高适应性油管移运装置研究与应用

杜延涛

摘 要：高适应性油管移运装置不再需要人力进行繁重的劳动，彻底杜绝了油管对人造成的意外伤害，同时也减少了人员配备，降低了作业中的人工成本。同时提升了整个作业过程的技术水平。移运装置运输轻便、安装快捷、适应性强。

关键词：修井作业；管柱；移运装置；适应性

引言

目前，辽河油田已进入开發中、后期阶段，采油的难度越来越大，修井任务也越来越繁重。现有的作业设备在作业施工时，油管的拉排工作需要两个工人同时对油管进行拉排，作业强度大，危险性高。针对这种情况，提出油管移运系统设计构想。油管移运完全颠覆以往的需要人工进行油管拉送工作的情况，从自动化角度对作业流程进行设计。施工过程不再需要人进行直接的油管拉排工作，而是换成对仪器的操作，通过机械手臂，实现油管从管桥到井口的运移过程，再由井口上的配套吊卡，卡住油管准确的放置于井口，从而完成油管的自动移运。整个过程不再需要人力进行繁重的劳动，彻底杜绝了油管对人造成的意外伤害，同时也减少了人员配备，降低了作业中的人工成本。同时提升了整个作业过程的技术水平，为更好的服务油田提供技术支撑。

1高适应性油管移运装置

尽管钻井生产中已经有管柱移运装置、作业现场有几种形式管柱移运装置，但是装置适应性较差，体积偏大等不足，造成运输困难。因此，根据辽河油田的实际情况，有针对性地研发一种运输轻便、安装快捷、适应性强，便于实际现场应用的管柱移运装置。

1.1管柱移运装置方案

该装置共分为动力臂、底座、上下管装置和起升装置四个重要部分。该装置可以适应不同的井口高度和井口工作环境，起升侧最大起升高度可达到1.5m，同时可伸出长度最大为2.5m，便于运输整根油管。在起油管工作时，修井工人可以通过大钩将油管从井下起出，该装置将动力臂伸出到达井口，工人将吊起的油管下端放在动力臂上，该装置上的动力头装置开始工作，通过上面的链将油管传递到一侧倒指定位置，然后动力臂收回，之后再由上下管装置将油管从本装置上卸下；上油管时，工作顺序相反。为了简洁方便，本装置的上下管装置设计为可拆卸，不工作时可放到底座内。

1.2底座结构设计

底座是整个管柱移运装置的核心部分，它是用来支撑放在上面的动力臂的主要结构件，正如前面所分析那样，考虑整个结构的简洁性和稳固性，整个底座设计为一个整体的框架，整个底座上设有前端导轮座，放置前端导轮，使动力臂在底座上滑动。同时，在底座的型腔内焊接一个V型槽，其目的是：由于一般油管长为10m，在动力臂上移运时，会倾斜下落到一定的长度，伸出的动力臂承接油管时，油管会落入底座部分，用V型槽来承载油管的一端，使其向前滑动，从而完成油管下落过程。在底座设计时，考虑齿轮驱动装置，多焊接一组加强筋，用来固定齿轮的驱动装置。为了确保整个装置的稳定性，动力臂上也设有压轮装置，所以底座上也需像动力臂那样焊接一对角钢，作为压轮的导轨。

1.3动力臂结构设计

动力臂机构主要由动力臂框架、链条、管子保护器、动力头、张紧轮、压轮滑道、齿条和从动头组成。

动力臂框架是动力臂机构的最重要的一部分，其整体结构采用矩形框架结构，支撑梁和加强连接梁都是采用矩形型钢焊接连接在一起的，用矩形型材，可以在满足整个强度要求的同时，很大程度减轻了整体的质量。在矩形架上焊接一个V型槽，用来放置链条和油管运输，为了防止油管在运输过程时，油管不按原定侧意外滚落，设置一个管子保护装置，同时V型槽与矩形架之间应焊接加强筋连接加强，提高整个装置的稳定性。为了确保动力臂与底座连接具有足够的稳定性，在动力臂与底座直接用压轮连接，所以应在动力臂伸出侧焊接一个角铁作为压轮的滑道。

本部分传动的方式为链传动，在链子传动过程中，链子会在动力臂框架上滑动，为了减小链子滑动时所产生的摩擦力，可以在链子下面加垫一块尼龙垫板，可以很好的减小摩擦阻力。

2 现场实施情况

截止2013年12月，小型化管杆举升系统进行了的3井次现场试验。通过以上试验，我们发现该装置基本能满足井口管杆举升输送要求。输送速度1-2根/分的设计要求；滑道采用了链条式的传送，具有自动化程度高、操作简便，适应性强、运输方便等优点。基本达到安全、节省人工成本要求。

3 结论

修井作业是油田作业的重要组成部分，油管移运装置是修井作业中急需采用和发展的技术之一。该技术能使修井工人远离恶劣的工作环境，提高工作的安全性和修井效率，大大减轻劳动强度。根据我国的国情，要实现油管移运操作机械化、自动化有一定的难度，但随着各油田对该技术的日益重视，各种新技术的应用，大量相关研究人员对该技术的不断研究创新，相信该技术不久将得以实现。

参考文献：

[1] 戴长生，管恩东. 修井起下作业中的油管机械化拉排装置技术研究[J]. 油气井测试，2007，（z1）：19-21

[2] 高胜，刘丽雪，张飘石.修井作业管柱机械化移运装置设计与应用[J].石油矿场机械，2013，42（8）：87-90.