抢喷作业机.pdf

本发明公开了一种石油工业使用的抢喷作业机，当发生井喷时，用本发明及时控制井喷。抢喷作业机包括抢喷部分、传导部分、液控系统、主轴和防爆柴油机，抢喷部分通过传导部分与主轴和液控系统连接，防爆柴油机与液控系统连接。操作人员通过操纵本作业机的液控系统，远距离即可完成抢喷所要完成的工作。本发明的机械化程度高，可远距离操作本作业机，实现安装抢喷器、切油管和拆卸井口的作业施工，及时控制井喷。

1、  抢喷作业机，其特征是本作业机包括抢喷部分、传导部分、液控系统(9)、主轴(11)和防爆柴油机(10)，抢喷部分通过传导部分与主轴(11)和液控系统(9)连接，防爆柴油机(10)与液控系统(9)连接。

2、  根据权利要求1所述的抢喷作业机，其特征是抢喷部分包括扶正器(1)工作升降缸(2)、防喷悬挂器(3)、抢喷液压调节机构和自锁液压钳(4)，工作升降缸(2)穿套在扶正器(1)内与防喷悬挂器(3)连接，工作升降缸(2)的下部与自锁液压钳(4)卡紧连接在一起，抢喷液压调节机构与防喷悬挂器(3)连接。

3、  根据权利要求2所述的抢喷作业机，其特征是防喷悬挂器(3)包括弓形横梁(14)、导轨(16)、上法兰(17)、下法兰(18)、球形关节(19)和伸缩节(20)，导轨(16)与弓形横梁(14)、上法兰(17)和下法兰(18)连接，在上法兰(17)和下法兰(18)中间是球形关节(19)，球形关节(19)与伸缩节(20)丝扣连接。

4、  根据权利要求2所述的抢喷作业机，其特征是抢喷液压调节机构包括活套(21)、活塞杆(23)、固定套(24)、缸套(26)、堵头(27)和进液接头(28)，活塞杆(23)安装在活套(21)和固定套(24)里面，卡簧(22)镶嵌在活塞杆(23)与活套(21)之间；缸套(26)与固定套(24)和堵头(27)螺纹连接，进液接头(28)与堵头(27)螺纹连接。

5、  根据权利要求2所述的抢喷作业机，其特征是自锁液压钳(4)包括丝杠(29)、钳体(30)、活塞(35)、卡瓦座(38)和卡瓦(40)，丝杠(29)与活塞(35)连接，安装在钳体(30)内，卡瓦(40)安装在卡瓦座(38)内与活塞(35)连接。

6、  根据权利要求5所述的抢喷作业机，其特征是钳体(30)设有两个进液孔(41)和(42)，其钳体(30)内还装有缸帽(31)、支撑套(33)和端帽(37)，支撑套(33)安装在丝杠(29)外，其套体上设有导轨与活塞(35)前端的划钉(34)配合，缸帽(31)与钳体(30)的前端配合；钳体(30)上的进液孔(41)与端帽(37)和活塞(35)之间的腔室连通，缸帽(31)上的进液孔(42)与钳体(30)和活塞(35)前端的腔室连通，成为两个液压腔。

7、  根据权利要求5所述的抢喷作业机，其特征是钳体(30)的上端面设有端盖(32)和连接套(36)，连接套(36)焊接在钳体(30)上，再由紧定螺钉(44)固定；端盖(32)与连接套(36)通过紧定螺钉(43)连接。

8、  根据权利要求5所述的抢喷作业机，其特征是卡瓦座(38)和卡瓦(40)由压盖(39)通过紧定螺钉(45)固定；卡瓦座(38)、卡瓦(40)和压盖(39)的前端均为弧形结构，其内圆与井口套管相符；压盖(39)设有凸起台阶与卡瓦(40)上的定位槽配合。

9、  根据权利要求1所述的抢喷作业机，其特征是传导部分包括装置升降缸(6)、联接轴承(7)和伸缩梁(8)，装置升降缸(6)与伸缩梁(8)连接并通过联接轴承(7)与导向板(5)连接在一起，伸缩梁(8)为楔形套装梁，安装在液控系统(9)里面。

10、  根据权利要求1所述的抢喷作业机，其特征是液控系统(9)包括液压旋转机构(12)，通过液压管线分别与液压旋转机构(12)、进液孔(41)和(42)以及进液接头(28)连接。

11、  根据权利要求1所述的抢喷作业机，其特征是主轴(11)外部安装大型轴承，底端设有底盘，将主轴(11)穿套在底板上。

12、  根据权利要求10所述的抢喷作业机，其特征是液压旋转机构(12)包括液压缸和活塞杆，液压旋转机构(12)通过液压管线与液控系统(9)连接，液压缸的底座与主轴(11)的底盘铰接，活塞杆与底板铰接。

