CN107218000B - 多油缸举升及旋转集成式海洋液压修井机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多油缸举升及旋转集成式海洋液压修井机。所述的修井机在导管架平台上装有滑移底座模块，在滑移底座模块的滑移下底座中间装有防喷器组，滑移底座模块的滑移上底座上装有直立式平台、液压动力机构和举升模块，举升模块上部装有操作平台，大钳旋转臂与安装支座和操作平台相连接，伸缩拔杆与滑移上底座和操作平台相连接，液压动力机构通过管线和导线分别与操作平台上的主操作台、副操作台和放喷器司钻台相连接。该修井机适应海洋工程修井及完井作业领域，在支持平台配合下能满足海洋生产平台无修井机模块或支持平台就位后悬臂梁行程受限无法覆盖作业井组的情况下，对生产平台油气井提供井下作业服务。

Description

多油缸举升及旋转集成式海洋液压修井机

技术领域

本发明涉及到海洋石油钻采修井及完井作业设备领域，特别涉及到多油缸举升及旋转集成式海洋液压修井机。

背景技术

现有海洋工程修井领域较多的生产平台由于平台载荷及作业面积受限等原因无法自备修井机，大型支持平台或海洋模块修井机体积大且搬迁及吊装成本高。海洋模块修井机体积庞大或部分支持平台上装修井机悬臂梁行程受限，支持平台不能靠近生产平台进行作业。利用钻井平台或大型支持平台进行作业，费用支出较高，且可利用资源有限，致使油公司开发成本过高甚至影响油田产量。

目前，进行海洋平台修井作业的液压修井机设备或作业方式，主要有如下几种：

一、比如早期以江汉石油管理局第四机械厂、宝鸡石油机械厂和南阳石油机械厂为主生产的普通陆地修井机结构模式的海洋修井机，其结构组成复杂、外形庞大，在海洋平台作业面积或承载能力受限的情况下，就无法进场实施作业，且制造、搬运、安装成本相对较高。

二、如胜利油田山友石油技术有限公司发明的专利号为CN101725326A的模块组装式海上平台液压蓄能修井机，采用的是单根主液缸上端安装有驴头、驴头前端两侧对称安装有两个天车定滑轮、在三角架内中间安装有两个定滑轮，天车滑轮和定滑轮通过钢丝绳与大钩连接的作业形式实现管柱的起下，但无法进行旋转作业，作业范围受限。

三、天津科技2011（5）:31-33文章提出的海洋液压提升修井机的研究，设计的一种海洋液压提升修井机，采用的是2组或多组同步液压油缸顶升游动梁与多组定滑轮配合实现游车大钩的起升，旋转***仍然采用的是动力水龙头，旋转功能模块集成度低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多油缸举升及旋转集成式海洋液压修井机。其目的一为：该修井机采用液压控制、模块移运吊装，作业效率高、投入成本低，能进行修井及完井作业，解决海洋生产平台作业载荷及平台面积受限的问题；目的二为：提供一种支持作业平台组合作业模式，为海上修采平台、导管架平台作业提供装备解决方案，实现起下管柱、打捞、磨铣、钻塞等修井及试油试采、永久性弃井等作业服务，支撑海上油田高效率、低成本开发，为油公司创造良好的经济效益。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种多油缸举升及旋转集成式海洋液压修井机，包括液压动力机构1、举升模块、液压控制模块、滑移底座模块、举升油缸6、固定卡瓦7、液压动力转盘8、旋转密封座9、游动卡瓦10、旋转卡瓦11、提升窗13、大钳旋转臂15、伸缩拔杆16、辅助液压小绞车17、双滚筒平衡绞车18、直立式平台19、操作平台20、主操作台21、副操作台22、防喷器司钻台23、导管架平台24、防喷器吊装机构29、爬行器30、移动控制箱31和防喷器组32，所述的海洋液压修井机在导管架平台24上装有滑移底座模块，在滑移底座模块的滑移下底座26中间装有放喷器组32，滑移底座模块的滑移上底座27上装有直立式平台19、液压动力机构1和举升模块，举升模块上部装有操作平台20，大钳旋转臂15与直立式平台19上的安装支座14相连接，其中部固装在操作平台20的底板上，伸缩拔杆16通过销轴连接使其底部固定在滑移上底座27上，其外管中上部与操作平台20侧面使用销轴固定，液压动力机构1通过管线和导线分别与操作平台20上的主操作台21、副操作台22和防喷器司钻台23相连接。

