修井油管对中装置及修井油管扶正对中设备

技术领域

本发明涉及一种修井油管对中装置及修井油管扶正对中设备。

背景技术

在修井作业起下油管时，一般通过液压吊卡吊起上油管的上部，扶正架接住上油管的下部，以把上油管的下端竖直放入井口处下油管的接箍内。在扶正架对上油管的扶正过程中，上油管竖立在高空中，受风力、井架安装水平的影响，上油管容易发生歪斜，导致上油管下端的公扣与下油管接箍内的母扣不能精准对中，因此，给上油管和下油管的螺纹连接带来困难。既使完成螺纹连接，也容易导致油管螺纹的破坏，使油管不能重复使用，而且还会造成油液从破坏的螺纹处泄漏，造成经济损失。

授权公告号为CN105840123B的中国专利公开了一种作业用油管对中机构，该对中机构包括扶正架（即上述专利中的扶管器）、对中器以及勾卡组件，扶正器用于扶正上油管，对中器用于将下油管和竖直设置在下油管上方的上油管进行位置对中，勾卡组件用于以位于井内的下油管为中心进行对中器的找正。其中，对中器包括连接板和对中机构，对中机构包括定位座壳体、定位座、上端盖以及下端盖，定位座壳体可转动的装配在定位座上，连接板上连接有齿轮油缸，齿轮油缸的输出端连接有齿条，定位座上设置有与齿条啮合的轮齿，通过齿条与轮齿啮合，实现定位座的转动。

上述的对中器结构较为复杂，使下油管和竖直设置在下油管上方的上油管的位置对中效率较低，影响修井作业效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种修井油管对中装置，以解决现有技术中的对中器结构较为复杂，造成下油管和竖直设置在下油管上方的上油管的位置对中效率较低的技术问题。本发明的目的还在于提供一种修井油管扶正对中设备，以解决现有技术中的对中器结构较为复杂，造成下油管和竖直设置在下油管上方的上油管的位置对中效率较低的技术问题。

为实现上述目的，本发明修井油管对中装置的技术方案是：

修井油管对中装置，包括：

底座，用于设置在井口处；

摆动臂，设置有两处以上，各摆动臂围绕竖直轴线分布，所述竖直轴线为修井油管对中装置使用时与下油管的中心线重合的轴线；

摆动臂的下端铰接在所述底座上，摆动臂用于朝向下油管摆动；

各摆动臂的上部均设有上油管引导件，上油管引导件靠近所述竖直轴线的一侧设有引导斜面，各引导斜面用于在各摆动臂收拢并保持收拢位置时围成上油管引导段；

所述上油管引导段的上部尺寸大于下部尺寸，以用于引导上油管与下油管对中。

有益效果是：在扶正架将上油管扶正后，只需摆动臂摆动收拢并保持在收拢位置，使各上油管引导件的引导斜面围成上油管引导段，上油管引导段用于引导上油管插入，以实现上油管和下油管对中，结构较为简单，操作较为方便，提高了对中效率，而且还能节省人力，降低劳动强度，保证作业安全。此外，通过摆动臂摆动收拢形式，驱动各上油管引导件的引导斜面围成上油管引导段，在摆动臂复位后，摆动臂、上油管引导件能够与油管让开足够的距离，以供液压钳对上油管和下油管进行上扣作业。

进一步的，在所述摆动臂处于收拢位置时，摆动臂自下而上向所述竖直轴线倾斜。

有益效果是：在摆动臂复位后，进一步提高摆动臂、上油管引导件与油管让开的距离。

进一步的，所述摆动臂的上部设有引导件驱动缸，所述上油管引导件设置在引导件驱动缸的伸缩端上。

有益效果是：上油管引导件设置在引导件驱动缸的伸缩端上，使上油管引导件能够微调，以适应下油管的位置；而且通过增加引导件驱动缸，能够使摆动臂的铰接位置距离下油管较远，更进一步保证摆动臂复位后与下油管让开的距离。

进一步的，所述引导件驱动缸固定在摆动臂上，所述引导件驱动缸的中心线垂直于上油管引导件的中心线。

有益效果是：降低上油管引导件在引导件驱动缸的伸缩端带动下的移动距离，提高对中效率。

进一步的，所述摆动臂为伸缩臂。

有益效果是：将摆动臂设计为伸缩臂，以使上油管引导件适应不同高度的接箍。

进一步的，所述上油管引导件包括下油管定位段，下油管定位段设置在上油管引导段下方；所述下油管定位段用于定位下油管的接箍。

有益效果是：由于上油管定位段是通过摆动臂的收拢形成，因此，上油管定位段的位置较高，对应的下油管接箍的位置较高，通过设置下油管定位段对下油管的接箍进行定位，避免接箍过高而导致下油管产生摆动，进一步提高对中效率。

