[發(fā)明專利]井下連續(xù)油管支撐套管的自動安裝設(shè)備及其安裝方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110018615.7
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112796665B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張明;楊紅斌;侯學(xué)軍;竇亮彬;趙凱;董悅;楊玲
• 申請（專利權(quán)）人: 西安石油大學(xué)
• 主分類號: E21B7/20
• 分類號: E21B7/20;E21B19/22;B21D5/12;B21D39/04
• 代理公司: 蘇州拓云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32344
• 代理人: 王超

1.井下連續(xù)油管支撐套管的自動安裝設(shè)備，其特征在于：包括自動安裝裝置、工控機(jī)、連續(xù)油管輸送系統(tǒng)和起吊系統(tǒng)；

自動安裝裝置包括底座，底座包括上板和下板，上板和下板通過若干根支柱固定連接，上板與下板上對應(yīng)開設(shè)有連續(xù)油管通過孔，連續(xù)油管穿過連續(xù)油管通過孔，起吊系統(tǒng)為起吊作業(yè)車，起吊作業(yè)車的吊臂上通過吊繩連接有連續(xù)油管注入器，連續(xù)油管輸送系統(tǒng)包括輸送作業(yè)車和電動卷筒，電動卷筒安裝在輸送作業(yè)車上，連續(xù)油管纏繞在電動卷筒上，連續(xù)油管的自由端穿過連續(xù)油管注入器、連續(xù)油管通過孔后伸入井下；

上板上設(shè)置有送料系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)和擠壓系統(tǒng)，工控機(jī)分別于送料系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)和擠壓系統(tǒng)連接，支撐套管由矩形的平整板彎折而成，平整板的兩側(cè)邊各設(shè)置有三個圓孔，所有的平整板放置在送料系統(tǒng)內(nèi)；

送料系統(tǒng)包括機(jī)架和安裝框架，機(jī)架固定在上板上，安裝框架固定在機(jī)架上，安裝框架由頂板、底板和側(cè)板組成，側(cè)板上安裝有直線電缸，直線電缸的推桿端部固定有推板，側(cè)板上固定有四根圓柱導(dǎo)軌，頂板的端部轉(zhuǎn)動連接有上轉(zhuǎn)桿，底板的端部轉(zhuǎn)動連接有下轉(zhuǎn)桿，上轉(zhuǎn)桿和下轉(zhuǎn)桿的兩端均固定有支板，上轉(zhuǎn)桿和下轉(zhuǎn)桿的支板之間通過聯(lián)動桿連接，聯(lián)動桿分別與兩塊支板的連接關(guān)系為鉸接，上轉(zhuǎn)桿上安裝有第一編碼器，上轉(zhuǎn)桿的中部安裝有上擋塊，下轉(zhuǎn)桿的中部安裝有下?lián)鯄K，底板的端部延伸固定有導(dǎo)向卡口；所有的平整板通過圓孔穿設(shè)在四根圓柱導(dǎo)軌上；

直線電缸和第一編碼器分別與工控機(jī)線路連接；

導(dǎo)向系統(tǒng)設(shè)置有兩組，其中一組導(dǎo)向系統(tǒng)安裝在下板上表面，另外一組導(dǎo)向系統(tǒng)安裝在連續(xù)油管注入器底面，兩組導(dǎo)向系統(tǒng)上下對稱設(shè)置，位于上方的導(dǎo)向系統(tǒng)包括安裝環(huán)、第二編碼器和四個導(dǎo)向輪，安裝環(huán)的底面固定有四個安裝件，四個導(dǎo)向輪分別轉(zhuǎn)動安裝在四個安裝件上，第二編碼器設(shè)置在其中一個安裝件上且與導(dǎo)向輪傳動連接；

連續(xù)油管穿過兩組導(dǎo)向系統(tǒng)的安裝環(huán)；

擠壓系統(tǒng)設(shè)置有三組，每組擠壓系統(tǒng)包括固定件、減速器、電機(jī)和絲杠，固定件固定在上板上表面，電機(jī)和減速器固定在上板底面，電機(jī)與減速器連接，減速器的動力輸出軸與絲杠固定連接，該絲杠垂直向上穿過上板和固定件，固定件上鉸接有兩根支桿，兩根支桿和固定件組成V型結(jié)構(gòu)，每根支桿端部固定有橫桿，橫桿的端部固定有安裝架，安裝架上安裝有減速電機(jī)，安裝架上轉(zhuǎn)動安裝有輥輪，減速電機(jī)與輥輪傳動連接，兩根橫桿端部的輥輪相對設(shè)置，兩個輥輪之間形成擠壓區(qū)域；絲杠上螺紋連接有驅(qū)動塊，驅(qū)動塊分別通過兩根搖臂與兩根支桿連接，搖臂兩端分別與支桿和固定件的連接關(guān)系為鉸接；

