高適應性油管移運裝置研究與應用

杜延濤

摘 要：高適應性油管移運裝置不再需要人力進行繁重的勞動，徹底杜絕了油管對人造成的意外傷害，同時也減少了人員配備，降低了作業中的人工成本。同時提升了整個作業過程的技術水平。移運裝置運輸輕便、安裝快捷、適應性強。

關鍵詞：修井作業；管柱；移運裝置；適應性

引言

目前，遼河油田已進入開發中、后期階段，采油的難度越來越大，修井任務也越來越繁重。現有的作業設備在作業施工時，油管的拉排工作需要兩個工人同時對油管進行拉排，作業強度大，危險性高。針對這種情況，提出油管移運系統設計構想。油管移運完全顛覆以往的需要人工進行油管拉送工作的情況，從自動化角度對作業流程進行設計。施工過程不再需要人進行直接的油管拉排工作，而是換成對儀器的操作，通過機械手臂，實現油管從管橋到井口的運移過程，再由井口上的配套吊卡，卡住油管準確的放置于井口，從而完成油管的自動移運。整個過程不再需要人力進行繁重的勞動，徹底杜絕了油管對人造成的意外傷害，同時也減少了人員配備，降低了作業中的人工成本。同時提升了整個作業過程的技術水平，為更好的服務油田提供技術支撐。

1高適應性油管移運裝置

盡管鉆井生產中已經有管柱移運裝置、作業現場有幾種形式管柱移運裝置，但是裝置適應性較差，體積偏大等不足，造成運輸困難。因此，根據遼河油田的實際情況，有針對性地研發一種運輸輕便、安裝快捷、適應性強，便于實際現場應用的管柱移運裝置。

1.1管柱移運裝置方案

該裝置共分為動力臂、底座、上下管裝置和起升裝置四個重要部分。該裝置可以適應不同的井口高度和井口工作環境，起升側最大起升高度可達到1.5m，同時可伸出長度最大為2.5m，便于運輸整根油管。在起油管工作時，修井工人可以通過大鉤將油管從井下起出，該裝置將動力臂伸出到達井口，工人將吊起的油管下端放在動力臂上，該裝置上的動力頭裝置開始工作，通過上面的鏈將油管傳遞到一側倒指定位置，然后動力臂收回，之后再由上下管裝置將油管從本裝置上卸下；上油管時，工作順序相反。為了簡潔方便，本裝置的上下管裝置設計為可拆卸，不工作時可放到底座內。

1.2底座結構設計

底座是整個管柱移運裝置的核心部分，它是用來支撐放在上面的動力臂的主要結構件，正如前面所分析那樣，考慮整個結構的簡潔性和穩固性，整個底座設計為一個整體的框架，整個底座上設有前端導輪座，放置前端導輪，使動力臂在底座上滑動。同時，在底座的型腔內焊接一個V型槽，其目的是：由于一般油管長為10m，在動力臂上移運時，會傾斜下落到一定的長度，伸出的動力臂承接油管時，油管會落入底座部分，用V型槽來承載油管的一端，使其向前滑動，從而完成油管下落過程。在底座設計時，考慮齒輪驅動裝置，多焊接一組加強筋，用來固定齒輪的驅動裝置。為了確保整個裝置的穩定性，動力臂上也設有壓輪裝置，所以底座上也需像動力臂那樣焊接一對角鋼，作為壓輪的導軌。

1.3動力臂結構設計

動力臂機構主要由動力臂框架、鏈條、管子保護器、動力頭、張緊輪、壓輪滑道、齒條和從動頭組成。

動力臂框架是動力臂機構的最重要的一部分，其整體結構采用矩形框架結構，支撐梁和加強連接梁都是采用矩形型鋼焊接連接在一起的，用矩形型材，可以在滿足整個強度要求的同時，很大程度減輕了整體的質量。在矩形架上焊接一個V型槽，用來放置鏈條和油管運輸，為了防止油管在運輸過程時，油管不按原定側意外滾落，設置一個管子保護裝置，同時V型槽與矩形架之間應焊接加強筋連接加強，提高整個裝置的穩定性。為了確保動力臂與底座連接具有足夠的穩定性，在動力臂與底座直接用壓輪連接，所以應在動力臂伸出側焊接一個角鐵作為壓輪的滑道。

本部分傳動的方式為鏈傳動，在鏈子傳動過程中，鏈子會在動力臂框架上滑動，為了減小鏈子滑動時所產生的摩擦力，可以在鏈子下面加墊一塊尼龍墊板，可以很好的減小摩擦阻力。

2 現場實施情況

截止2013年12月，小型化管桿舉升系統進行了的3井次現場試驗。通過以上試驗，我們發現該裝置基本能滿足井口管桿舉升輸送要求。輸送速度1-2根/分的設計要求；滑道采用了鏈條式的傳送，具有自動化程度高、操作簡便，適應性強、運輸方便等優點。基本達到安全、節省人工成本要求。

3 結論

修井作業是油田作業的重要組成部分，油管移運裝置是修井作業中急需采用和發展的技術之一。該技術能使修井工人遠離惡劣的工作環境，提高工作的安全性和修井效率，大大減輕勞動強度。根據我國的國情，要實現油管移運操作機械化、自動化有一定的難度，但隨著各油田對該技術的日益重視，各種新技術的應用，大量相關研究人員對該技術的不斷研究創新，相信該技術不久將得以實現。

參考文獻：

[1] 戴長生，管恩東. 修井起下作業中的油管機械化拉排裝置技術研究[J]. 油氣井測試，2007，（z1）：19-21

[2] 高勝，劉麗雪，張飄石.修井作業管柱機械化移運裝置設計與應用[J].石油礦場機械，2013，42（8）：87-90.