进一步的，所述上油管引导件还包括上油管导向段，上油管导向段设置在上油管引导段和下油管定位段之间；所述上油管导向段用于对上油管在竖直方向上导向。

有益效果是：通过设置上油管导向段，可以减少下油管的中心轴线和上油管中心轴线的偏移量，进一步提高上油管与下油管对中精度。

进一步的，所述底座上设有摆动臂限位座，摆动臂限位座设置在摆动臂朝向所述竖直轴线的一侧；所述摆动臂限位座用于对摆动臂进行限位，以使各摆动臂保持在收拢位置。

有益效果是：通过摆动臂限位座对摆动臂进行限位，进一步保证摆动臂的收拢位置。

进一步的，所述修井油管对中装置包括摆动臂驱动缸；所述摆动臂驱动缸的一端铰接在底座上，另一端铰接在摆动臂上，以在摆动臂驱动缸伸缩时驱动摆动臂往复摆动；所述摆动臂驱动缸处于摆动臂背向所述竖直轴线的一侧。

有益效果是：摆动臂驱动缸设置在摆动臂背向竖直轴线的一侧，且摆动臂驱动缸的其中一端铰接在摆动臂上，使力矩相对较大，易于驱动摆动臂转动。

为实现上述目的，本发明修井油管扶正对中设备的技术方案是：

修井油管扶正对中设备，包括扶正架和修井油管对中装置，扶正架用于扶正上油管；所述修井油管对中装置包括：

底座，用于设置在井口处；

摆动臂，设置有两处以上，各摆动臂围绕竖直轴线分布，所述竖直轴线为修井油管对中装置使用时与下油管的中心线重合的轴线；

摆动臂的下端铰接在所述底座上，摆动臂用于朝向下油管摆动；

各摆动臂的上部均设有上油管引导件，上油管引导件靠近所述竖直轴线的一侧设有引导斜面，各引导斜面用于在各摆动臂收拢并保持收拢位置时围成上油管引导段；

所述上油管引导段的上部尺寸大于下部尺寸，以用于引导上油管与下油管对中。

有益效果是：在扶正架将上油管扶正后，只需摆动臂摆动收拢并保持在收拢位置，使各上油管引导件的引导斜面围成上油管引导段，上油管引导段用于引导上油管插入，以实现上油管和下油管对中，结构较为简单，操作较为方便，提高了对中效率，而且还能节省人力，降低劳动强度，保证作业安全。此外，通过摆动臂摆动收拢形式，驱动各上油管引导件的引导斜面围成上油管引导段，在摆动臂复位后，摆动臂、上油管引导件能够与油管让开足够的距离，以供液压钳对上油管和下油管进行上扣作业。

进一步的，在所述摆动臂处于收拢位置时，摆动臂自下而上向所述竖直轴线倾斜。

有益效果是：在摆动臂复位后，进一步提高摆动臂、上油管引导件与油管让开的距离。

进一步的，所述摆动臂的上部设有引导件驱动缸，所述上油管引导件设置在引导件驱动缸的伸缩端上。

有益效果是：上油管引导件设置在引导件驱动缸的伸缩端上，使上油管引导件能够微调，以适应下油管的位置；而且通过增加引导件驱动缸，能够使摆动臂的铰接位置距离下油管较远，更进一步保证摆动臂复位后与下油管让开的距离。

进一步的，所述引导件驱动缸固定在摆动臂上，所述引导件驱动缸的中心线垂直于上油管引导件的中心线。

有益效果是：降低上油管引导件在引导件驱动缸的伸缩端带动下的移动距离，提高对中效率。

进一步的，所述摆动臂为伸缩臂。

有益效果是：将摆动臂设计为伸缩臂，以使上油管引导件适应不同高度的接箍。

进一步的，所述上油管引导件包括下油管定位段，下油管定位段设置在上油管引导段下方；所述下油管定位段用于定位下油管的接箍。

有益效果是：由于上油管定位段是通过摆动臂的收拢形成，因此，上油管定位段的位置较高，对应的下油管接箍的位置较高，通过设置下油管定位段对下油管的接箍进行定位，避免接箍过高而导致下油管产生摆动，进一步提高对中效率。