三組擠壓系統(tǒng)的擠壓區(qū)域自上而下依次設(shè)置，擠壓區(qū)域位于連續(xù)油管通過孔的正上方，連續(xù)油管穿過三個擠壓區(qū)域，導(dǎo)向卡口位于擠壓區(qū)域的正上方；

三組擠壓系統(tǒng)的電機(jī)和減速電機(jī)均與工控機(jī)線路連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下連續(xù)油管支撐套管自動安裝設(shè)備的安裝方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)將起吊作業(yè)車和輸送作業(yè)車運輸至指定位置，并將自動安裝裝置安裝在井口周圍處，保證兩組導(dǎo)向系統(tǒng)位于井口正上方；

(2)將電動卷筒上的連續(xù)油管的自由端依次穿過連續(xù)油管注入器和兩組導(dǎo)向系統(tǒng)的安裝環(huán)，最后伸入井下；

(3)電動卷筒轉(zhuǎn)動，向外輸送連續(xù)油管，送料系統(tǒng)將平整板逐個輸送至連續(xù)油管外側(cè)；

(4)三組擠壓系統(tǒng)對送料系統(tǒng)輸送的平整板進(jìn)行擠壓，形成抗彎曲的支撐套管，支撐套管包裹在連續(xù)油管外周；

(5)連續(xù)油管繼續(xù)向下輸送，送料系統(tǒng)和擠壓系統(tǒng)繼續(xù)對下一塊平整板進(jìn)行安裝。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的井下連續(xù)油管支撐套管自動安裝設(shè)備的安裝方法，其特征在于：步驟(3)中，送料系統(tǒng)將平整板逐個輸送的步驟為：工控機(jī)命令直線電缸工作，直線電缸的推桿伸出，通過推板推動平整板，平整板沿圓柱導(dǎo)軌滑動，平整板脫離圓柱導(dǎo)軌并緊接著從導(dǎo)向卡口向下墜落，在墜落過程中，撥動下?lián)鯄K，下?lián)鯄K帶動下轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動，下轉(zhuǎn)桿通過聯(lián)動桿帶動上轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動，上擋塊跟隨上轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動，上擋塊旋轉(zhuǎn)后擋住剩余的未成形的平整板，防止剩余的平整板從安裝框架內(nèi)脫落，同時第一編碼器將旋轉(zhuǎn)信號傳輸至工控機(jī)，接著工控機(jī)發(fā)出指令使直線電缸停止運動，此時墜落平整板開始進(jìn)入擠壓系統(tǒng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下連續(xù)油管支撐套管自動安裝設(shè)備的安裝方法，其特征在于：從導(dǎo)向卡口墜落的平整板落入最上方的擠壓區(qū)域，工控機(jī)發(fā)出指令電機(jī)啟動，電機(jī)通過減速器帶動絲杠轉(zhuǎn)動，驅(qū)動塊在絲杠的轉(zhuǎn)動下向下移動，驅(qū)動塊通過兩根搖臂向內(nèi)拉動支桿，最終兩個橫桿端部的輥輪相對移動，擠壓平整板，與此同時，兩個輥輪在減速電機(jī)的帶動下旋轉(zhuǎn)，平整板會沿輥輪特定的弧面向內(nèi)卷曲，并向下移動，接著依次進(jìn)入后兩個擠壓系統(tǒng)的擠壓區(qū)域，依照同樣原理對平整板進(jìn)行進(jìn)一步擠壓，最終擠壓成支撐套管，并包裹在連續(xù)油管外周，當(dāng)支撐套管緊貼連續(xù)油管時，減速電機(jī)不僅需要為金屬成型做功，同時還要帶動連續(xù)油管向下移動，減速電機(jī)電流增大，工控機(jī)檢測到此信號后，控制送入連續(xù)油管，使連續(xù)油管與支撐套管同步向下移動，連續(xù)油管沿導(dǎo)向系統(tǒng)移動時，第二編碼器記錄移動距離，當(dāng)移動到特定距離后，系統(tǒng)復(fù)位，進(jìn)行下一個支撐套管安裝作業(yè)。