小修作业油田修井系统技术领域
本实用新型涉及油田修井设备技术领域，尤其是指一种自动化程度高、工
作可靠性高的小修作业油田修井系统。
背景技术
目前，国内油田修井作业使用的修井机都是手动操作，就是通过操作工的
人工操作完成油、气、水井的修理工作。在整个过程中，修井机实际上就是一
个使用自身卷扬机拉出或放下管柱的作用，其他细致的、零碎的、大量重复性
工作(井内起出管柱的卸扣、摆放、清洁、入井管柱的运移、上扣等等)是由
操作工手工直接完成或是操作液压大钳完成的，修井的速度也由工人操作速度
和修井机的运转决定，考虑到人体自身因素的制约(体力、反应速度、对高温、
寒冷的忍耐力等等)，修井速度和连续作业时间均得不到大幅提高；否则将欲速
则不达，由于对人体条件的忽视反而会造成一些不必要的工业事故，出现生产
中断、设备损坏、人员受伤等等。另外，在实际操作中由于井内溢出大量油水
后给井口设备及操作工的身躯造成污染，使井口上的各类操作更是艰难异常，
给安全生产造成了不利。
随着时代的发展，一方面全社会对劳动条件的要求不断提高，另一方面随
着国内青壮年劳动力数量的不断减少，这就要求修井作业向少人化或无人化、
低劳动强度、高安全性发展，只有这样才能保证公司的效益和劳动者的收益。
因此，自动化程度较高的修井机也在近年来不断推出，但其高昂的价格令大多
数老牌石油企业望而却步。
实用新型内容
本实用新型提出一种小修作业油田修井系统，解决了现有技术中油田修井
机自动化程度低、劳动强度大的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：小修作业油田修井系统，
包括井口和设置于所述井口一侧的油管举升机，所述井口的上方设置有水平状
态的设备组合盘，所述设备组合盘上设置有自动液压钳和扶正手。
优选的，所述设备组合盘上还设有气动卡瓦、控制柜和操作室；
所述自动液压钳连接有液压钳进退机构，所述扶正手连接有扶正手高度调
节机构；
所述气动卡瓦位于所述井口的正上方。
优选的，所述设备组合盘通过四根支腿支撑于所述井口的上方，四根所述
的支腿上均设有用于调整所述设备组合盘高度和平面度的丝杠调节机构。
本实用新型在采用了上述技术方案后的有益效果是：本实用新型的小修作
业油田修井系统把自动液压钳和扶正手全部安装在一个设备组合盘上，能够使
得在频繁拆卸、搬迁的条件下快速准确安装定位并迅速投入工作，其连续工作
时间及速度大幅提高，极大地提高了工作效率。包括扶正手和自动液压钳等部
件都不需要一一拆除，只要切断自动液压钳的动力油压、悬挂钢丝绳及所有的
外接电源、信号进出线之后，连同设备组合盘一起吊走，省去了反复安装的麻
烦。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明：
图1为本实用新型一种实施例的结构示意图；
图2为该实施例工作状态示意图；
图3为自动液压钳两种不同位置的状态示意图；
图4、图5、图6分别为三种管柱码垛区不同的状态示意图；
图中：1-设备组合盘；2-井口；3-自动液压钳；4-扶正手；5-气动卡瓦；
6-控制柜；7-操作室；8-油管举升机；9-油管；10-自动吊卡；11-吊环；12-支
腿；13-液压钳进退机构；14-扶正手高度调节机构；15-丝杠调节机构；16-安
装位一；17-安装位二；18-管柱码垛区；19-修井机。
具体实施方式
实施例：
如图1和图2所示，为本实用新型小修作业油田修井系统的一种实施例，
该实施例包括井口2和设置于所述井口2一侧的油管举升机8，所述井口2的上
方设置有水平状态的设备组合盘1，所述设备组合盘1上设置有自动液压钳3和
扶正手4。
所述设备组合盘1上还设有气动卡瓦5、控制柜6和操作室7；所述自动液
压钳3连接有液压钳进退机构13，所述扶正手4连接有扶正手高度调节机构14；
所述气动卡瓦5位于所述井口2的正上方。
所述设备组合盘1通过四根支腿12支撑于所述井口2的上方，四根所述的
支腿12上均设有用于调整所述设备组合盘1平面度的丝杠调节机构15。
油管举升机8的主要作用是在下钻时从井场举推油管9至井口2，起钻时接
油管9由井口2至井场码垛。
在该实施例中，扶正手4主要完成以下功能：
a、起钻时向外推油管9至油管举升机8上,推动自动吊卡10向外摆动使之
绕过接箍，让自动吊卡10抓住井内油管，自动吊卡10从油管举升机8上返回
井口2时扶正手4可扶住自动吊卡10让其匀速返回。
b、下钻时外推自动吊卡10使之翻倒骑到水平放置的油管9的颈部完成抓
取(图2所示)，扶住油管9下端使油管9匀速到达井口2，抱住油管9下端使
油管9公扣精确进入母扣完成对扣。
在该实施例中，自动液压钳3主要完成以下功能：
a、能够自动旋转寻找开口使油管进入钳口；
b、完成上扣卸扣；