13、  根据权利要求1所述的抢喷作业机，其特征是本抢喷作业机的抢喷部分、传导部分、液控系统(9)、防爆柴油机(10)安装在底板上，底板下方是车体或者是支撑体。

14、  根据权利要求12所述的抢喷作业机，其特征是底板围绕主轴(11)可做+25度至-25度之间任意角度的旋转。

抢喷作业机
技术领域
本发明涉及石油工业的修井作业设备，特别是抢喷作业机，当发生井喷时，用本发明及时控制井喷。
背景技术
目前井喷时喷出气液流切削力强，冲击力大、噪声刺耳，拆装井口很困难，危险性也很大。同时井口环境的恶劣也给抢喷措施带来更大难度，特别是气井井喷，因有毒气体、易燃易爆气体的存在，使抢喷作业难以处理。最早处理失控井喷事故是靠人海战术，但危险性太大，极易造成人员伤亡。目前国内各油田大都使用专利号为96227348.1的失控井喷抢装井口装置，基本能够满足处理一般性失控井喷的需要，但对于一些井口压力高于20MPa、井口条件差的井仍存在一定的局限性。另还存在井口人员操作安全风险大、自动化程度不高，抢喷时间较长等不足，以及不具备安全处理井口有管柱井井喷事故的能力。上述抢喷装置需要操作工人近距离到达井口，操作工人的安全不能很好地保证，抢喷的全过程都是人工操作，参加抢喷的人数较多，机械化程度较低。
发明内容
本发明的目的在于提供抢喷作业机，提高抢喷设备的机械化程度，提高现场操作人员的安全保障，快速、有效、安全地控制井喷。
本发明的技术解决方案是：抢喷作业机包括抢喷部分、传导部分、液控系统、主轴和防爆柴油机，抢喷部分通过传导部分与主轴和液控系统连接，防爆柴油机与液控系统连接。操作人员通过操纵本作业机的液控系统，远距离即可完成抢喷所要完成的工作。
本发明具有以下显著的效果：本发明的机械化程度高，可远距离操作本作业机，实现安装抢喷器、切油管和拆卸井口的作业施工。本作业机伸缩梁前端连接抢喷部分，通过伸缩梁使抢喷部分到达井口，操作人员可远距离对失控井喷进行各种抢喷工作。在保证现场操作人员的人身安全的同时，有效控制失控井喷。缩短了控制井喷的作业时间，降低了井喷损失，保证了操作人员的人身安全，具有显著的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明抢喷作业机抢喷部分的主视图。
图2是本发明的主视图。
图3是本发明主轴的俯视图。
图4是本发明防喷悬挂器的剖面图。
图5是本发明防喷悬挂器的俯视图。
图6是本发明自锁液压钳的主剖视图。
图7是本发明自锁液压钳的俯视图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步的详述：参见附图1、2和3，抢喷作业机包括抢喷部分、传导部分、液控系统9、主轴11和防爆柴油机10。抢喷部分通过传导部分与主轴11和液控系统9连接，防爆柴油机10与液控系统9连接。抢喷部分包括扶正器1、工作升降缸2、装置升降缸6、防喷悬挂器3、自锁液压钳4、液压调节机构，工作升降缸2穿套在扶正器1内活塞杆23上方与防喷悬挂器3连接，工作升降缸2的下部夹持在自锁液压钳4的壳体30的两侧。工作升降缸2的下端与导向板5用螺栓连接在一起，使自锁液压钳4位于在工作升降缸2与导向板5之间。抢喷液压调节机构与防喷悬挂器3连接。参见图4和图5，防喷悬挂器3包括弓形横梁14、导轨16、上法兰17、下法兰18、球形关节19和伸缩节20，导轨16与弓形横梁14、上法兰17和下法兰18连接，在上法兰17和下法兰18中间是球形关节19，球形关节19与伸缩节20啮合，伸缩节20下方连接专用抢喷工具，如：防喷器、废旧井口拆卸爪和光管封隔器。抢喷液压调节机构包括活套21、活塞杆23、固定套24、缸体26、堵头27和进液接头28，活塞杆23安装在活套21和固定套24里面，卡簧22镶嵌在活塞杆23与活套21之间。缸体26与固定套24和堵头27螺纹连接，进液接头28与堵头27螺纹连接，进液接头28通过液压管线与液控系统9连接。固定套24与缸套26套装在支撑架25的安装孔内。