所述的举升模块为举升下连接座2、举升中连接座3、举升上连接座4与四根举升承载支腿5组焊成一套整体举升框架，举升油缸6下部固装在举升下连接座2上，上部固装在顶部制动平台板12上，举升下连接座2和举升中连接座3上分别装有固定卡瓦7，举升油缸6顶部装有安装支座14，安装支座14上装有提升窗13，提升窗13内装有液压动力转盘8，液压动力转盘8上方装有旋转密封座9，旋转密封座9上方装有游动卡瓦10，游动卡瓦10上方装有旋转卡瓦11，伸缩拔杆16上分别装有辅助液压小车17和双滚筒平衡绞车18，辅助液压小车17和双滚筒平衡绞车18分别通过钢丝绳与吊钩相连接，伸缩拔杆16通过销轴使其底部固定在滑移上底座27上，大钳旋转臂15一端与伸缩拔杆16相连接，另一端与操作平台20相连接。

所述的液压控制模块是在操作平台20上分别装有主操作台21、副操作台22和防喷器司钻台23，在滑移底座26支腿的一侧装有滑移控制箱31。

所述的滑移底座模块是将平台导轨基座25通过销轴固定在导管架平台24的结构主梁上，滑移下底座26的四腿支撑通过棘爪固定在安装在滑移下底座26的导轨上，滑移上底座27主梁下部装有吊装梁28，吊装梁28上装有防喷器吊装机构29，滑移下底座26上分别设置有一对爬行器30。

所述的举升模块采用两个举升油缸6或四个举升油缸6同步举升。

所述的旋转密封座9内设置有持续给卡瓦供油的密封油路。

所述的大钳旋转臂15采用液压油缸助推，其旋转角度为0-180度。

本发明的积极效果为：

1、该修井机适应海洋工程修井及完井作业领域，在支持平台配合下能满足海洋生产平台无修井机模块或支持平台就位后悬臂梁行程受限无法覆盖作业井组的情况下，对生产平台油气井提供井下作业服务；

2、该修井机配置的高压旋转密封座设有内置密封油路，能够实现持续给卡瓦供油，提高旋转作业效率；

3、该修井机配置径向承扭的旋转卡瓦，配合液压动力转盘夹持管柱进行旋转作业，夹持效果好且不伤管柱；

4、该修井机配置的双滚筒平衡绞车在作业过程中单根起下管杆，双滚筒独立操作并能够任意位置悬停不下落，设置超载保护实现在作业过程中避免卡管造成的设备损坏；

5、该修井机配置的大钳旋转臂，采用液压油缸助推0-180度旋转，操作方便，有效降低劳动强度，能够实现液压钳等工具准确对中井口作业；

6、该修井机设计了横纵滑移底座模块，采用四角固定连接装置与主机集成，可以满足导管架平台多井口移动作业，井间作业适应性强；

7、该修井机结构紧凑、重量相对较轻、操作方便、安全可靠，能够覆盖生产平台所有井口且具备旋转送进作业工况的多油缸举升及旋转集成式海洋液压修井机，为海洋石油生产平台作业提供装备解决方案，支撑海洋油田高效率、低成本开发，填补国内空白。

附图说明

图1、多油缸举升及旋转集成式海洋液压修井机的结构示意图；

图2、多油缸举升及旋转集成式海洋液压修井机的左视图；

图3、举升模块结构示意图；

图4、液压控制模块平面布置图；

图5、滑移底座模块结构示意图。

图中：1、液压动力机构、 2、举升下连接座、3、举升中连接座、4、举升上连接座、5、举升承载支腿、6、举升油缸、7、固定卡瓦、8、液压动力转盘、9、旋转密封座、10、游动卡瓦、11、旋转卡瓦、12、制动平台座、13、提升窗、14、安装支座、15、大钳旋转臂、16、伸缩拔杆、17、辅助液压小绞车、18、双滚筒平衡绞车、19、直立式平台、20、操作平台、21、主操作台、22、副操作台、23、防喷器司钻台、24、导管架平台、25、平台导轨基座、26、滑移下底座、27、滑移上底座、28、吊装梁、29、防喷器吊装机构、30、爬行器、31、滑移控制箱、32、防喷器组。

具体实施方式

为进一步充分公开本发明的技术方案，下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

参见附图1-5，液压动力机构1（图1、图2）其整体以封闭或半封闭橇架形式集成安装在滑移上底座27甲板面，采用一进四出式分动箱带泵驱动，分别为四组叶片泵提供动力，一组三联叶片泵供油给液压大钳、散热器马达及辅助油路；一组三联叶片泵供油给平衡绞车及卡瓦等控制***；其余两组双联叶片泵供油给举升模块举升油缸。

