[實(shí)用新型]油田注水間機(jī)械手智能配注裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920731456.3
• 申請(qǐng)日: 2019-05-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210105832U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱立新;楊筱偉;郝漢;杜海江;申勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市新愛(ài)達(dá)自動(dòng)化儀表有限公司
• 主分類號(hào): E21B43/20
• 分類號(hào): E21B43/20
• 代理公司: 廣州中瀚專利商標(biāo)事務(wù)所 44239
• 代理人: 蓋軍

本實(shí)用新型提出了一種油田注水間機(jī)械手智能配注裝置，以代替人工調(diào)節(jié)注水井閥門(mén)開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，并提高調(diào)節(jié)精度，減少人工和降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全性。該機(jī)械手智能配注裝置包括水平行走機(jī)構(gòu)、垂直升降機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及用于控制上述各個(gè)機(jī)構(gòu)工作的伺服控制器，所述伺服控制器與注水間的調(diào)節(jié)控制單元相連；所述旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通過(guò)垂直升降機(jī)構(gòu)安裝于水平行走機(jī)構(gòu)上，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由卡盤(pán)及用于驅(qū)動(dòng)卡盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成，所述卡盤(pán)上間隔設(shè)有若干卡爪。本實(shí)用新型可以在無(wú)需人工干預(yù)的情況下，根據(jù)注水間的監(jiān)控信息來(lái)自動(dòng)、精確地調(diào)節(jié)各個(gè)閥門(mén)的開(kāi)度，滿足注水井的注水需求，有利于提高注水間的自動(dòng)化程度，降低人工成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于石油開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種油田注水間機(jī)械手智能配注裝置。

背景技術(shù)

注水是油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的重要手段，同時(shí)也是耗能大戶，約占油田總能耗的40%左右，如何合理優(yōu)化并精細(xì)注水具有重大意義。

依據(jù)地質(zhì)要求，注水流量誤差應(yīng)在±15%以內(nèi)，現(xiàn)有油田注水間采用人工調(diào)控注水方式，當(dāng)?shù)叵聣毫εc管網(wǎng)壓力波動(dòng)，導(dǎo)致注水井的實(shí)際注水量出現(xiàn)變化時(shí)無(wú)法及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，另外人工調(diào)節(jié)水量全憑經(jīng)驗(yàn)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，無(wú)法在全區(qū)間統(tǒng)籌優(yōu)化調(diào)節(jié)。

另外，人工調(diào)控注水工藝要求，當(dāng)單井注水流量出現(xiàn)變化時(shí)，需對(duì)該單井所在的整個(gè)注水閥組的開(kāi)啟程度同時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證其它單井的瞬時(shí)流量不受影響。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況，單井調(diào)節(jié)每天多次，而一名工人調(diào)節(jié)一口單井流量的過(guò)程大約在5～10分鐘之間，費(fèi)力耗時(shí)，而且配水間調(diào)節(jié)工作屬于高壓環(huán)境作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)人工手動(dòng)調(diào)節(jié)存在安全隱患。注水間保持24小時(shí)不間斷運(yùn)行，如果配備工人進(jìn)行全天監(jiān)控操作，這無(wú)疑也會(huì)增加人工成本。

為解決上述問(wèn)題，急需一種油田注水間機(jī)械手智能配注裝置，以提高調(diào)節(jié)精度，減少人工和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提出一種油田注水間機(jī)械手智能配注裝置，以代替人工調(diào)節(jié)注水井閥門(mén)開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，并提高調(diào)節(jié)精度，減少人工和降低勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全性

本實(shí)用新型的油田注水間機(jī)械手智能配注裝置包括水平行走機(jī)構(gòu)、垂直升降機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及用于控制上述各個(gè)機(jī)構(gòu)工作的伺服控制器，所述伺服控制器與注水間的調(diào)節(jié)控制單元相連；所述旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通過(guò)垂直升降機(jī)構(gòu)安裝于水平行走機(jī)構(gòu)上，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由卡盤(pán)及用于驅(qū)動(dòng)卡盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成，所述卡盤(pán)上間隔設(shè)有若干卡爪。

上述油田注水間機(jī)械手智能配注裝置的工作原理如下：

伺服控制器接收來(lái)自注水間調(diào)節(jié)控制單元的調(diào)節(jié)指令，并根據(jù)該調(diào)節(jié)指令（包括待調(diào)節(jié)閥門(mén)的位置信息、目標(biāo)開(kāi)度信息）來(lái)控制各個(gè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，首先使旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)移動(dòng)至待調(diào)節(jié)閥門(mén)的上方，然后再逐漸降低旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的高度，使得旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的卡爪伸入到待調(diào)節(jié)閥門(mén)處，最后在控制卡盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過(guò)卡爪來(lái)帶動(dòng)閥門(mén)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度的目的。在上述工作過(guò)程中，并不需要人工干預(yù)，因此可以減少人工。上述調(diào)節(jié)指令是注水間的中央控制單元根據(jù)各個(gè)注水井的壓力、流量情況自動(dòng)生成的，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于油田的生產(chǎn)中，此處不再贅述。

進(jìn)一步地，由于不同閥門(mén)的開(kāi)度不一致，在調(diào)節(jié)過(guò)程中，有時(shí)存在卡爪恰好頂在閥門(mén)上而無(wú)法伸入到閥門(mén)的轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)對(duì)閥門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)的情形，為解決上述問(wèn)題，在本實(shí)用新型中，所述卡爪為彈性卡爪，彈性卡爪的彈力方向垂直于卡盤(pán)，這樣即使有某個(gè)卡爪恰好頂在閥門(mén)上，也不會(huì)妨礙其它的卡爪伸入到閥門(mén)的轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)對(duì)閥門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

具體來(lái)說(shuō)，所述卡爪由套筒、伸縮桿和彈簧構(gòu)成；所述套筒一端開(kāi)口，所述彈簧位于套筒內(nèi)，所述伸縮桿的一端設(shè)有直徑大于伸縮桿主體直徑的活塞，所述活塞伸入到套筒內(nèi)，彈簧的兩端分別與套筒的端部?jī)?nèi)壁、活塞相抵，所述套筒的開(kāi)口端安裝有直徑小于活塞直徑且大于伸縮桿主體直徑的防脫環(huán)。當(dāng)伸縮桿頂?shù)介y門(mén)上時(shí)，就會(huì)壓縮套筒內(nèi)的彈簧，使得伸縮桿向套筒內(nèi)移動(dòng)，從而避免對(duì)卡盤(pán)的移動(dòng)造成影響，這樣其它卡爪就會(huì)隨著卡盤(pán)繼續(xù)移動(dòng)而伸入到閥門(mén)的轉(zhuǎn)盤(pán)內(nèi)。