用于油田井下作业的打捞设备及其工作方法

技术领域

本发明涉及油田井下作业技术领域，具体涉及用于油田井下作业的打捞设备及其工作方法。

背景技术

石油和天然气埋藏在地下几十米至几千米的油气层中，要把它开采出来需要在地面和地下油气层之间建立一个油气通道，这条通道就是油田井，在油田井下作业过程中，经常会有落料掉入到井内，比如有金属物，也有非金属物，掉落井底后，会对钻杆和钻头造成磨损或卡钻，导致钻杆和钻头受损，由于井口的尺寸限制，一般需要特定的打捞装置才能将落料打捞上来。现有的打捞设备打捞精度不高，同时在油田井内升降过程不稳定，打捞时无法对打捞物进行存储，打捞后的打捞物表面的油难以滤出，造成打捞上来后石油浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供用于油田井下作业的打捞设备及其工作方法，解决以下技术问题：（1）解决现有技术中油田井下作业的打捞设备的打捞精度不高，同时在油田井内升降过程不稳定的技术问题；（2）解决现有技术中油田井下作业的打捞设备无法对打捞物进行存储的技术问题；（3）解决现有技术中油田井下作业的打捞设备打捞后的打捞物表面的油难以滤出，造成打捞上来后石油浪费的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

用于油田井下作业的打捞设备，包括外架体，所述外架体上安装有若干连接壳，所述连接壳内安装有稳定机构，所述连接壳一侧固定安装有衔接板，若干衔接板之间固定安装有外筒体，所述外筒体内转动安装有内筒体，所述内筒体内安装有打捞机构，所述内筒体一侧底部安装有收集机构。

进一步的，所述连接壳远离衔接板一侧为开口状，所述稳定机构包括两个顶壁气缸，所述顶壁气缸活塞杆端部安装有顶壁板，两个顶壁气缸之间设置有调节气缸，所述调节气缸活塞杆端部安装有第一连接块，所述第一连接块上安装有两个连接条，两个连接条之间转动安装有若干导向轮。

进一步的，所述调节气缸两侧设置有两个伸缩杆，所述伸缩杆上固定安装有第二连接块，所述第二连接块固定连接两个连接条。

进一步的，所述外筒体底部为开口状，所述外筒体内固定安装有两个环形导轨，所述环形导轨上转动安装有固定环，两个固定环均固定安装于内筒体外壁，所述外筒体外壁顶部中间位置安装有吊绳。

进一步的，所述外筒体内壁固定安装有旋转电机，所述旋转电机输出轴端部安装有齿轮，所述内筒体外壁固定安装有齿环，所述齿轮与齿环相互啮合，所述齿环设置于两个固定环之间。

进一步的，所述内筒体底部为开口状，所述打捞机构包括第一丝杠，所述第一丝杠螺纹连接侧移座，所述内筒体外壁固定安装有安装电机，所述安装电机输出轴连接第一丝杠，所述侧移座底部固定安装有打捞气缸，所述打捞气缸活塞杆端部安装有旋转气缸，所述旋转气缸输出轴连接圆形壳，所述圆形壳内转动安装有两个第二丝杠，两个第二丝杠呈上下且相互垂直设置，所述第二丝杠两端螺纹面沿中部呈对称设置，所述第二丝杠两端螺纹连接两个调节座，所述调节座底部固定安装有拉管，所述拉管上安装有若干挂钩，所述圆形壳底部中心位置固定安装有电磁铁。

进一步的，所述圆形壳外壁固定安装有两个调节电机，两个调节电机与两个第二丝杠一一对应，所述调节电机输出轴连接第二丝杠。

进一步的，收集机构包括收集网，所述收集网外壁固定安装有固定销，所述固定销上转动安装有旋转杆，所述旋转杆远离固定销一端转动连接直角块，所述直角块固定连接固定电机输出轴，所述固定电机固定安装于内筒体内壁。

本发明还公开了用于油田井下作业的打捞设备的工作方法，包括如下步骤：

步骤一：通过吊绳将外架体放入油田井内，开启调节气缸，调节气缸活塞杆推动第一连接块，第一连接块带动两个连接条水平移动，两个连接条带动若干导向轮水平移动，导向轮与油田井内壁接触，外架体下降过程中导向轮沿油田井内壁转动，当外架体下降至打捞位置时，旋转电机输出轴带动齿轮转动，齿轮带动齿环转动，齿环带动内筒体转动，内筒体带动圆形壳旋转至打捞物上方；