举升模块（图1、图2和图3）包括举升下连接座2、举升中连接座3、举升上连接座4、举升承载支腿5、举升油缸6、固定卡瓦7、液压动力转盘8、旋转密封座9、游动卡瓦10、旋转卡瓦11、顶部制动平台板12和提升窗13。举升下连接座2、举升中连接座3、举升上连接座4与四根举升承载支腿5组焊成一套整体举升框架；举升油缸6下部通过螺栓固定安装在举升下连接座2上，上部通过螺栓固定安装在顶部制动平台板12上，举升上连接座4与顶部制动平台板12之间采用螺栓连接起到微调扶正作用；液压动力转盘8与两个或四个举升油缸6顶部杆端采用螺帽连接固定，液压动力转盘8上部依次安装旋转密封座9、游动卡瓦10和旋转卡瓦11，均采用螺栓连接固定，旋转密封座9设有内置密封油路，能够实现持续给卡瓦供油，提高旋转作业效率；顶部制动平台板12上部安装提升窗13，其连接方式采用销轴连接、螺栓紧固；提升窗13下部边角设置有大钳旋转臂15安装支座14，大钳旋转臂15中部通过销轴连接固定在操作平台20底板上；两个固定卡瓦7分别用螺栓固定在举升中连接座3上平面和举升下连接座2上平面上。伸缩拔杆16通过销轴连接使其底部固定在滑移上底座27，其外部管中上部设置连接耳座与操作平台20侧面开口处设置的双耳座使用销轴固定，并在操作平台20设置调节装置实现伸缩拔杆16左右前后调整对中井口；伸缩拔杆16外部管安装有辅助液压小绞车17和双滚筒平衡绞车18，双滚筒平衡绞车18实现作业过程中单根起下管杆，双滚筒独立操作并能够任意位置悬停不下落，设置超载保护实现在作业过程中避免卡管造成的设备损坏，辅助液压小绞车17起辅助作用。在滑移上底座27甲板面上设置作业人员上下的直立式平台19，上部通过销轴固定在操作平台20平台面边梁，同时，在作业过程中能方便的对固定卡瓦7进行维修，以及进行易损件的更换。

液压控制模块（图1、图2和图4）采用分区集成控制，上部控制单元设置在操作平台20上，包括主操作台21、副操作台22、防喷器司钻台23；主操作台21控制单元包括举升油缸控制、差动控制、卡瓦控制、转盘控制、动力单元远程控制（其中动力单元控制可实现对发动机的远程熄火、紧急熄火以及油门的调节）、指重显示、转盘扭矩、转盘转速、立管压力显示、井口压力显示、发动机参数仪、气喇叭控制、气压及相关压力显示等；副操作台22控制单元包括平衡绞车二联阀、左右平衡绞车调压阀、左右平衡绞车刹车控制阀、液压绞车控制阀、大钳旋转臂油缸控制以及相关压力显示等；防喷器司钻台23为防喷器组32的远程司钻控制单元，设置防喷器控制手柄及对应压力显示；操作平台20四角护栏设置插孔支架将逃生器引致平台安全区；操作平台20四周设置有护栏及踢脚板，平台底面为防滑铺板；操作平台20在靠近管堆场一侧护栏处设置起下油管开孔通道，并安装滚动装置，在起下管柱作业时管柱沿滚动装置运动。滑移控制箱31设置在滑移下底座26支腿一侧，为下部控制单元，主要控制底座滑移及防喷器位置移动。

滑移底座模块（图1、图2和图5）中平台导轨基座25通过销轴连接固定在导管架平台24结构主梁上，并设置卡紧装置使其卡紧固定在导管架平台24井口主梁内侧板上，防止移位；滑移下底座26四腿支撑通过棘爪固定安装在平台导轨基座25导轨上；滑移上底座27四腿支撑通过棘爪固定安装在滑移下底座26导轨上；滑移上底座27主梁下部设置有吊装梁28作为防喷器吊装机构29的导轨；平台导轨基座25、滑移下底座26分别设置一对爬行器30；通过操作滑移控制箱31，滑移下底座26实现井间纵/横向移动，滑移上底座27实现井间横/纵向移动，防喷器吊装机构29实现防喷器组32在井口上方横/纵向移动和垂直方向升降。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书（包括权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

