一种用于井下作业施工的管杆剪切装置

技术领域

本发明涉及石油开采设备技术领域，具体为一种用于井下作业施工的管杆剪切装置。

背景技术

在油田开发过程中，井下作业时常遇到困扰施工正常进行的生产技术难题，由于砂、蜡、稠油、结垢、落物等原因的影响，每年连续杆或抽油杆被卡住需上作业修复的井不在少数，对于这种修复作业，作业队伍在施工中非常头疼，因为在施工时存在着解卡、倒扣等较为困难的工序，还有不少井由于各种原因无法进行倒扣操作或倒扣失败，每当出现这种情况时，只有采取逐根用钢锯弓、锯条，手工锯断连续杆或抽油杆，交替将抽油杆和油管提出井筒，由于连续杆或抽油杆的刚性较强，锯割非常困难，操作人员劳动强度较高，施工进度较慢，严重影响了生产的正常进行。另外对于管柱腐蚀严重的水井，在作业上提管柱或井喷抢险施工中，由于部分油管强度低，液压钳咬紧力差或管柱接箍高度不适合，管柱卸扣困难，只能使用管子割刀或钢锯弓、锯条对油管进行切割，操作难度加大，同时也不利于安全生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于剪切效率高，使用安全便捷的井下作业施工的管杆剪切装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于井下作业施工的管杆剪切装置，包括固定底座和液压泵，所述液压泵安装在所述固定底座上，所述液压泵外部一侧固定卡接安装有剪切机构，所述剪切机构用于对石油待检修管杆进行剪切，所述剪切机构包括液压缸、固杆挡罩、剪切主刀、活动翘臂、剪切侧刀、支撑弹簧以及侧压杆，所述液压缸固定卡接安装在所述液压泵外部一侧，所述固杆挡罩固定套接安装在所述液压缸一侧端部，所述剪切主刀固定嵌入安装在所述液压缸底部，所述活动翘臂转动安装在所述固杆挡罩内壁对应所述剪切主刀底端两侧，所述剪切侧刀固定卡接安装在所述活动翘臂顶部，所述支撑弹簧固定嵌入安装在所述活动翘臂底端一侧与所述固杆挡罩内壁表面连接位置处，所述侧压杆对称卡接安装在所述剪切主刀两侧对应所述活动翘臂一侧顶端位置处。

进一步的，所述固定底座外部底端两侧均固定卡接安装有固定机构，所述固定机构用于对所述固定底座在井口处进行支撑固定，所述固定机构包括侧支座、活动支臂、滑臂座、旋转丝杆、驱动电机、支撑板以及缓冲弹簧，所述侧支座固定卡接安装在所述固定底座外部底端两侧，所述活动支臂中部转动安装在所述侧支座内部，所述滑臂座外壁一侧底端嵌入安装在所述活动支臂外壁，所述旋转丝杆贯穿嵌入安装在所述滑臂座内部，所述驱动电机固定卡接安装在所述旋转丝杆顶部。

进一步的，所述滑臂座内部顶端与所述旋转丝杆外壁之间通过螺纹旋槽啮合连接，所述缓冲弹簧套接安装所述旋转丝杆外部底端对应所述滑臂座靠近所述侧支座一侧位置处，所述支撑板固定卡接安装在所述活动支臂远离所述滑臂座的一端，且所述支撑板外壁表面贴覆有橡胶防滑垫片。

进一步的，所述固杆挡罩顶部一侧与所述液压缸底部一侧之间通过连接合页转动连接，所述固杆挡罩顶部另一侧与所述液压缸底部另一侧之间通过紧固螺杆固定连接。

进一步的，还包括换向开关，所述换向开关固定卡接安装在所述液压泵外部一侧，且所述换向开关与所述剪切主刀之间通过液压管线贯通连接，所述液压泵外部另一侧嵌入卡接安装有压力指示表。

进一步的，所述固定底座外壁两侧固定卡接安装有吊装机构，所述吊装机构用于对所述固定底座整体在井口处进行吊装，所述吊装机构包括连接卡座、吊装主线缆、吊装支线缆、活动卡座、固定线夹以及吊装臂，所述连接卡座固定焊接在所述固定底座外壁两侧，所述吊装主线缆贯穿卡接在一个所述连接卡座顶部，所述吊装支线缆贯穿卡接安装在另一个所述连接卡座顶部，所述活动卡座活动套接安装在所述吊装主线缆外部。

进一步的，所述固定线夹固定卡接安装在所述吊装支线缆底部，所述吊装支线缆外部顶端与所述活动卡座底端表面固定卡接，所述吊装臂固定安装在所述活动卡座顶部，且所述吊装臂内部贯穿开设有螺孔。