步骤二：打捞金属物时，开启打捞气缸，打捞气缸活塞杆带动圆形壳下降，电磁铁将金属物吸附，打捞非金属物时，打捞气缸活塞杆带动圆形壳下降，旋转气缸输出轴带动圆形壳转动，进而四个拉管下降至打捞物侧边，调节电机输出轴带动第二丝杠转动，第二丝杠带动两个调节座相向移动，进而带动两个拉管相向移动，四个拉管上的挂钩对非金属物限位，而后打捞气缸活塞杆收缩并带动圆形壳上升，进而金属物或非金属物上升至内筒体内，安装电机输出轴带动第一丝杠转动，第一丝杠带动侧移座水平移动，进而带动金属物或非金属物移动至收集网上方；

步骤三：电磁铁取消对金属物的吸附，金属物落入收集网内，调节电机输出轴带动第二丝杠反向转动，进而四个拉管反向移动，四个拉管之间的非金属物落入收集网内，开启固定电机，固定电机输出轴带动直角块转动，直角块带动旋转杆转动，旋转杆配合固定销拉动收集网抖动，金属物与非金属物表面的油从收集网表面流出。

本发明的有益效果：

（1）通过稳定机构内可调节水平位置的若干导向轮的设计，使得整个打捞设备在不同直径的油田井内导向轮均可以与打捞井内壁相接触，保证整个打捞设备在油田井内的升降过程更加平稳，通过外筒体与内筒体之间相互旋转的配合设置，使得在油田井下可以根据打捞物位置通过内筒体旋转调节打捞机构的位置，将打捞机构移动至打捞物位置正上方，使得打捞机构的位置调节更加精确，可以满足更加高精度的打捞，同时打捞的调节效率高；

（2）通过打捞机构中可调节位置的打捞气缸的设计，在将打捞上的非金属物和金属物放入收集机构内收集，使得整个打捞设备在油田井下可以反复进行多次打捞物收集，保证打捞设备一次性可以打捞更多的打捞物，保证整个打捞设备的打捞效率，通过可调节间距的四个拉管的设计，满足对不同大小的非金属物进行打捞，保证打捞的成功率，同时通过旋转气缸的设计，可以方便调节四个拉管相对于打捞物的方位，方便拉管插入打捞物与油田井的缝隙；

（3）通过收集机构上收集网的设置，可以方便打捞物表面的油的滤出，同时通过相应的固定销、旋转杆、直角块与固定电机的配合设置，可以带动收集网反复振动，加速打捞物表面的油的滤出。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的用于油田井下作业的打捞设备的结构示意图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明外筒体的内部结构图；

图4是本发明内筒体的结构示意图；

图5是本发明内筒体的内部结构图；

图6是本发明打捞机构的结构示意图；

图7是本发明拉管的安装视图；

图8是本发明圆形壳的内部结构图；

图9是本发明收集机构的结构示意图；

图10是本发明稳定机构的安装视图。

图中：100、外架体；101、连接壳；102、衔接板；200、稳定机构；201、顶壁气缸；202、顶壁板；203、调节气缸；204、第一连接块；205、连接条；206、导向轮；207、伸缩杆；208、第二连接块；300、外筒体；301、内筒体；302、旋转电机；303、齿轮；304、齿环；305、固定环；306、环形导轨；400、打捞机构；401、第一丝杠；402、安装电机；403、侧移座；404、打捞气缸；405、旋转气缸；406、圆形壳；407、调节电机；408、第二丝杠；409、调节座；410、拉管；411、电磁铁；500、收集机构；501、收集网；502、固定销；503、旋转杆；504、直角块；505、固定电机。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-10所示，本发明为用于油田井下作业的打捞设备，包括外架体100，外架体100上安装有若干连接壳101，连接壳101内安装有稳定机构200，连接壳101一侧固定安装有衔接板102，若干衔接板102之间固定安装有外筒体300，外筒体300内转动安装有内筒体301，内筒体301内安装有打捞机构400，内筒体301一侧底部安装有收集机构500。

具体的，连接壳101远离衔接板102一侧为开口状，稳定机构200包括两个顶壁气缸201，顶壁气缸201活塞杆端部安装有顶壁板202，两个顶壁气缸201之间设置有调节气缸203，调节气缸203活塞杆端部安装有第一连接块204，第一连接块204上安装有两个连接条205，两个连接条205之间转动安装有若干导向轮206，调节气缸203两侧设置有两个伸缩杆207，伸缩杆207上固定安装有第二连接块208，第二连接块208固定连接两个连接条205。通过稳定机构200内可调节水平位置的若干导向轮206的设计，使得整个打捞设备在不同直径的油田井内导向轮206均可以与打捞井内壁相接触，保证整个打捞设备在油田井内的升降过程更加平稳。