参见图6和图7，自锁液压钳4包括丝杠29、钳体30、活塞35、卡瓦座38和卡瓦40，丝杠29与活塞35连接，安装在钳体30内，卡瓦40安装在卡瓦座38内与活塞35连接。钳体30内还装有缸帽31、支撑套33和端帽37，支撑套33安装在丝杠29外，支撑套33的套体上设有导轨与活塞35前端的划钉34配合，缸帽31与活塞35的前端配合；钳体30上的进液孔41与端帽37和活塞35之间的腔室连通，缸帽31上的进液孔42与钳体30和活塞35前端的腔室连通，成为两个液压腔。钳体30的上端面设有端盖32和连接套36，连接套36焊接在钳体30上，再由紧定螺钉44固定；端盖32与连接套36通过紧定螺钉43连接。卡瓦座38和卡瓦40由压盖39通过紧定螺钉45固定。卡瓦座38、卡瓦40和压盖39的前端均为弧形结构，其内圆与井口套管相符。可根据井喷井口的具体情况，调整安装不同尺寸的卡瓦40，适应井喷井的套管。传导部分包括装置升降缸6、联接轴承7和伸缩梁8，装置升降缸6与伸缩梁8连接并通过联接轴承7与导向板5连接在一起。抢喷液压调节机构的活套21与防喷悬挂器3的上法兰17焊接在一起连；伸缩梁8的前端套装在装置升降缸6的外部，伸缩梁8安装在液控系统9内部。抢喷液压调节机构通过活塞杆23拉伸防喷悬挂器3，对防喷悬挂器3的伸缩节20下部悬挂的抢喷专用工具对应井口的距离进行调整。液控系统9包括液压旋转机构12，液控系统9通过液压管线分别与液压旋转机构12、进液孔41和42、进液接头28以及伸缩梁8的液压连接件连接。液控系统9和防爆柴油机10连接。本抢喷作业机的抢喷部分、传导部分、液控系统9、液压旋转机构12和防爆柴油机10安装在底板上，底板下方由车载部分13的车体或者是支撑体支撑。支撑体包括支架、支撑箱体、车体。主轴11与底板穿套连接，主轴11的外部安装大型轴承，底端设有底座，可以放置在车体或者是支撑体上，伸缩梁8的连接端与底板上方的主轴11穿套连接。
如上所述，抢喷作业机具有扶正器1套在工作升降缸2的外面，工作升降缸2下端和自锁液压钳4卡接在一起，自锁液压钳4通过液控系统9供给动力。防喷悬挂器3的两端分别与两个工作升降缸2的活塞连接。见图3，扶正器1把工作升降缸2和装置升降缸6横向连接在一起，装置升降缸6和伸缩梁8连接在一起，装置升降缸6通过联接轴承7和导向板5连接在一起。伸缩梁8为楔形套装梁，安装在液控系统9里面。防爆柴油机10和液控系统9连接在一起。防喷悬挂器3具有弓形横梁14与导轨16用钢结构高强度的大螺栓15连接，导轨16安装在上法兰17与下法兰18之间。上法兰17与下法兰18通过螺栓连接在一起，固定在球形关节19的外表面，球形关节19与伸缩节20丝扣连接。抢喷液压调节机构带动上法兰17、下法兰18以及与其装配连接在一起的部件在导轨16上移动。活套21焊接在上法兰17上，卡簧22镶在活套21里与活塞杆23卡紧连接，固定套24套在活塞杆23外面，支撑架25紧密配合在固定套24外。缸套26与固定套24螺纹连接，堵头27连接在缸套26的后部，进液接头28和堵头27螺纹连接，在缸套26内形成液压腔使活塞杆23在其内部自由移动，调节抢喷部分与井口的距离。自锁液压钳4的钳体30内部安装的端帽37和缸帽31与钳体30通过螺纹连接在一起，活塞35插到端帽37内部，通过划钉34和支撑套33配合。活塞35和缸帽31之间，通过进液孔42形成一个液压腔，同时在活塞35和端帽37之间，通过进液孔41形成另一个液压腔。划钉34可在支撑套33上移动，支撑套33和丝杠29配合在一起，丝杠29在缸帽31中心孔内穿过，缸帽31和钳体30通过螺纹连接。轴销和紧定螺钉把活塞35和卡瓦座38连接在一起，可以一起移动。卡瓦40和卡瓦座38紧密配合，上面安装压盖39。压盖39上的凸起台阶与卡瓦40上的定位槽配合在一起。压盖39和卡瓦座38通过紧定螺钉连接在一起。端盖32和连接套36通过紧定螺钉43固定，连接套36焊接在钳体30的外部。紧定螺钉44把连接套36和钳体30固定在一起，压盖39通过紧定螺钉45把卡瓦40固定紧。
