[发明专利]一种油井、水井、气井的带压大修作业机和工艺方法

说明书

本发明一种油井、水井和气井的带压大修作业机和工艺方法，属于油气开采机械技术领域，以转盘做为旋转驱动体，通过四方钻杆或者六方钻杆，进行扭矩的传递，可以获得较大扭矩。用转盘直驱旋转的工作球型防喷器组实现方钻杆的中低压密封，用转盘直驱旋转的安全半封防喷器实现圆钻杆的高压密封。按照大修工艺设计的大修平台工作面宽大，增加了作业空间和安全性，使用了反扭矩平衡地矛，有效的克服了反扭矩带来的安全问题，易于实现机械大功率驱动，从而实现更大扭矩。组合式大修工作平台结构便于运输。使用独立式结构，旋转作业和起下作业一体化，较大地降低设备造价和施工成本。

技术领域

本发明属于油气开采机械技术领域，尤其涉及一种油井、水井和气井的带压大修作业机。

背景技术

油、水、气井的修井作业分大修和小修作业，能够完成油杆、油管和油泵的垂直起下以及伴随起下能够完成的其它非旋转作业为小修作业。除起、下作业外，同时还能完成钻杆旋转作业为大修作业，主体设备由转盘，顶驱、或者动力水龙头构成。大修和小修作业又分普通大修和小修作业，带压大修和带压小修作业，带压大修、特别是注水井带压大修，是近年来发展起来的环保和保护地层能量的项目，带压小修作业机有两种机型，一种是独立式，另一种是辅助式。主体设备采用辅助式的小修带压作业机实现起下作业，用绞车式修井机大钩提挂顶驱或者动力水龙头，进行旋转作业，为辅助式带压大修作业机。不用绞车式修井机配合起下管柱，而用举升液缸独立完成起下作业，自带桅杆吊提挂顶驱、动力水龙头和倒单根管柱的作业机，为独立式带压大修作业机。使用转盘和方钻杆进行旋转作业，是钻井、油水井大修行业通用设备和钻具。

使用顶驱和动力水龙头，驱动圆钻杆传递扭矩解决了不用方钻杆传递扭矩和旋转作业的问题。而要使用转盘进行带压大修作业，必须首先解决方钻杆和圆钻杆旋转密封的问题。如果是独立式带压大修作业机，还得解决方钻杆和圆钻杆在同一个作业施工周期内，用卡瓦夹持管柱用举升液缸起下时，牙板和被夹持管柱形状的问题。如果是辅助式带压大修作业机，用吊钩和吊环起、下管柱，不必考虑解决方钻杆和方补芯的改制问题。这是目前要使用转盘和方钻杆进行带压大修作业的两个技术屏障。

虽然也有在带压小修作业机上平台上安装液压转盘，使用方钻杆进行带压大修作业的，但是由于没能解决以上关键技术问题，作业井压力大不能施工，扭矩大还是干不了。在小修作业上平台上安放液压转盘，防喷器组的上部安放1至2个可旋转的球型防喷器，解决方钻杆密封问题。但是高压时在方钻杆带动下旋转的球形胶芯，一是无法实现可靠密封，二是压力过高时，方钻杆被密封胶芯抱得死死的，根本无法上、下运动。所以就得降低球型防喷器密封液缸的压力，或者使钻杆与胶芯间有少量溢流，这样不但密封失效，还会造成密封胶芯的损坏。如果使用异型短方钻杆，异型短方钻杆下面的圆钻杆在旋转作业时，不能使用固定的半封防喷器胶芯进行有效密封，如果用圆钻杆直接带动可旋转的半封防喷器旋转，也要存在撕裂和损坏胶芯，使密封失效的隐患，在结构和性能上超出了半封胶芯的使用范围。

无论是顶驱、动力水龙头、液压转盘，由于受传动方式的限制和它所在空间的限制，所以，即使能输出较大扭矩，结构上克服反扭矩也十分难以解决。由于以上几个方面的原因，即使使用了液压转盘，也无法实现较大扭矩，解决带压大修作业中的倒扣、造扣、打捞等较大扭矩和高压情况下的作业施工。选用顶驱和动力水龙头加带压小修作业机的模式而形成的带压大修作业机，设备制造成本高。在带压小修作业机上，安放液压驱动转盘时，若选用较大扭矩转盘，自重大，扭矩大，小修作业机上平台的作业空间小，反扭矩又无法克服，存在着较高安全风险。

发明内容

本发明目的在于提供一种油井、水井、气井的带压大修作业机和工艺方法，以解决上述背景技术中提到的技术问题。

为实现上述目的，本发明的一种油井、水井、气井的带压大修作业机和工艺方法的具体技术方案如下：