[發(fā)明專利]一種油田井口卡座

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810012723.8
• 申請日: 2008-08-08
• 公開（公告）號: CN101429858A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李慶杰;劉寶;趙洪濤;嚴(yán)玉中;胡炳德;劉海剛;杜運儒;雷鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽新松機器人自動化股份有限公司;遼河石油勘探局
• 主分類號: E21B23/01
• 分類號: E21B23/01;E21B33/03
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油田修井作業(yè)設(shè)備，具體地說是一種在修井時使用的、自動化的油田井口卡座。

背景技術(shù)

修井是油田生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)。目前，修井作業(yè)時油管(抽油桿)的夾持和懸掛大多采用雙吊卡或單吊卡加手提式卡瓦的作業(yè)方式。雙吊卡作業(yè)存在著工人勞動強度大，工作效率低，安全性能差等問題；而單吊卡加手提式鉆桿卡瓦作業(yè)雖可適當(dāng)提高工作效率，但由于吊卡及卡瓦自身重量較大，一般在60～80公斤以上，因此工人勞動強度仍然很大。

卡座是用來卡住并懸掛井下油管、抽油桿、鉆桿、套管和動力鉆具等的專用工具，在修井過程中也常常用于配合吊卡，實現(xiàn)油管(抽油桿)的上提和下放。修井作業(yè)時，由于傳統(tǒng)卡座的開閉均由人工完成，因此井口必須安排多位操作人員。一般情況下，井口需要五個人：二人負(fù)責(zé)操作井口卡座或者吊卡實現(xiàn)油管(抽油桿)的拉、排，二人負(fù)責(zé)操作吊卡和液壓鉗實現(xiàn)油管(抽油桿)的上卸扣，一人負(fù)責(zé)操作修井機實現(xiàn)油管(抽油桿)的上提和下放。

隨著自動化檢測和控制技術(shù)的發(fā)展以及油田和社會各界對安全生產(chǎn)的重視，這種長期以來采用的雙吊卡作業(yè)或單吊卡加手提式卡瓦或單吊卡加氣動卡座的作業(yè)模式亟待改變。實現(xiàn)修井作業(yè)自動化，特別是井口操作無人化，已成為當(dāng)前油田修井作業(yè)迫切需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決目前修井操作過程中井口操作人員在夾持和懸掛油管(抽油桿)時存在勞動強度大，效率低，而且極易發(fā)生人身安全事故的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種井口操作無人化、自動化的油田井口卡座。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

本發(fā)明包括框體、卡座體、液壓缸、四連桿機構(gòu)、卡瓦連桿及曲軸，卡座體安裝在框體上，在卡座體內(nèi)設(shè)有卡瓦，卡瓦兩側(cè)的框體上設(shè)有帶有卡瓦連桿的曲軸，卡瓦連桿的一端固接在曲軸上，另一端與卡瓦相鉸接；框體的底部安裝有液壓缸，液壓缸通過四連桿機構(gòu)與曲軸連接；框體內(nèi)設(shè)有液壓控制電磁閥組，液壓缸通過油路與液壓控制電磁閥組相連接；卡座體上設(shè)有工作平板，工作平板兩側(cè)的框體上分別由上至下對稱設(shè)置有上檢測光幕、井口鎖卡器、下檢測光幕及井口開卡器，井口開、鎖卡器分別通過油路與液壓控制電磁閥組相連接；所述兩側(cè)的框體內(nèi)各設(shè)有一光幕盒，上檢測光幕及下檢測光幕分別安裝在兩光幕盒內(nèi)，在光幕與光幕盒之間設(shè)有伴熱帶；在光幕盒上密封安裝有金屬壓蓋，金屬壓蓋上設(shè)有玻璃板；光幕盒上還設(shè)有熱電偶；伴熱帶、光幕及熱電偶分別通過防爆接頭與控制系統(tǒng)相連接。

其中：所述工作平板中間開孔，在工作平板上、中間孔的周圍設(shè)有多個磁感應(yīng)傳感器，磁感應(yīng)傳感器的外圍均布有多個吊卡限位塊；卡瓦為四個，分為左右兩組；四個卡瓦兩側(cè)的框體上分別設(shè)有帶有卡瓦連桿的曲軸，每組的兩個卡瓦與卡瓦連桿相鉸接；卡瓦上設(shè)有可拆卸的卡瓦牙板；卡瓦牙板上設(shè)有多個直角三角形的齒，在卡瓦牙板上開有定位孔；框體的下面設(shè)有接口法蘭；接口法蘭、卡座體及工作平板沿軸向均開有側(cè)門；井口開、鎖卡器由液壓缸及觸頭組成，液壓缸活塞桿的前端設(shè)有外螺紋，觸頭內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋，兩者通過螺紋連接。

本發(fā)明的優(yōu)點與積極效果為：

本發(fā)明實現(xiàn)了井口操作無人化，適用范圍廣，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)箍的自動檢測、卡瓦自動開閉、吊卡的自動開卡鎖卡以及吊卡在卡座上的定位檢測等功能。具體為：

1.本發(fā)明實現(xiàn)了油管(抽油桿)井口自動定位和承載，油管(抽油桿)節(jié)箍的自動檢測，卡瓦的自動開閉，吊卡的自動開卡鎖卡以及吊卡在卡座上的定位檢測，既避免了人工操作存在的危險性，又提高了工作效率。

2.卡瓦采用液壓驅(qū)動，可自動實現(xiàn)對油管(抽油桿)的快速可靠夾持；卡瓦牙板具有多種型號，只需要通過更換卡瓦牙板即可實現(xiàn)對不同管徑的油管或不同尺寸的抽油桿的夾持，更換方便，又進一步提高了工作效率。

3.井口開、鎖卡器也采用液壓驅(qū)動，可自動完成對吊卡的開卡、鎖卡，自動化程度高，操作簡單。

4.卡座下方設(shè)計的接口法蘭可便于與防噴器或井口大四通連接。

5.上下檢測光幕可以控制卡瓦的開關(guān)以及檢測定位管箍的位置；磁感應(yīng)傳感器可以檢測吊卡是否正確定位或是否離開，保證了工作過程的可靠性及準(zhǔn)確性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明應(yīng)用于修井機中的位置關(guān)系示意圖；

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2的俯視圖；

圖4為圖2中去掉工作平臺后的局部俯視圖；

圖5為卡瓦打開的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖2中接口法蘭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為圖6的俯視圖；

圖8為修井操作機中吊卡的結(jié)構(gòu)示意圖；