c、能自动切换高低速旋转满足速度与扭矩的不同要求。
对于设备组合盘1上的所有设备的所有的状态可由自带的信号传感器负责
监测并输送到控制柜6，在控制柜6内的PLC中已有各设备单元需要完成的程序，
而且每一个单元工作结束之后便会自动触发下一个设备进行自动启动，以此来
保证用最少的操作程序来完成修井作业中的起钻、卸扣、推管柱、举升机接管
柱等等动作。另外如当遇到这些情况：井下故障、更换下井工具等其他需要暂
停的情况下，再次启动后，能够自动恢复到原有的工作顺序；也可实现人工手
动操作和PLC控制进行的自动操作之间的随意转换，达到一人操作，且操作时
精神状态宽松、环境舒适、劳动强度低、连续工作时间长，在不出现其他事件
的情况下(井下出现异常、天气出现不正常等等)，可以做到一次性完成起下钻
全过程。
本实用新型在起钻时的基本操作步骤如下：
1)按“开始”按钮，扶正手伸出外推自动吊卡，此时司钻下放自动吊卡，
自动吊卡将会行走至井口上油管的节箍下方；
2)按“开始”，扶正手收回；延时1s后自动吊卡将自行关闭，司钻开始上
提油管，达到要求高度之后停车；
3)按“开始”，固定油管(关闭气动卡瓦)；
4)再按“开始”按钮，自动液压钳将伸出对油管进行卸扣，完成后退出、
收回；
5)按“开始”按钮，扶正手伸出，外推已卸下扣的油管下端，油管下端向
外平移(同时司钻配合下放滑车)进入油管举升机；当油管上端接近油管举升
机时自动吊卡也会跟随油管下滑，直至自动吊卡放平；
6)按“开始”，自动吊卡打开，司钻上提吊卡，延时2s之后油管举升机自
行回收并运移油管至规定位置；
7)重复动作1)，起下一个油管。
在以上动作中，如果出现异常情况，需要停止时，只需按“暂停”按钮，
正在动作的任何一个动作都会及时停止，等排除了故障，再按“开始”将又继
续以上动作。
如果将旋钮设置为“自动”模式时，操作人员只要按下“开始”，然后配合
起下吊卡即可。这些设备单元将会以最快的方式自动进行动作。当然，出现故
障时也可进行“暂停”和继续动作。
本实用新型在下钻时的基本操作步骤如下：
1)按“开始”，油管举升机送油管至井口；
2)按“开始”，扶正手推吊环11(用吊环推手)，挂在吊环下端的自动吊卡
平移至油管上方(开始时吊卡在下钻管柱的下至点—井口之上)，下放自动吊卡
(吊卡已处于打开状态)至油管进入自动吊卡；
3)按“开始”，扶正手回收，同时自动吊卡自动关闭；扶正手回收一段距
离后停止(同时司钻开始上提油管)，扶正手再次伸出，扶住油管并收回将油管
扶进井内油管母扣中(即扶单根对扣)延时后放手并收回(延时是为了下放管
柱使之进母扣)；
4)按“开始”按钮，自动液压钳伸出并进行上扣之后退出；
5)按“开始”，气动卡瓦打开，司钻可操作下放油管进井内；
6)重复1)下下一个管柱。
当然，只要把旋钮旋到“自动”档时，以上动作只要按一次“开始”，就按
设定的程序按部就班的自动进行下去，即油管从举升机推出至井口→扶正手推
吊卡至油管上方→下放吊卡(司钻操作)→吊卡关闭→上提油管(司钻操作)
→扶正手扶油管至井口母扣中→液压钳伸出并上扣→卡瓦打开(司钻操作)→
下放管柱入井。
在“起钻”或者“下钻”过程中，由于井架不断受重力、风力、井口溢出
泥水等因素，会导致设备组合盘和井口的相对位置发生变化，出现扶正手和自
动液压钳对井内管柱的对中度发生变化。对此，在设备组合盘的支腿上均设置
了高度调正机构，工作一定时间后，可以检查并调正。液压钳安装底座上有弹
性复位系统，它能够消除由于信号误差引起的钳体前后窜动并实施保护。另外，
在设备组合盘上还有扶正手升降机构，能保证扶正手为合适高度。
另外，设备组合盘1上设置了两个自动液压钳3的安装位置，为了适应油
管举升机8与修井机的放置位置发生变化时的不同要求(在一个井场上有多个
抽油机时，井内管柱抽出后码垛的区域要发生变化)，如图3、图4、图5和图6
共同所示，扶正手4正对修井机时，使用自动液压钳3安装位一16，管柱码垛
在修井机的正后方；设备组合盘1顺时针旋转90度，仍用安装位一16，码垛在
修井机左后方；设备组合盘1逆时针90度旋转后，码垛在修井机的右后方，即
安装位二17。
对于本实用新型的小修作业油田修井系统来说，由于所有的体力工作均由
设备完成，因此连续工作时间及速度大幅提高，极大地提高了工作效率，而且
它收工搬家时拆除工作也是十分简便，扶正手、液压钳、控制柜都不需要一一
拆除，只要切断液压钳的动力油压、悬挂钢丝绳及所有的外接电源、信号进出
线之后，连同设备组合盘一起吊走，省去了反复安装的麻烦。
本实用新型的小修作业油田修井系统结构简单，操作方便，造价成本低，
而且自动化程度高，具有很好的实用性。
本实用新型不局限于上述具体实施方式，一切基于本实用新型的技术构思，
所作出的结构上的改进，均落入本实用新型的保护范围之中。