浅谈小修作业远程控制起下管柱装置的研制

摘 要：起下管柱在小修作业中，工作量较大且耗时较长，因此针对起下管柱的特点，研发了一款远程控制装置。修井机的司机师傅统通过对起下柱的远程操作盘的控制，掌握起下管柱的运作情况，一定程度降低了人力资源成本的支出，提高起下管柱的运作效率与稳定性。基于此，本文针对小修作业远程控制起下管柱装置的研制进行深入分析。

关键词：小修作业；远程控制；起下管柱装置；研制

修井工作，是保障油田、气田在开发中安全的重要工作，所以需要格外注意起下管柱的相关工作。日前，部分小修作业仍然依靠修井机以及人工来完成起下管柱的工作，工作中，需要4个工作人员共同完成。由于修井工作往往在野外进行，同时起下管柱的工作较为复杂，容易给工人以及施工现场再来危险，因此研发并应用远程控制起下管柱装置，能够有效的改善人工直接操作带来的隐患。

1 主要组成部件

1.1 悬吊管柱扶正装置

管柱扶正装置，只要是在油管悬空状态时，调节油管位置的部件，主要由自动地位扶正机械手、油管卡盘以及液控吊卡三部分组成，通过三者之间的相互配合，完成管柱的悬吊、扶正、推送和对中的相关工作。

液控吊卡，是修井工作中完成悬吊管柱、起下管柱的重要装置，影响工作的效率以及安全性。在远程控制起下管柱的研制中，通常选择闭锁环式（常规月牙形）的吊卡，然后在吊卡上安装一个马达，并在马达上安装扇形齿轮，保证吊卡的外侧有一个同样装置的实行，在马达的运作状态下，驱动闭锁环，达到吊卡开、关的工作。为提高工作的安全性，应在吊卡手柄处设置保险装置，防止意外打开造成安全事故[1]。

油管卡盘，是吊卡将油管柱吊起时，将油管紧紧卡住，并保证油管的完整性。在研制远程控制起下管柱装置时，应采用900kN的气动卡盘，以保障管柱的锁定的牢固性。液控吊卡与油管卡盘的相互协作，将人工搬、抬、吊、挂等工作省去，减轻了工人的工作量，为自动化工作打下基础。

自动定位扶正机械手，由机械手、自动定位、支架等组成。在起油管时，机械手抓住油管，并运送到小滑车上；当下油管时，机械手推动吊卡将油管吊起，在油管全部吊起时抓住油管，最后自动定位装置将油管与中心对准，完成下管工作[2]。

1.2 油管上卸扣装置

该装置由开口型液压钳、平移进退就位装置、自动对缺口器等部分组成。为了在远程控制中，减少人力的工作量，需要配置液压钳平移进退就位装置，通过远程操控盘，完成对液压钳的操作。但完成远程控制液压钳的前提是，解决自动对缺口存在的问题，自动归位、对位等操作组合，能够保证液压钳的复位，使油管在液压钳口灵活进退。

2 工作流程

2.1 起油管

首先修井司机通过远程操控吊卡，使吊卡将油管的一端卡入设备内，运行马达，将油管被闭锁环牢牢卡住，然后将油管提起，并打开卡盘。当需要吊起下一个油管时，司机操控液压钳手柄，使油管进入钳口内，然后反向搬动手柄，使钳头夹紧油管，主钳开始进行卸扣工作。其次，自动对缺口装置，能够保障液压钳的钳口处于最大化，从而使液压钳轻松的离开油管，进行下一次的操作。再次，机械手会在接触到有管事自动停止运行，离开5厘米到15厘米时，机械手会继续进行推送油管的工作，将油管送至滑道小车中，当油管接触到滑道时，操控设备人员经反向操控马达，打开闭锁环。这是机械手迅速回收，等待下一根油管卡入吊卡中，然后将吊卡的闭锁环关闭，这是工作人员通过对手柄的操控，将使滑道放平，在将油管放入滑道中，完成油管的起出工作[3]。

2.2 下油管

工作人员通过远程操控，使油管进入滑道，液压缸径油管推送至最合适的井口位置，将滑道升起。吊卡在机械手的带动下，到达油管所在的位置，然后操控吊卡，将油管卡紧，一边吊起油管，一边收回机械手装置，为油管的下放留下足够的空间，然后将油管运送到井口的位置。这时，通过自动定位装置，确定管柱与井口的准确位置，提起油管、打开卡盘，如果管柱的顶端，与液压钳的钳头平齐，则需要停止下放工作，关闭卡盘，然后机械手推动卡盘吊取下一根油管，重复操作，实现管柱的下放工作。

在上述管柱的起下工作中，修井机师傅通过远程操控，来完成相关动作，既保证了工作的效率，有减轻了工作人员的工作强度，并提高了施工现场的安全性[4]。

3 结语

通过对远程控制起下管柱的研制，将小修井工作中脏、乱、累等因素减轻至最低，并且此遠程控制装置具有成本低、操作简单等优点，值得被广泛使用。在小修井的施工现场，采用远程操控，能够有效的改善工人的工作环境，提高工作效率，并在保证了工作的质量以及施工的安全性。

参考文献：

[1]钟功祥，刘涛，林宁.不压井修井作业起下管柱装置发展及典型结构[J].石油矿场机械，2015，04：6972.

[2]耿玉广，谷全福，孙连会，曾良军，王铁峰，黄树.小修作业远程控制起下管柱装置的研制[J].石油机械，2015，10：96101.

[3]刘东平，邓洪军，潘继涛，武传杰，刘兴泽.一种带压作业修井装置在高压深井起下管柱的应用[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2014，12：254.

[4]耿玉广，裴雅诗，谷全福，黄树，孙连会，王建伟.远程控制单吊卡起下管柱作业工艺[J].石油钻采工艺，2016，05：709712.

作者简介：于庆宏（1978），男，黑龙江安达人，本科，研究方向：石油工程。