屬于石油工業(yè)采油工程自動化修井，具體涉及一種帶壓自動化作業(yè)油管輔助舉升裝置及舉升方法。

背景技術(shù)：

1、目前我國石油修井作業(yè)行業(yè)內(nèi)，帶壓修井作業(yè)中80％的工作是起下管作業(yè)，而在起管過程中，由于油管自重，在卸扣完成后會下落到接箍里，出現(xiàn)粘扣現(xiàn)象，需要操作人員使用工具手動進(jìn)行扶正操作后，使用吊卡起管。這就存在很大的安全隱患。起管過程中，在井口有人的情況下，一旦出現(xiàn)異常，操作人員無法及時避開和反映處理，容易造成管柱掉落、人員砸傷等施工事故。

2、目前自動化起管柱作業(yè)時，井口無人，使用機(jī)械手代替人工，由于機(jī)械手結(jié)構(gòu)的限制，一旦出現(xiàn)粘扣現(xiàn)象，機(jī)械手起拔管柱時，對中困難，強(qiáng)行拔管會出現(xiàn)彈跳現(xiàn)象，存在掉管風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種帶壓自動化作業(yè)油管輔助舉升裝置及舉升方法，現(xiàn)場使用時，可以將管柱扶正，解決起管過程中油管偏心問題，降低了因粘扣問題引起的強(qiáng)行拔管彈跳風(fēng)險，使機(jī)械手取管的難度大大降低，同時也降低起管時管柱掉落的風(fēng)險。

2、此技術(shù)方法屬于行業(yè)內(nèi)首創(chuàng)，與傳統(tǒng)手動起管技術(shù)方法相比，該方法由傳統(tǒng)的人工作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣踊鳂I(yè)，并可實時監(jiān)測作業(yè)狀態(tài)，避免油管掉落事故的產(chǎn)生，極大地提高了作業(yè)安全性和作業(yè)效率。

3、本發(fā)明的上述目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

4、一種帶壓自動化作業(yè)油管輔助舉升裝置，包括井架、液壓鉗、機(jī)械手、輔助舉升裝置、舉升座及控制系統(tǒng)，井架上安裝有舉升座和液壓鉗，舉升座上安裝有輔助舉升裝置，輔助舉升裝置的上部設(shè)有夾緊結(jié)構(gòu)，夾緊結(jié)構(gòu)上設(shè)有夾緊傳感器，輔助舉升裝置的兩側(cè)連接有升降結(jié)構(gòu)，升降結(jié)構(gòu)上設(shè)置有低位傳感器、中位傳感器和高位傳感器。

5、進(jìn)一步的，所述井架為其他部分的承載部件，結(jié)構(gòu)不限。

6、進(jìn)一步的，所述液壓鉗是將管扣卸開，其上設(shè)置壓力傳感器和位置傳感器。

7、進(jìn)一步的，所述機(jī)械手主要用于抓取和搬運(yùn)輔助舉升裝置舉升的油管，配合輔助舉升裝置來完成起管流程。

8、進(jìn)一步的，所述控制系統(tǒng)為plc程序控制系統(tǒng)。

9、進(jìn)一步的，所述控制系統(tǒng)通過傳感器、程序語言、can通訊。

10、一種帶壓自動化作業(yè)油管輔助舉升方法，井架支撐在井口周圍，將液壓鉗、舉升座安裝在井架上，輔助舉升裝置安裝在舉升座上，輔助舉升裝置上配有三個位置傳感器，以及夾緊傳感器，當(dāng)液壓主鉗卸扣完成后，將傳感器數(shù)據(jù)實時傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)反饋給輔助舉升裝置，控制系統(tǒng)根據(jù)輔助舉升程序的設(shè)定，自動控制輔助舉升裝置完成舉升操作：輔助舉升裝置的升降結(jié)構(gòu)升到中位，此時中位傳感器將數(shù)據(jù)實時傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)反饋給輔助舉升裝置，夾緊結(jié)構(gòu)夾緊管柱，夾緊傳感器將數(shù)據(jù)實時傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)反饋給輔助舉升裝置，輔助舉升裝置將管柱舉升到高位，此時高位傳感器將數(shù)據(jù)實時傳遞給控制系統(tǒng)，完成輔助舉升，當(dāng)機(jī)械手的下夾持伸出并夾緊管柱后，控制系統(tǒng)控制輔助舉升裝置下落至初始位置，低位傳感器將數(shù)據(jù)實時傳遞給控制系統(tǒng)，整個管柱自動輔助舉升操作完成。

11、進(jìn)一步的，上述舉升方法每步操作都通過傳感器實時反饋位置信息給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)實時檢測輔助舉升裝置的狀態(tài)信息。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

13、提供一種帶壓自動化作業(yè)油管輔助舉升裝置及舉升方法，該方法是控制系統(tǒng)根據(jù)傳感器信號對管柱完成自動輔助舉升，并實時監(jiān)控舉升位置，提高了作業(yè)的可靠性，整個過程由控制系統(tǒng)自動完成，工人只需遠(yuǎn)程監(jiān)測，無需直接參與，排除了人為因素產(chǎn)生的安全隱患，減少油管掉落、人員砸傷事故的產(chǎn)生。

