[发明专利]油管自动化排放装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及油管排放装置，具体地说是用于油田修井作业的油管自动化排放装置及方法。

背景技术

国内油田修井作业的机械化比过去有了很大的进步，如拆装、搬运已实现了吊、装、运的一体化。在起下作业方面已有通井机(修井机)、液压油管钳和半自动吊卡等，这些机械化配套设备和装置的出现，对提高起下作业效率，减轻工人劳动强度，起到了较好的作用。

但是在起下油管作业中，油管的排放大部分仍然停留在人工排放的施工模式上，油管排放时，首先要布置井场，摆放油管凳、油管滑道及油管枕，且工人需要在油管排及油管凳之间搬抬油管，并在油管排上滚油管，油管排放不整齐时还需要抽拉油管，这种作业方式劳动强度大，工作效率低，且易造成人身伤害；同时，作业时，需要在井场搭设的油管排，占用井场的面积大；为防止管杆上残余的原油和污水污染井场环境，需要在井场铺设防渗膜并增加防护围堰，而防渗膜易破漏，且污染后的防渗膜处理困难，作业完成后需要专门的环保人员进行收集处理。在起下油管过程中，需测量油管长度，油管长度测量作为独立工序，需要中断正常的起下油管作业，由两人拉钢卷尺测量，一人进行记录，记录完成后进行数据统计，这中测量方法效率低，且数据统计过程中易出错。

为了实现油管的自动排放，国内外进行了相关技术研究。胜利油田的袁建民、赵保忠参照钻井的钻杆排放方式设计了一种油管柱立式自动排架装置(石油机械，2006年，第34卷，第4期)，油管需要立式排放；专利申请号为201310419700.X的专利介绍了一种自动管排盒，采用立式排管，且需要特殊的链式起升装置；专利号为200610047825.4专利提及一种立式排管装置，但未进行详细介绍。如上所述，这种立式排管方式，需要特殊的配备特殊的起升系统及作业井架，但目前常规油水井作业设备(井架)无法实现油管的立式排放，若要采用该方式需要改造设备，投入费用大，而目前常规油水井作业采用水平排管方式，因此，这种立式排管方式不适用目前的作业现状。

为了适应油管目前水平排放的模式，辽河油田的戴长生等设计了一种油管机械化拉排装置(油气井测试，2007年，第16卷，增刊)，该装置采用钢丝绳拖动油管，虽然实现了油管的机械化排放，但该装置现场安装繁琐，且整体尺寸较大，移动不方便，并未得到广泛应用。

大庆石油学院的谭云等分析了修井起下作业中的油管机械化排放问题(石油机械，1997年，第25卷，第3期)，介绍了一种通过油管接送装置和倾斜的管排进行油管排放的装置；2006年中国石油大学(华东)王路林的硕士论文《自动化起下油管作业控制系统研究》中也涉及一种管排倾斜进行油管排放的装置；专利号为ZL201420018526.8、ZL201420018597.8分写介绍了依靠管排的倾斜进行排管的装置，其具体实施形式有所区别；专利号为US4604724、US7736119均介绍了一种油管输送装置及依靠液压缸举升管排，利用重力进行排管的装置。如上所述，这种依靠重力进行排管的装置，存在如下问题：①现场安装繁琐；②采用重力排放，由于无外力干预，油管排放的可控性差，易出现意外事故。

针对立式排管不适用目前作业现状，投入费用大，钢丝绳拖动油管现场安装繁琐，重力排管可控性差等问题，为此，为降低作业工人劳动强度，提高作业效率，实现废液有效收集，发明了一种油管自动化排放装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供油管自动化排放装置及方法，实现油管的自动化排放，从而降低作业工人劳动强度，提高作业效率和作业安全性；同时，该发明可实现废液的有效收集，减少井场环境污染。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，油管自动化排放装置，主要包括排管组件，所述排管组件包括排管组件支撑框架、直线运行机构、抓取手，所述排管组件支撑框架上设置有X、Y、Z三个方向的直线运行机构，抓取手在直线运行机构带动下可实现X、Y、Z三个方向的直线运动，抓取手能在旋转机构的驱动下旋转90度，这样抓取手就可抓取不同高度、不同水平位置的油管或横担。抓取手沿X轴运动进行横担的安装或拆卸，沿Y轴进行油管的排放。所述排管组件还设置有用于堆放横担的横担箱。

还包括油管输送组件和油管长度测量组件，所述油管输送组件设置在排管组件的前方，所述油管长度测量组件设置在油管输送组件和排管组件之间。

还包括底座组件，所述底座组件包括基座、废液收集池，基座上方设置有废液收集池，所述油管输送组件、排管组件、油管长度测量组件均安装在基座上。