以上所述仅是本发明的非限定实施方式，还可以衍生出大量的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进的实施例，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种多油缸举升及旋转集成式海洋液压修井机，包括液压动力机构(1)、举升模块、液压控制模块、滑移底座模块、直立式平台(19)、导管架平台(24)、防喷器组(32)，其中举升模块包括：举升油缸(6)、固定卡瓦(7)、液压动力转盘(8)、旋转密封座(9)、游动卡瓦(10)、旋转卡瓦(11)、提升窗(13)、大钳旋转臂(15)、伸缩拔杆(16)、辅助液压小绞车(17)、双滚筒平衡绞车(18)，液压控制模块包括：操作平台(20)、主操作台(21)、副操作台(22)、防喷器司钻台(23)和移动控制箱(31)，滑移底座模块包括：防喷器吊装机构(29)和爬行器(30)，其特征在于：所述的海洋液压修井机在导管架平台(24)上装有滑移底座模块，在滑移底座模块的滑移下底座(26)中间装有防喷器组(32)，滑移底座模块的滑移上底座(27)上装有直立式平台(19)、液压动力机构(1)和举升模块，举升模块上部装有操作平台(20)，大钳旋转臂(15)与直立式平台(19)上的安装支座(14)相连接，其中部固装在操作平台(20)的底板上，伸缩拔杆(16)通过销轴连接使其底部固定在滑移上底座(27)上，其外管中上部与操作平台(20)侧面使用销轴固定，液压动力机构(1)通过管线和导线分别与操作平台(20)上的主操作台(21)、副操作台(22)和防喷器司钻台(23)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种多油缸举升及旋转集成式海洋液压修井机，其特征在于：所述的举升模块为举升下连接座(2)、举升中连接座(3)、举升上连接座(4)与四根举升承载支腿(5)组焊成一套整体举升框架，举升油缸(6)下部固装在举升下连接座(2)上，上部固装在顶部制动平台板(12)上，举升下连接座(2)和举升中连接座(3)上分别装有固定卡瓦(7)，举升油缸(6)顶部装有安装支座(14)，安装支座(14)上装有提升窗(13)，提升窗(13)内装有液压动力转盘(8)，液压动力转盘(8)上方装有旋转密封座(9)，旋转密封座(9)上方装有游动卡瓦(10)，游动卡瓦(10)上方装有旋转卡瓦(11)，伸缩拔杆(16)上分别装有辅助液压小车(17)和双滚筒平衡绞车(18)，辅助液压小车(17)和双滚筒平衡绞车(18)分别通过钢丝绳与吊钩相连接，伸缩拔杆(16)通过销轴使其底部固定在滑移上底座(27)上，大钳旋转臂(15)一端与伸缩拔杆(16)相连接，另一端与操作平台(20)相连接。

3.根据权利要求1所述的一种多油缸举升及旋转集成式海洋液压修井机，其特征在于：所述的液压控制模块由操作平台(20)、主操作台(21)、副操作台(22)、防喷器司钻台(23)和移动控制箱(31)所构成，在操作平台(20)上分别装有主操作台(21)、副操作台(22)和防喷器司钻台(23)，在滑移下 底座(26)支腿的一侧装有滑移控制箱(31)。

4.根据权利要求1所述的一种多油缸举升及旋转集成式海洋液压修井机，其特征在于：所述的滑移底座模块由平台导轨基座(25)、滑移下底座(26)、滑移上底座(27)、吊装梁(28)、防喷器吊装机构(29)和爬行器(30)所构成，平台导轨基座(25)通过销轴固定在导管架平台(24)的结构主梁上，滑移下底座(26)的四腿支撑通过棘爪固定在安装在滑移下底座(26)的导轨上，滑移上底座(27)主梁下部装有吊装梁(28)，吊装梁(28)上装有防喷器吊装机构(29)，滑移下底座(26)上分别设置有一对爬行器(30)。

5.根据权利要求1或2所述的一种多油缸举升及旋转集成式海洋液压修井机，其特征在于：所述的举升模块采用两个举升油缸(6)或四个举升油缸(6)同步举升。

6.根据权利要求1或2所述的一种多油缸举升及旋转集成式海洋液压修井机，其特征在于：所述的旋转密封座(9)内设置有持续给卡瓦供油的密封油路。

7.根据权利要求1或2所述的一种多油缸举升及旋转集成式海洋液压修井机，其特征在于：所述的大钳旋转臂(15)采用液压油缸助推，其旋转角度为0-180度。