进一步的，所述上油管引导件还包括上油管导向段，上油管导向段设置在上油管引导段和下油管定位段之间；所述上油管导向段用于对上油管在竖直方向上导向。

有益效果是：通过设置上油管导向段，可以减少下油管的中心轴线和上油管中心轴线的偏移量，进一步提高上油管与下油管对中精度。

进一步的，所述底座上设有摆动臂限位座，摆动臂限位座设置在摆动臂朝向所述竖直轴线的一侧；所述摆动臂限位座用于对摆动臂进行限位，以使各摆动臂保持在收拢位置。

有益效果是：通过摆动臂限位座对摆动臂进行限位，进一步保证摆动臂的收拢位置。

进一步的，所述修井油管对中装置包括摆动臂驱动缸；所述摆动臂驱动缸的一端铰接在底座上，另一端铰接在摆动臂上，以在摆动臂驱动缸伸缩时驱动摆动臂往复摆动；所述摆动臂驱动缸处于摆动臂背向所述竖直轴线的一侧。

有益效果是：摆动臂驱动缸设置在摆动臂背向竖直轴线的一侧，且摆动臂驱动缸的其中一端铰接在摆动臂上，使力矩相对较大，易于驱动摆动臂转动。

附图说明

图1为本发明的修井油管扶正对中设备的实施例1的结构示意图；

图2为图1中摆动臂复位的结构示意图；

图3为图1中的对中筒引导上油管和下油管对中的结构示意图；

图中：101-底座；1-上油管引导件；2-引导件驱动缸；3-摆动臂；4-摆动臂驱动缸；5-摆动臂限位座；6-液压卡盘；7-下油管；8-接箍；9-上油管；10-扶正架；11-直筒段；12-环形凸起；13-锥形段。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，术语“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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明的修井油管扶正对中设备的实施例1：

如图1所示，修井油管扶正对中设备包括底座101，底座101用于设置在井口处，底座101的中心位置处设有液压卡盘6，液压卡盘6处于井口的正上方，用于卡接下油管7。

本实施例中，底座101上设有摆动臂3，摆动臂3设置有两个，两个摆动臂3对称设置在下油管7的左、右两侧。摆动臂3的下端铰接在底座101上，摆动臂3的上部设有引导件驱动缸2，引导件驱动缸2为双杆气缸，引导件驱动缸2的伸缩杆上设有连接板，连接板上通过螺栓固定有上油管引导件1，上油管引导件1通过螺栓固定在连接板上，便于更换不同尺寸的上油管引导件1，以使修井油管扶正对中设备能够对不同管径的油管进行对中作业。

上油管引导件1的横截面为半圆形，在对应摆动臂3摆动到位处于收拢位置时，引导件驱动缸2的伸缩杆伸出，以使两个上油管引导件1形成对中筒，对中筒用于引导上油管9插入，以实现上油管9和下油管7的对中。

本实施例中，引导件驱动缸2的中心线垂直于对中筒的中心线，以降低上油管引导件1在引导件驱动缸2带动下的移动距离，提高对中效率。

本实施例中，底座101上还设有摆动臂驱动缸4，摆动臂驱动缸4处于摆动臂3背向下油管7的一侧，摆动臂驱动缸4的缸体铰接在底座101上，摆动臂驱动缸4的伸缩杆铰接在摆动臂3上，在摆动臂驱动缸4伸缩时驱动摆动臂3往复摆动。

如图1和图2所示，底座101上设有摆动臂限位座5，摆动臂限位座5设置在摆动臂3朝向下油管7的一侧，以对摆动臂3进行限位，使上油管引导件1的中心线与下油管7的中心线平行，保证两个上油管引导件能够形成精度较高的的对中筒。其中，摆动臂限位座5包括限位块，限位块具有朝向摆动臂3的倾斜面，摆动臂3为方形的管状结构，摆动臂限位座5通过限位块的限位面与摆动臂的相应侧面限位配合。

本实施例中，摆动臂3为伸缩臂，伸缩臂包括大径管和小径管，小径管在大径管内伸缩，并在伸缩到位后通过锁销将小径管锁止在大径管上，以使摆动臂3上的上油管引导件1适应不同高度的接箍。

如图1和图3所示，对中筒包括锥形段13和直筒段11，锥形段13处于直筒段11的上方。直筒段11的下端开口供下油管7的接箍8插入，锥形段13的上部尺寸大于下部尺寸，锥形段13的上端开口供上油管9插入，以引导上油管9与下油管7对中。其中，锥形段13构成上油管引导段，直筒段构成下油管定位段。

本实施例中，锥形段13和直筒段11之间设有环形凸起12，环形凸起12沿对中筒的周向延伸，且环形凸起12的内径大于上油管9的外径、小于接箍8的外径，以进一步提高上油管9与下油管7对中精度。本实施例中，环形凸起12的横截面为梯形，以避免环形凸起的棱角对上油管造成损坏。其中，环形凸起12构成上油管导向段。