外筒体300底部为开口状，外筒体300内固定安装有两个环形导轨306，环形导轨306上转动安装有固定环305，两个固定环305均固定安装于内筒体301外壁，外筒体300外壁顶部中间位置安装有吊绳。外筒体300内壁固定安装有旋转电机302，旋转电机302输出轴端部安装有齿轮303，内筒体301外壁固定安装有齿环304，齿轮303与齿环304相互啮合，齿环304设置于两个固定环305之间。通过外筒体300与内筒体301之间相互旋转的配合设置，使得在油田井下可以根据打捞物位置通过内筒体301旋转调节打捞机构400的位置，将打捞机构400移动至打捞物位置正上方，使得打捞机构400的位置调节更加精确，可以满足更加高精度的打捞，同时打捞的调节效率高。

内筒体301底部为开口状，打捞机构400包括第一丝杠401，第一丝杠401螺纹连接侧移座403，内筒体301外壁固定安装有安装电机402，安装电机402输出轴连接第一丝杠401，侧移座403底部固定安装有打捞气缸404，打捞气缸404活塞杆端部安装有旋转气缸405，旋转气缸405输出轴连接圆形壳406，圆形壳406内转动安装有两个第二丝杠408，两个第二丝杠408呈上下且相互垂直设置，第二丝杠408两端螺纹面沿中部呈对称设置，第二丝杠408两端螺纹连接两个调节座409，调节座409底部固定安装有拉管410，拉管410上安装有若干挂钩，圆形壳406底部中心位置固定安装有电磁铁411。圆形壳406外壁固定安装有两个调节电机407，两个调节电机407与两个第二丝杠408一一对应，调节电机407输出轴连接第二丝杠408。通过打捞机构400中可调节位置的打捞气缸404的设计，在将打捞上的非金属物和金属物放入收集机构500内收集，使得整个打捞设备在油田井下可以反复进行多次打捞物收集，保证打捞设备一次性可以打捞更多的打捞物，保证整个打捞设备的打捞效率，通过可调节间距的四个拉管410的设计，满足对不同大小的非金属物进行打捞，保证打捞的成功率，同时通过旋转气缸405的设计，可以方便调节四个拉管410相对于打捞物的方位，方便拉管410插入打捞物与油田井的缝隙。

收集机构500包括收集网501，收集网501外壁固定安装有固定销502，固定销502上转动安装有旋转杆503，旋转杆503远离固定销502一端转动连接直角块504，直角块504固定连接固定电机505输出轴，固定电机505固定安装于内筒体301内壁，通过收集机构500上收集网501的设置，可以方便打捞物表面的油的滤出，同时通过相应的固定销502、旋转杆503、直角块504与固定电机505的配合设置，可以带动收集网501反复振动，加速打捞物表面的油的滤出。

请参阅图1-10所示，本实施例的用于油田井下作业的打捞设备的工作过程如下：

步骤一：通过吊绳将外架体100放入油田井内，开启调节气缸203，调节气缸203活塞杆推动第一连接块204，第一连接块204带动两个连接条205水平移动，两个连接条205带动若干导向轮206水平移动，导向轮206与油田井内壁接触，外架体100下降过程中导向轮206沿油田井内壁转动，当外架体100下降至打捞位置时，旋转电机302输出轴带动齿轮303转动，齿轮303带动齿环304转动，齿环304带动内筒体301转动，内筒体301带动圆形壳406旋转至打捞物上方；

步骤二：打捞前顶壁气缸201活塞杆推动顶壁板202，顶壁板202与油田井内壁相接触，避免整个打捞设备晃动，打捞金属物时，开启打捞气缸404，打捞气缸404活塞杆带动圆形壳406下降，电磁铁411将金属物吸附，打捞非金属物时，打捞气缸404活塞杆带动圆形壳406下降，旋转气缸405输出轴带动圆形壳406转动，进而四个拉管410下降至打捞物侧边，调节电机407输出轴带动第二丝杠408转动，第二丝杠408带动两个调节座409相向移动，进而带动两个拉管410相向移动，四个拉管410上的挂钩对非金属物限位，而后打捞气缸404活塞杆收缩并带动圆形壳406上升，进而金属物或非金属物上升至内筒体301内，安装电机402输出轴带动第一丝杠401转动，第一丝杠401带动侧移座403水平移动，进而带动金属物或非金属物移动至收集网501上方；

步骤三：电磁铁411取消对金属物的吸附，金属物落入收集网501内，调节电机407输出轴带动第二丝杠408反向转动，进而四个拉管410反向移动，四个拉管410之间的非金属物落入收集网501内，开启固定电机505，固定电机505输出轴带动直角块504转动，直角块504带动旋转杆503转动，旋转杆503配合固定销502拉动收集网501抖动，金属物与非金属物表面的油从收集网501表面流出。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。