进一步的，所述固定底座、液压泵以及固杆挡罩外壁表面均匀涂覆有碳化铬防腐蚀涂层，所述剪切主刀的最大剪切压力为35兆帕。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明设置有剪切机构，经固杆挡罩对石油井口管杆外部进行支撑固定，经液压泵为液压缸提供动力，由剪切主刀可以对管杆外部一侧进行液压剪切，同时当剪切主刀下降到一定高度时，经侧压杆可以对固杆挡罩内部底端处活动翘臂一侧向下进行压动，并将活动翘臂另一侧向上顶起，由剪切侧刀可以对管杆底端两侧进行辅助剪切，解决了使用液压缸单一进行液压剪切时剪切效果和速度较差的问题，同时减小了液压缸受损度，延长了液压缸的实际使用寿命，使得装置具有剪切力强，操作简单省力，安装使用方便，安全高效，性能可靠的优点，该装置的现场应用消除了安全、井控事故隐患。

本发明设置有固定机构，当对液压缸的高度进行调节结束后，启动驱动电机带动旋转丝杆进行转动，使得滑臂座可以进行滑动，将活动支臂在侧支座处向外进行旋出，将支撑板在石油井口处对固定底座外部底端两侧进行支撑固定，保证了固定底座在石油井上和井下作业时安装的牢固性和便捷性。

本发明设置有吊装机构，当装置吊装将液压缸与管杆的位置高度进行调节时，根据装置整体的重量，在杠杆原理的作用下，由活动卡座带动吊装支线缆在吊装主线缆外部进行滑动，将活动卡座外部顶端处的吊装臂调节至固定底座外部顶端的重力平衡处，并配合固定线夹对吊装支线缆底端在连接卡座处进行固定，活动卡座外部两侧在吊装主线缆处进行限位固定，从而保证了装置整体在高度调节吊装时的平衡性能，解决了装置整体两侧受力不平衡，容易在吊装时发生倾斜侧翻，导致人员受伤设备损坏的问题。

附图说明

图1为本发明中装置整体的立体结构示意图；

图2为图1中的去除吊装机构之后的结构示意图；

图3为图2中的剪切机构的结构示意图；

图4为图1中的固定机构的结构示意图；

图5为图4中的滑臂座安装的结构示意图；

图6为图1中的去除固定机构之后的结构示意图；

图7为本发明中的吊装机构的立体结构示意图。

附图标记：1、固定底座；2、液压泵；3、剪切机构；301、液压缸；302、固杆挡罩；303、剪切主刀；304、活动翘臂；305、剪切侧刀；306、支撑弹簧；307、侧压杆；4、固定机构；401、侧支座；402、活动支臂；403、滑臂座；404、旋转丝杆；405、驱动电机；406、支撑板；407、缓冲弹簧；5、吊装机构；501、连接卡座；502、吊装主线缆；503、吊装支线缆；504、活动卡座；505、固定线夹；506、吊装臂；6、换向开关；7、压力指示表；8、液压管线；9、连接合页；10、紧固螺杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请一并参阅图1-图7，一种用于井下作业施工的管杆剪切装置，包括固定底座1和液压泵2，液压泵2安装在固定底座1上，液压泵2外部一侧固定卡接安装有剪切机构3，剪切机构3包括液压缸301、固杆挡罩302、剪切主刀303、活动翘臂304、剪切侧刀305、支撑弹簧306以及侧压杆307，液压缸301固定卡接安装在液压泵2外部一侧，固杆挡罩302固定套接安装在液压缸301一侧端部，剪切主刀303固定嵌入安装在液压缸301底部，活动翘臂304转动安装在固杆挡罩302内壁对应所述剪切主刀303底端两侧，剪切侧刀305固定卡接安装在活动翘臂304顶部。支撑弹簧306固定嵌入安装在活动翘臂304底端一侧与固杆挡罩302的连接位置处，侧压杆307对称卡接安装在剪切主刀303两侧对应活动翘臂304顶端位置处，经固杆挡罩302对石油井口管杆外部进行支撑固定，经液压泵2为液压缸301提供动力，由剪切主刀303可以对管杆外部一侧进行液压剪切，同时当剪切主刀303下降到一定高度时，经剪切主刀303外部两侧的侧压杆307可以对固杆挡罩302内部底端处活动翘臂304一侧向下进行压动，并将活动翘臂304另一侧向上顶起，由剪切侧刀305可以对管杆底端两侧进行辅助剪切，解决了使用液压缸301单一进行液压剪切，剪切效果和速度较差的问题，同时减小了液压缸301受损度，延长了液压缸301的实际使用寿命，使得装置具有剪切力强，操作简单省力，安装使用方便，安全高效，性能可靠的优点，该装置的现场应用消除了安全、井控事故隐患。

参照图2、图4和图5所示，固定底座1外部底端两侧均固定卡接安装有固定机构4，固定机构4包括侧支座401、活动支臂402、滑臂座403、旋转丝杆404、驱动电机405、支撑板406以及缓冲弹簧407，侧支座401固定卡接安装在固定底座1外部底端两侧。