抢喷作业机工作时，用车将本作业机送到指定地点，如现场没有其它支撑体，可用车体，如有其它支撑体，可将车开走，而将支撑体垫支在作业机的底板上。先启动防爆柴油机10为液控系统9提供动力，做好抢喷的准备工作。通过控制液控系统9的运转使传导部分的伸缩梁8带动抢喷部分伸向井口，进行抢喷工作。通过液控系统9可以控制伸缩梁8的伸长与缩短，使本作业机的抢喷部分达到指定的井口位置。主轴11的外部安装大型轴承，其底端设有底盘。液压旋转机构12包括液压缸和活塞杆，液压旋转机构12通过液压管线与液控系统9连接，液压缸的底座与主轴11的底盘铰接，活塞杆与底板铰接。通过液控系统9的液控手柄操纵液压旋转机构12的液压缸，液压缸内活塞杆的伸长与收缩可以使底板围绕主轴11做+25度至-25度之间任意角度的旋转，带动底板上安装的液控系统9、防爆柴油机10、抢喷部分和传导部分做旋转运动，以达到将抢喷部分对准井口的目的。防喷悬挂器3的上法兰17和下法兰18及与其连接的抢喷液压调节机构和伸缩节20下端安装的专用抢喷工具在轨道16上移动，通过抢喷液压调节机构对井口距离做调整。工作升降缸2在扶正器1的扶正作用下，上下移动，调节自锁液压钳4的高度。自锁液压钳4通过液控系统9的供压与回液，控制钳体30内活塞35的伸长与收缩，调整钳口的大小。进行抢喷作业。以下结合实施例，描述几种抢喷施工的具体过程：
液压自动冒喷拆除废井口并安装防喷器
1、首先将抢喷用的拆卸爪安装在伸缩节20的下端，将本作业机运至井口附近，车尾距井口3.5m范围以内，启动液压控制系统，准备抢喷；
2、通过液控系统9的液控手柄，操纵伸缩梁8向井口方向平稳伸出；当接近井口1.5m左右时，伸缩梁8停止伸出；
3、操纵液控手柄，使底板整体旋转，微调对中井口；
4、用液控手柄操纵传导部分的装置升降缸6，使其下降至自锁液压钳4能够卡住套管短节为止；
5、操纵液控手柄，使伸缩梁8伸出，使与伸缩梁8连接在一起的导向板5找正套管；
6、操纵液控手柄，使自锁液压钳4伸出，卡紧、锁定在套管短节上，为整套设备固定基础，起到生根的作用；
7、操纵液控手柄，使防喷悬挂器3前伸，使伸缩节20下端连接的拆卸爪卡住并抱紧废井口后上提，将废井口拆下；
8、操纵液控手柄使防喷悬挂器3回缩，拆下拆卸爪，安装好防喷器；
9、防喷悬挂器3重新前伸对正井口，操纵液控手柄使工作升降缸2下降，使与防喷器连接的三通找正并压紧井口法兰，此时井口已相对安全，人工安装井口螺栓；
10、操纵液控手柄关闭防喷器，使失控井喷得以控制；
11、人工卸掉防喷器的螺栓，使防喷器与防喷悬挂器3分离，收回抢喷部分和传导部分，关闭液控系统9，关闭防爆柴油机10，抢喷作业机运离抢喷现场。
光套管头井喷时冒喷液压自动安装插管式封隔器和防喷器
1、伸缩节20下端连接防喷器和光管封隔器，将本作业机运至井喷现场，操纵液控手柄，如上所述操纵本作业机使抢喷部分与井口中心重合；
2、通过操纵液控手柄，使自锁液压钳4伸出并卡紧套管短节；
3、操纵液控手柄，使防喷悬挂器3前伸，工作升降缸2下降，使与防喷器下端三通连接的光管封隔器插入井筒；
4、操纵液控手柄打压，使光管封隔器锚定并座封在套管内壁上，为防喷器生根，光管封隔器胶筒压缩，封闭光管封隔器与套管之间的环空；
5、操纵液控手柄关闭防喷器，使失控井喷得以控制；
6、待压井后，运离抢喷作业机，进行后续施工。
部分油管喷出，冒喷液压割断井口油管并安装防喷器
1、伸缩节20下端连接液压切管器，将本作业机运至井喷现场，操纵液控手柄，如上所述操纵本作业机使抢喷部分与井口中心重合；
2、用液控手柄操纵自锁液压钳4，使其伸出并卡紧套管短节；
3、操纵液控手柄，使防喷悬挂器3前伸，通过液控手柄控制工作升降缸2的升降，使液压切管器套入大四通上法兰，用液控手柄启动液压切管器，切断油管；
4、打开液压切管器的钳口，收回液压切管器，下放工作升降缸2，操纵液控手柄，使与防喷器连接的三通找正并压紧井口法兰；
5、此时井口已相对安全，人工连接井口螺栓，用液控手柄操纵防喷器使其关闭，使井喷得以控制，完成抢喷作业；
6、卸掉防喷器上的螺栓，使防喷器与防喷悬挂器3分离，收回本作业机的传导部分和抢喷部分，关闭液控系统9，关闭防爆柴油机10，将抢喷作业机运离抢喷现场。