[发明专利]智能电动通井装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油和天然气生产领域的现场修井装置及控制方法，具体是一种智能电动通井装置及方法。

背景技术

通井机属于石油采油设备中的修井机械，主要用于油水井作业时起下管柱、抽油泵、井下工具以及进行打捞等工作。目前我国陆上石油修井作业所用的设备主要有履带式通井机、轮式通井机、修井机等。其中履带式通井机的用量最大，全国保有量约有3000余台，主要用于油井小修作业。

油管起下作业主要包括两部分，将井中油管提升到地面或将油管下放到井中。提升油管时，通井机滚筒正向旋转，钢丝绳带动油管向上运动，当油管的下接毂高出井口时，滚筒停止旋转，井口的工作人员将吊卡放置到井口，然后滚筒反向旋转，油管下降直到下一根油管的上接毂坐到吊卡上；下放油管时，滚筒先正向旋转，使油管下接毂高出井口，井口的工作人员将井口的吊卡移出井口，之后滚筒反向旋转，油管开始进入井中，然后井口的工作人员将吊卡放置到井口，滚筒一直反向旋转直到油管上接毂坐到吊卡上。

通井机由专门的工作人员操作，工作人员在通井机控制室中通过扳动相关的操作杆来控制滚筒的正反转和转速。由于井架在通井机和井口中间，通井机工作人员必须从控制室中透过井架密切注视井口的情况并准确控制油管的高度，稍有疏忽就可以能造成事故。下放油管时，工作人员必须在井口的工作人员指挥下通过反复凑试的方法，才能将油管的下接毂和井口中油管的上接箍相接触。根据目前油田的采油工艺，一般抽油杆和油管都是由长度为8米左右的单根联接而成的，在作业中，通井机是以单根为单位进行提起或下放的。由此可见，工作人员操作通井机时必须长时间地集中精力注视井口的情况并准确控制油管的高度，劳动强度较大，操作步骤也较复杂。通井机的操作传统上以专门的工作人员在通井机控制室中扳动操作杆为主，通常情况下，作业队每小时可以提升或下放油管的数量不超过70根。

经对现有技术的文献检索发现，中国发明专利（201110206972.2），中国实用新型专利（201120238629.1，201020175311.9，200820218538.X，200420053570.9，99243437.8，94225440.6，02270736.0，200820054835.5，201320058679.0）以及期刊论文“TJ70DB电动通井机的研制与应用”（作者袁李峰）和“新型液压轮式通井机的研制”（作者陈宜亮等），这些文献设计或公开的通井机中，都设有控制室或控制台，都需要专门的工作人员操作通井机。由此，在作业中通井机的操作仍然以专门的工作人员在控制室中扳动操作杆为主。

发明内容

本发明的目的在于针对目前修井作业中存在的上述问题，提供一种智能电动通井装置及方法，能够准确、及时地控制油管的高度，不配备专门的操作室或控制室，减少了修井作业需要工作人员的人数，具有体积小、实时性强、操作简单灵活的特性，并解决上述背景技术中的不足，以更好地满足修井作业现场的需要。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种智能电动通井装置，包括吊卡、吊环、大钩、动滑轮组、钢丝绳、顶定滑轮、井架、底定滑轮、滚筒、后联轴器、减速器、制动器、前联轴器、开关磁阻电机、第一动力电缆、控制盒、信号传输电缆、控制单元、第二动力电缆、工业电源输出端子、上行程开关、下行程开关、底盘和地锚；所述井架、底定滑轮、滚筒、减速器、制动器、开关磁阻电机和控制单元都固定在底盘上；底盘通过地锚固定在地面上，保证整个装置工作时不发生移动和侧翻；油管的接毂坐到吊卡上，所述吊卡挂在吊环的下端，所述吊环的上端挂在大钩上，所述大钩的上端和动滑轮组相连，所述动滑轮组连接钢丝绳；所述顶定滑轮固定在井架的最高端，顶定滑轮的中心在井口的中心线上；所述钢丝绳从顶定滑轮的轮毂中穿过，并通过底定滑轮连接到滚筒上；所述滚筒后端通过后联轴器连接减速器，所述减速器后端连接制动器，所述制动器后端通过前联轴器连接开关磁阻电机，所述开关磁阻电机后端通过第一动力电缆连接控制单元，所述控制单元通过第二动力电缆连接工业电源输出端子，所述控制盒、上行程开关、下行程开关通过信号传输电缆连接控制单元，所述上行程开关固定在井架的上端，顶定滑轮的下方；所述下行程开关固定在井架的下端，井口的上方；当大钩一直向上运行，超过某一最大位移时，大钩触动上行程开关，上行程开关向控制单元发出停止开关磁阻电机转动的信号；当大钩一直向下运行，低于某一最小位移时，大钩触动下行程开关，下行程开关向控制单元发出停止开关磁阻电机转动的信号。所述的控制盒中有调速旋钮、提升油管按钮和下放油管按钮。