参照图5，活动支臂402中部转动套接安装在侧支座401内部，滑臂座403外壁一侧底端嵌入安装在活动支臂402外壁，旋转丝杆404贯穿嵌入安装在滑臂座403内部，驱动电机405固定卡接安装在旋转丝杆404顶部，滑臂座403内部顶端与旋转丝杆404外壁之间通过螺纹旋槽啮合连接，为了避免滑臂座403向外滑出导致脱轨，保证装置使用的稳定性和耐久性，缓冲弹簧407套接安装旋转丝杆404底端对应滑臂座403靠近侧支座401一侧位置处，支撑板406固定卡接安装在活动支臂402远离滑臂座403的一端，为了进一步增加支撑板406外壁与石油井口设备之间接触的摩擦力，支撑板406外壁表面贴覆有橡胶防滑垫片，当对液压缸301的高度进行调节结束后，启动驱动电机405带动旋转丝杆404进行转动，使得滑臂座403可以进行滑动，将活动支臂402在侧支座401处向外进行旋出，将支撑板406在石油井口处对固定底座1外部底端两侧进行支撑固定，保证了固定底座1在石油井上和井下作业时安装的牢固性和便捷性。

参照图3和图6，为了保证固杆挡罩302在液压缸301外部顶端对管杆固定前进行打开和固定后进行锁止闭合，提高装置使用的便捷性，固杆挡罩302顶部一侧与液压缸301底部一侧之间通过连接合页9转动连接，固杆挡罩302顶部另一侧与液压缸301底部另一侧之间通过紧固螺杆10固定连接。

如图2和图4所示，为了可以对液压缸301伸出的剪切主刀303进行收缩复位，换向开关6固定卡接安装在液压泵2外部一侧，且换向开关6与剪切主刀303之间通过液压管线8贯通连接，为了可以对液压泵2内部的压力值进行观测，保证装置使用时的安全性能，液压泵2外部安装有压力指示表7。

参照图6和图7，固定底座1外壁两侧固定卡接安装有吊装机构5，吊装机构5包括连接卡座501、吊装主线缆502、吊装支线缆503、活动卡座504、固定线夹505以及吊装臂506，连接卡座501固定焊接在固定底座1外壁两侧，吊装主线缆502贯穿卡接在一个连接卡座501顶部，吊装支线缆503贯穿卡接安装在另一个连接卡座501顶部，活动卡座504活动套接安装在吊装主线缆502外部，固定线夹505固定卡接安装在吊装支线缆503顶部，吊装支线缆503贯穿卡接安装在另一个活动卡座504顶部，吊装臂506固定安装在活动卡座504顶部，且吊装臂506内部贯穿开设有螺孔，当装置需要吊装将液压缸301与管杆的位置高度进行调节时，根据装置整体的重量，在杠杆原理的作用下，由活动卡座504带动吊装支线缆503在吊装主线缆502外部进行滑动，将活动卡座504外部顶端处的吊装臂506调节至固定底座1外部顶端的重力平衡处，并配合固定线夹505依次对吊装主线缆502、吊装支线缆503底端在连接卡座501处进行固定，活动卡座504外部两侧在吊装主线缆502处进行限位固定，从而保证了装置整体在高度调节吊装时的平衡性能，解决了装置整体两侧受力不平衡，容易在吊装时发生倾斜侧翻，导致人员受伤设备损坏的问题。

为了改善装置整体表面的抗腐蚀性能，延长装置整体在石油井口环境下的耐用性能，固定底座1、液压泵2以及固杆挡罩302外壁表面均匀涂覆有碳化铬防腐蚀涂层，为了保证剪切主刀303的剪切力度，剪切主刀303的最大剪切压力为35兆帕。

综上，本发明提供的一种用于井下作业施工的管杆剪切装置，在工作时，首先，当装置需要将液压缸301与管杆的位置高度进行调节时，根据装置整体的重量，在杠杆原理的作用下，由活动卡座504带动吊装支线缆503在吊装主线缆502外部进行滑动，将活动卡座504外部顶端处的吊装臂506调节至固定底座1外部顶端的重力平衡处，并配合固定线夹505对吊装支线缆503底端在连接卡座501处进行固定，活动卡座504外部两侧在吊装主线缆502处进行限位固定，保证了装置整体在高度调节吊装时的平衡性能，解决了装置整体两侧受力不平衡，容易在吊装时发生倾斜侧翻，导致人员受伤设备损坏的问题。

然后，当对液压缸301的高度进行调节结束后，启动驱动电机405带动旋转丝杆404进行转动，使得滑臂座403可以进行滑动，将活动支臂402在侧支座401处向外进行旋出，将支撑板406在石油井口处对固定底座1外部底端两侧进行支撑固定，保证了固定底座1在石油井上和井下作业时安装的牢固性和便捷性。

最后，经固杆挡罩302对石油井口管杆外部进行支撑固定，经液压泵2为液压缸301提供动力，由剪切主刀303可以对管杆外部一侧进行液压剪切，同时当剪切主刀303下降到一定高度时，经侧压杆307可以对活动翘臂304一侧向下进行压动，并将活动翘臂304另一侧向上顶起，由剪切侧刀305对管杆底端两侧进行辅助剪切，解决了使用液压缸301单一进行液压剪切时剪切效果和速度较差的问题，同时减小了液压缸301受损度，延长了液压缸301的实际使用寿命，使得装置具有剪切力强，操作简单省力，安装使用方便，安全高效，性能可靠的优点，该装置的现场应用消除了安全、井控事故隐患。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。