技術(shù)特征：

1.一種帶壓自動化作業(yè)油管輔助舉升裝置，其特征在于，包括井架(1)、液壓鉗(2)、機(jī)械手(3)、輔助舉升裝置(4)、舉升座(5)及控制系統(tǒng)(6)，井架(1)上安裝有舉升座(5)和液壓鉗(2)，舉升座(5)上安裝有輔助舉升裝置(4)，輔助舉升裝置(4)的上部設(shè)有夾緊結(jié)構(gòu)(4-2)，夾緊結(jié)構(gòu)(4-2)上設(shè)有夾緊傳感器(4-3)，輔助舉升裝置(4)的兩側(cè)連接有升降結(jié)構(gòu)(4-1)，升降結(jié)構(gòu)(4-1)上設(shè)置有低位傳感器(4-4)、中位傳感器(4-5)和高位傳感器(4-6)。

2.如權(quán)利要求1所述的帶壓自動化作業(yè)油管輔助舉升裝置，其特征在于，所述井架(1)為其他部分的承載部件，結(jié)構(gòu)不限。

3.如權(quán)利要求1所述的帶壓自動化作業(yè)油管輔助舉升裝置，其特征在于，所述液壓鉗(2)是將管扣卸開，其上設(shè)置壓力傳感器和位置傳感器。

4.如權(quán)利要求1所述的帶壓自動化作業(yè)油管輔助舉升裝置，其特征在于，所述機(jī)械手(3)用于抓取和搬運(yùn)輔助舉升裝置(4)舉升的油管，配合輔助舉升裝置(4)來完成起管流程。

5.如權(quán)利要求1所述的帶壓自動化作業(yè)油管輔助舉升裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(6)為plc程序控制系統(tǒng)。

6.如權(quán)利要求1所述的帶壓自動化作業(yè)油管輔助舉升裝置，其特征在于，所述控制系統(tǒng)(6)通過傳感器、程序語言、can通訊。

7.一種帶壓自動化作業(yè)油管輔助舉升方法，其特征在于，井架(1)支撐在井口周圍，將液壓鉗(2)、舉升座(5)安裝在井架(1)上，輔助舉升裝置(4)安裝在舉升座(5)上，輔助舉升裝置(4)上配有三個位置傳感器，以及夾緊傳感器(4-3)，當(dāng)液壓主鉗卸扣完成后，將傳感器數(shù)據(jù)實時傳遞給控制系統(tǒng)(6)，控制系統(tǒng)(6)反饋給輔助舉升裝置(4)，控制系統(tǒng)(6)根據(jù)輔助舉升程序的設(shè)定，自動控制輔助舉升裝置(4)完成舉升操作：輔助舉升裝置(4)的升降結(jié)構(gòu)升到中位，此時中位傳感器(4-5)將數(shù)據(jù)實時傳遞給控制系統(tǒng)(6)，控制系統(tǒng)(6)反饋給輔助舉升裝置(4)，夾緊結(jié)構(gòu)夾緊管柱，夾緊傳感器(4-3)將數(shù)據(jù)實時傳遞給控制系統(tǒng)(6)，控制系統(tǒng)(6)反饋給輔助舉升裝置(4)，輔助舉升裝置(4)將管柱舉升到高位，此時高位傳感器(4-6)將數(shù)據(jù)實時傳遞給控制系統(tǒng)(6)，完成輔助舉升，當(dāng)機(jī)械手(3)的下夾持伸出并夾緊管柱后，控制系統(tǒng)(6)控制輔助舉升裝置(4)下落至初始位置，低位傳感器(4-4)將數(shù)據(jù)實時傳遞給控制系統(tǒng)(6)，整個管柱自動輔助舉升操作完成。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶壓自動化作業(yè)油管輔助舉升方法，其特征在于，每步操作都通過傳感器實時反饋位置信息給控制系統(tǒng)(6)，控制系統(tǒng)(6)實時檢測輔助舉升裝置(4)的狀態(tài)信息。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于石油工業(yè)采油工程自動化修井技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種帶壓自動化作業(yè)油管輔助舉升裝置及舉升方法，裝置包括井架、液壓鉗、機(jī)械手、輔助舉升裝置、舉升座及控制系統(tǒng)，井架上安裝有舉升座和液壓鉗，舉升座上安裝有輔助舉升裝置，輔助舉升裝置的上部設(shè)有夾緊結(jié)構(gòu)，夾緊結(jié)構(gòu)上設(shè)有夾緊傳感器，輔助舉升裝置的兩側(cè)連接有升降結(jié)構(gòu)，升降結(jié)構(gòu)上設(shè)置有低位傳感器、中位傳感器和高位傳感器。該方法是控制系統(tǒng)根據(jù)傳感器信號對管柱完成自動輔助舉升，并實時監(jiān)控舉升位置，提高了作業(yè)的可靠性，整個過程由控制系統(tǒng)自動完成，工人只需遠(yuǎn)程監(jiān)測，無需直接參與，排除了人為因素產(chǎn)生的安全隱患，減少油管掉落、人員砸傷事故的產(chǎn)生。

技術(shù)研發(fā)人員：王峰,沈華,張輝,黃暉,陳寧,劉成雙,牟維海,強(qiáng)會彬,鄧茂攸
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油天然氣股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15