[發明專利]井下管柱提升裝置

有效

• 申請號: 201510295999.1
• 申請日: 2015-06-02
• 公開（公告）號: CN104929556B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: 商建國;李學范;魏秀華;何軍;董國昌;王金山;王麗娟;何泳;李傳均;張新發
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B29/06
• 分類號: E21B29/06
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所11302
• 代理人: 馬苗苗

技術領域

本發明涉及油田磨料射流套管段銑作業設備技術領域，特別涉及一種井下管柱提升裝置。

背景技術

現有油田套管段銑時使用的裝置多采用機械式段銑刀，通過驅動裝置帶動段銑刀運動對套管進行切削完成套管的段銑過程，但上述裝置的結構復雜，部件的損耗率較高，且工作效率較低，同時容易產生機械故障和井下事故。

前混式磨料射流切割技術是近三十年來發展起來的一種高效射流技術，由于其可切割材料范圍廣、切割面光滑無毛刺、不存在熱影響區等優點，從其一產生便得到了廣泛的關注，目前這一技術已被廣泛應用于機械、航空、冶金、廣告裝潢等部門。石油工業中雖然已應用這一技術進行設備清洗、井下射孔、套管割縫等作業，但很少有人針對前混式磨料射流技術用于套管段銑作業進行研究。要成功進行前混式磨料射流套管段銑作業需要解決兩項關鍵技術，一是研制出段銑噴射器，其用于在井下全方位磨蝕套管；二是研制出井下管柱提升裝置，其用于向上緩慢提升井下管柱及段銑噴射器。

目前商建國等人已研制出兩種適用于前混式磨料射流套管段銑作業的段銑噴射器，一種是“一種水力加砂段銑和開窗噴射器“專利號201420463287.7，另一種是“一種套管磨料射流切割噴射器”專利申請號：201510179115.6，但還沒有人研制出適用于前混式磨料射流套管段銑作業的井下管柱提升裝置。

現有技術中各油田用于套管水力割縫作業的液壓式水力割縫地面井管提升器，其采用液壓站驅動液壓缸進行地面井管提升。因為液壓式水力割縫地面井管提升器結構復雜、成本高、工作壓力大、故障率高、極易產生爬行現象導致提升速度不穩定、能耗大、使用液壓油極易泄漏污染環境、行程太小，如果增大其工作行程將導致其重量太大、搬運制造維護困難，所以很難用于目前的油田磨料射流套管段銑作業。

發明內容

本發明的目的是提供一種可用于油田磨料射流套管段銑作業的井下管柱提升裝置。

為達到上述目的，本發明提供了一種井下管柱提升裝置，包括：控制機構、執行機構、空心絲桿、托盤、支撐機構及短管；

所述控制機構固定設置在所述托盤上，且與所述執行機構連接，所述控制機構用于帶動所述執行機構作圓周運動；

所述執行機構與所述托盤活動連接，與所述空心絲桿螺接，所述空心絲桿的上端通過活動彎頭與高壓軟管連接，所述空心絲桿的底端與井下管柱連接，所述執行機構用于帶動所述空心絲桿縱向移動，從而帶動所述井下管柱縱向移動；

所述支撐機構的一端與所述空心絲桿固定連接，另一端與所述短管固定連接，所述支撐機構用于支撐所述空心絲桿帶動所述井下管柱縱向移動；

所述短管的上端與托盤的下端相接。

進一步地，所述執行機構包括：

棘爪及棘輪；

所述棘爪的尾部與所述控制機構連接，所述棘爪的頭部與所述棘輪的棘齒相接，所述棘輪的中心部位與所述空心絲桿的中心部位螺接，所述棘輪與所述托盤活動連接，所述控制機構通過所述棘爪推動所述棘輪轉動，從而帶動所述空心絲桿縱向移動，進而帶動所述井下管柱縱向移動。

進一步地，所述執行機構還包括：

軸向軸承及徑向軸承；

所述軸向軸承設置在所述托盤與所述棘輪之間，所述軸向軸承用來支撐所述棘輪軸向移動；

所述徑向軸承設置在所述托盤的中心孔中，所述棘輪的下端設置在所述徑向軸承的中心孔中，所述徑向軸承用于支撐所述棘輪徑向移動。

進一步地，所述執行機構還包括：

防塵罩及彈性擋圈；

所述防塵罩設置在所述軸向軸承外面，所述防塵罩用于對所述軸向軸承進行防塵保護；

所述彈性擋圈設置在所述棘輪下端的擋圈槽中，所述彈性擋圈用于對所述棘輪進行軸向限位。

進一步地，所述控制機構包括：

氣泵、電磁閥、控制器、執行缸及固定座；

所述氣泵依次通過所述電磁閥及所述執行缸與所述棘爪連接，所述控制器與所述電磁閥連接，所述執行缸與所述固定座固定連接，所述固定座固定設置在所述托盤上，所述控制器用于周期性的發出方波信號，并將所述方波信號輸送至所述電磁閥，所述電磁閥在接收到所述方波信號后開、閉閥門，使得所述氣泵帶動所述執行缸作往復直線運動，進而帶動所述棘爪推動所述棘輪沿圓周方向轉動。

進一步地，所述控制器包括電源電路、方波信號發生電路、方波信號輸出電路及外殼；

所述電源電路、方波信號發生電路及方波信號輸出電路設置在所述外殼內；