如图1所示，定义两个摆动臂分别位于下油管7的左侧和右侧，底座101于下油管7的后侧设有扶正架10，扶正架10处于两个摆动臂之间。扶正架10的下部铰接在底座101上，扶正架10的铰接轴线沿左右方向延伸，扶正架10的上部具有用于扶持上油管9上部的扶正结构，其中扶正结构为现有技术，在此不再赘述。

本实施例中，引导件驱动缸2和摆动臂驱动缸4均为气缸。在其他实施例中，引导件驱动缸和摆动臂驱动缸可以为液压缸。

本实施例中，底座101、摆动臂3、摆动臂驱动缸4、引导件驱动缸2、摆动臂限位座5以及上油管引导件1共同构成修井油管对中装置。

在下油管过程中，下油管7由液压卡盘6夹持，液压吊卡吊起上油管9的上部，扶正架10通过扶正结构接住上油管9的下部，以扶正上油管9，使上油管9竖立在下油管7的正上方。然后摆动臂驱动缸4的伸缩杆伸出，使摆动臂3向下油管7转动，同时引导件驱动缸2的伸缩杆伸出，当摆动臂3在摆动臂限位座5的限位下停止时，两个上油管引导件1均抵在接箍8上以形成对中筒。通过液压吊卡下放上油管9，下油管9下端的公扣经对中筒上的锥形段13引导进入接箍8内，完成上油管9的公扣与下油管7接箍8的母扣精准对中。最后扶正架10离开上油管9回到底座101初始水平面位置，摆动臂3复位到图2所示的位置，之后上油管9和下油管7进入液压钳上扣工序，完成上油管9和下油管7的对接。

本实施例中的修井油管扶正对中设备，在扶正架将上油管扶正后，只需摆动臂摆动收拢并保持在收拢位置，使各上油管引导件的引导斜面围成上油管引导段，上油管引导段用于引导上油管插入，以实现上油管和下油管对中，结构较为简单，操作较为方便，提高了对中效率，而且还能节省人力，降低劳动强度，保证作业安全。此外，通过摆动臂摆动收拢形式，驱动各上油管引导件的引导斜面围成上油管引导段，在摆动臂复位后，摆动臂、上油管引导件能够与油管让开足够的距离，以供液压钳对上油管和下油管进行上扣作业。

本发明的修井油管扶正对中设备的实施例2：

与实施例1的区别在于，本实施例中，在所述摆动臂摆动到位时，摆动臂沿竖直方向延伸。

本发明的修井油管扶正对中设备的实施例3：

与实施例1的区别在于，本实施例中，摆动臂上不设置引导件驱动缸，上油管引导件直接固设在摆动臂的上端，此时，该修井油管扶正对中设备适应管径单一的油管。

本发明的修井油管扶正对中设备的实施例4：

与实施例1的区别在于，本实施例中，引导件驱动缸为单杆气缸，上油管引导件固定在单杆气缸的伸缩杆上，单杆气缸的中心线与上油管引导件的中心线垂直。在其他实施例中，单杆气缸的中心线与上油管引导件的中心线的夹角可以小于90°。即在摆动臂摆动到位后，上油管引导件的中心线与下油管的中心线平行，引导件驱动缸的中心线与下油管的中心线的夹角小于90°。

本发明的修井油管扶正对中设备的实施例5：

与实施例1的区别在于，本实施例中，对中筒包括大径段和小径段，大径段处于小径段的上方，大径段和小径段之间设有锥形段，大径段和小径段均为直筒，小径段用于定位下油管的接箍。在对中时，上油管先进入大径段内，再通过锥形段引导，以实现上油管与下油管的对中。

本发明的修井油管扶正对中设备的实施例6：

与实施例1的区别在于，本实施例中，对中筒为直筒，直筒的上端开口为扩口结构，以便于引导上油管插入，实现上油管与下油管的对中。

本发明的修井油管扶正对中设备的实施例7：

与实施例1的区别在于，本实施例中，摆动臂驱动缸由驱动电机代替，驱动电机的输出轴与摆动臂的铰接轴传动连接，此时，摆动臂固定在铰接轴上，在驱动电机驱动铰接轴转动的过程中带动摆动臂摆动。

本发明的修井油管对中装置的实施例，本实施例中的修井油管对中装置与上述修井油管扶正对中设备的各实施例中的修井油管对中装置的结构相同，在此不再赘述。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。