng)環(huán)境的污染。

2.3 液動(dòng)吊卡

吊卡、連接裝置、自制吊環(huán)、常規(guī)吊環(huán)等共同組成了液動(dòng)吊卡裝置。在上提和下放作業(yè)中，通過(guò)吊卡上的液壓缸作為驅(qū)動(dòng)進(jìn)行吊卡卡爪的開(kāi)關(guān)操作，并且是自動(dòng)化的。由于偏心輪實(shí)現(xiàn)卡爪的開(kāi)合動(dòng)作，在兩個(gè)偏心輪合并時(shí)，通過(guò)吊卡外壁與兩個(gè)槽形凸輪后部平面的接觸，實(shí)現(xiàn)限位作用以達(dá)到鎖卡的目的。

2.4 沖砂裝置

在動(dòng)力吊卡內(nèi)部安裝沖砂裝置，沖砂裝置主要由導(dǎo)軌、液壓缸、轉(zhuǎn)向彎頭、中心管、密封膠件、限位銷等組件構(gòu)成。在沖砂作業(yè)需要接單根時(shí)，直接可以省略倒水龍帶和拆接彎頭的過(guò)程而進(jìn)行自動(dòng)換單根，有效的避免了砂卡現(xiàn)象且節(jié)省了作業(yè)的時(shí)間。

2.5 龍頭機(jī)構(gòu)

導(dǎo)向斗、扶正機(jī)構(gòu)、電磁推管器、活門機(jī)構(gòu)等屬于龍頭機(jī)構(gòu)。龍頭機(jī)構(gòu)通過(guò)四連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行連接并在底盤龍頭調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上進(jìn)行固定，運(yùn)輸時(shí)回收四連桿可以有效的減小設(shè)備尺寸從而便于運(yùn)輸，針對(duì)井場(chǎng)中對(duì)多種工作狀態(tài)的需要，龍頭機(jī)構(gòu)的四連桿還可以進(jìn)行正反90°的旋轉(zhuǎn)以滿足工作需要。導(dǎo)向斗選用的是框架結(jié)構(gòu)，在斜定位機(jī)構(gòu)上部進(jìn)行安裝，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力吊卡的導(dǎo)向定位?；铋T機(jī)構(gòu)具有大于90°的單側(cè)門旋轉(zhuǎn)角度，讓吊卡可以在雙門打開(kāi)后順利通過(guò)，對(duì)吊卡的支撐也可以在關(guān)閉時(shí)實(shí)現(xiàn)。扶正機(jī)構(gòu)擁有兩個(gè)扶手，在上提和下放管桿時(shí)，可以針對(duì)管桿位置對(duì)卡爪進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。在電磁推管器甩管桿的過(guò)程中，為了利于管桿傾斜下滑，可以對(duì)管桿推出一個(gè)初始角度;同時(shí)還可以在接管桿時(shí)進(jìn)行輔助支撐，避免扶正機(jī)構(gòu)受到管桿擺動(dòng)的影響，而對(duì)管桿在空中的擺動(dòng)現(xiàn)象，通過(guò)電磁吸力也可以有效的控制。

2.6 滑道系統(tǒng)

滑道系統(tǒng)主要由前箱、后箱、底座支撐、兩側(cè)支撐、動(dòng)力滑道、小滑車、機(jī)械手、驅(qū)動(dòng)鏈機(jī)構(gòu)、抓管機(jī)構(gòu)、舉升機(jī)構(gòu)、高度及位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和檢測(cè)裝置等構(gòu)成。在起管流程的操作過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)鏈機(jī)構(gòu)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，可以有效驅(qū)動(dòng)管桿順利下滑，將管桿由抓管機(jī)構(gòu)自動(dòng)的送到管橋上，確保連續(xù)可靠的甩管工作;在進(jìn)行下管作業(yè)時(shí)，抓管機(jī)構(gòu)自動(dòng)從管橋上管位將管桿送至動(dòng)力滑道，再由小滑車進(jìn)行推送，最后將管桿送到指定的位置。

3 結(jié)語(yǔ)

從上述分析可知，在我國(guó)油田修井作業(yè)中，逐漸采用了自動(dòng)化修井作業(yè)裝置，有效的提升了修井作業(yè)的效率，并且減少了人力的投入，施工人員的工作安全性也得以保證，對(duì)我國(guó)油田修井作業(yè)水平的提升具有重要的作用。

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