[发明专利]一体化管柱自动排送装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油工业的机械化作业辅助装置，具体地说是一体化管柱自动排送装置及方法。

背景技术

普通作业修井时，管柱的排放及输送需要两名场地工人配合进行搬抬油管、甩油管、推放小滑车等操作，工序复杂，劳动强度大，作业效率低，容易造成工人的人身伤害。

目前国内外机械化管柱排送技术，主要有管柱竖排及横排两种方式。其中，管柱竖排的方式占地面积小，但对设备的要求较高，不适应国内修井作业尤其是小修作业现场。管柱横排目前研究较多，专利200910218830.0水平自动排管装置中在管排两侧设计了抓管装置，抓管装置可沿管排两侧的轨道运行实现管柱的运移及排放。专利200610048084.1作业井场油管自动拉排装置利用液压升降台调整油管高度，行走滑车带动油管在管排上运移。上述装置都存在设备结构复杂，实现同步性困难及导轨安装对井场要求高等问题，现场应用较少。美国专利US4604724(Automated apparatus for handling elongated well elements such as pipes)设计了管柱多层排放系统，依靠重力实现管柱的运移，旋转型机械手可向不同层的管排取、放管柱，不同层的管排根据机械手旋转轨迹具有不同的长度，该装置需要设计不同长度的管排，且从管排中取出管柱时，管排顶端与机械手精确对正较为困难。US7736119B2(Horizontal pipe handling system)提出了另一种重力多层排管的方式，该装置设计了一个管柱取放机构可将单根管柱从输送机构放入管排活从管排上取出放至输送机构，管柱取放机构可沿着一根立柱上下移动，从而实现在不同高度的管排上取放油管。该装置由于管排高度和油管输送机构的高度存在差异因此每根油管都要进行抓取、上下运移、释放及管柱在管排上滚动等四个步骤，系统工作效率不高。

因此有必要研发一种适应国内作业现状的机械化作业管柱排放及输送装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一体化管柱自动排送装置及方法，具有安装方便，方便运输，操作方便，重力排管等特点。适用于机械化作业中管柱的自动排放及管柱在管排与井口之间的输送，确保管柱顺利起下。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一体化管柱自动排送装置，包括排管装置、送管装置，所述送管装置通过连接液压缸连接在排管装置侧面，所述排管装置包括油管横担和管排升降装置，所述管排升降装置位于油管横担下方用以顶住和升降油管横担，所述油管横担右端铰接在套板上，而套板则套在右侧的横担立柱上能在该立柱上纵向移动，所述管排升降装置和送管装置之间设置单根分离装置。

所述送管装置包括送管装置底座、送管液压缸、油管槽，所述油管槽通过送管液压缸与送管装置底座连接，送管液压缸可带动油管槽完成油管在井场和井口之间的运移，即实现大立顶起；所述油管槽侧方还设置有油管槽液压缸，可以使油管槽向一侧倾倒，即实现小立翻转。

所述管排升降装置为液压升降装置或丝杠升降装置或卷扬升降装置。

所述管排升降装置包括管排升降液压缸、管排倾斜液压缸、管排主梁、倾斜液压缸横担、升降装置底座，所述管排主梁四角底部均设置管排升降液压缸，管排升降液压缸安装在管排主梁和升降装置底座之间，其中，靠近送管装置一侧的两个管排升降液压缸的安装高度低于另一侧两个管排升降液压缸，四个管排升降液压缸同步运动，可以实现管排主梁的上下平移。

靠近送管装置一侧的两个管排升降液压缸底部设有管排倾斜液压缸并且和管排倾斜液压缸之间设置倾斜液压缸横担，管排倾斜液压缸带动该侧的两个管排升降液压缸上下运动一定距离，可以造成管排主梁向不同方向倾斜，从而控制油管的滚动方向。

所述单根分离装置包括自上而下依次连接的分离头、分管液压缸、分管装置底座，所述分离头上端具有倾斜面，分离头在分管液压缸带动下上下运动，可以完成油管单根的分离。

为了达成上述另一目的，本发明采用了如下技术方案，一体化管柱自动排送方法，其步骤为，修井作业时，首先需要从井内起出管柱，此时管排倾斜液压缸伸出，将管排主梁靠近送管装置的一侧顶起，管排升降液压缸伸出，将管排主梁推至最高点，与送管装置的位置相吻合；井内起出的油管从送管装置接下，送管液压缸将油管槽带至地面，油管槽液压缸将油管槽推向一侧倾倒，油管从油管槽中滚出，并滚至管排主梁上，并沿着管排主梁滚至另一侧直至由横担立柱挡住，当起出的油管排满一排时，在油管上搭上另一层横担，管排升降液压缸下降一定高度，使新一排的高度与送管装置相配合，进行下一排油管的摆放，重复上述过程，直至井内油管全部起出；