一种集成式智能化修井作业平台及其操作方法与流程

本发明属于石油钻修井设备，涉及一种集成式智能化修井作业平台及其操作方法。

背景技术：

1、油井完钻后的试油求产作业，生产井的检泵、打捞、造扣、分层采油等的起下、旋转作业都由石油修井设备来完成。只要有原油的开采，就必须有相应的石油修井设备。特别是中、后期生产油井，必需有适用的修井设备进行修井作业，这已成为原油增产稳产的重要措施。

2、在向智能化修井作业的发展过程中，出现了很多传统设备的自动化、智能化的改造，和类似提高起下管柱效率的设备集成设计，但所有这些探索在整个修井作业工艺中都局限于某一段流程的改进，效率的提升也是有限的，对整个修井自动化、智能化的提升没有实质性的突破。

3、纵观修井作业工艺流程，将起下管柱智能化、快速高效的连续管井下作业，及整体修井设备快速拆装、一体式组合运输等，所有功能性应用融为一体化平台实现，才是使修井作业效率大幅提升，是迈向智能化修井作业的必然趋势。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种集成式智能化修井作业平台及其操作方法，能贯穿整个修井工艺流程，侧重于将工艺流程中不同阶段、不同使用功能的设备在一体化平台上能快速转换和应用。

2、本发明的运输整机是一套模块插件式作业平台，集成由杆管起下、连续管作业进行的小修、大修、带压等多种作业工艺所需设备在一体式平台上模块插件式转化，实现修井作业“一机多用”。通过杆管起下工艺与连续管修井工艺的一体化，克服了连续管不能起下油杆管的局限，同时充分发挥了连续管“万能作业机”的优势；打破了单模块设备对修井工艺流程效率提升的局限，是突破传统工艺向修井智能化发展的关键。

3、本发明提供了一种贯穿修井工艺流程的设备集成方式，是既能提高整体作业一体化的作业模式，也能为提高设备集成效率进行模块化的设备改造和优化组合的共选平台。

4、本发明的实施例是这样实现的：

5、一方面，本发明的实施例提供了一种集成式智能化修井作业平台，包括车载系统及连接于车载系统之上车载底盘，动力系统，控制系统，提升系统，车载式排管架，井口一体化作业平台，注入头、防喷器组、轻型智能顶驱，其中，车载底盘四角有车载支腿，用于增加作业时的稳定性；车载底盘的车身两侧有液缸推行的滑槽，用于车载排管架的安置和移动；动力系统和控制系统安装于车载底盘上，根据载荷分解、模块化划分保证车载底盘修井作业的稳定性；提升系统固定在车载底盘尾部中端的可折叠支座上；井口一体化作业平台安装于井口上方。

6、进一步，车载底盘采用功能模块化底盘设计，适应多种驱动形式，集成动力系统、支撑底座和控制系统、及前端的两个放置架。

7、进一步，动力系统为多压力等级的液压动力系统，为修井系统提供动力来源，支持网电、电池蓄电池储能、柴油机发电机组等多形式的动力源的切换；液压系统集成各个模块的液压子系统，同时根据各个模块的工艺特点、工作过程中的负载特性和速度的差异化需求，确定液压系统的总线方案，模块的液压阀块的优化布局，提高液压系统的适应性，满足空间与模块化的需求。

8、进一步，控制系统包括可升降控制室、控制柜；采用中央集成控制技术实现对整个作业系统的自动控制实现整体化集成；将平台各部分机械装备、液压系统、监控系统、仪器仪表和数据处理设备相互联结起来的构成一个一体化的系统，通过局域网络实现所有设备的信息共享，模块的自动化运行，控制模块间的功能交互。该控制系统采用模块化和标准化设计，控制系统模块化针对修井作业工艺分为几个单独的控制模块，既能实现作业工艺的整体自动化运行，又能对某一模块单独进行控制。修井平台自动化设备除实现新工艺创新设计的核心装备外，还可集成现有可利用的辅助装备，针对自己的需求升级相应的自动化装备；控制系统的标准化设计采用通用的国际标准设计，可为集成辅助设备的控制系统提供硬件通道和软件模块接口。

9、进一步，提升系统集成井口升降系统、管柱处理系统和多动能导轨架，实现井口杆管起下、注入头、井口作业设备的吊运、更换。

10、进一步，多功能导轨架是桁架门式结构，跟据稳定性要求在桁架与提升系统的外围进行加强横梁的均布焊接，正对井口一侧的两个门柱是内外两个轨道，内、外侧轨道长度与整个导轨架高度一致；导轨架实现顶驱、连续管注入头滑轨共用；在排管架的作业一侧，车载水平—垂直管柱移动系统通过顶部固定撑板与多功能导轨架相连。

11、进一步，设有水平—垂直式管柱移运系统，用于实现井口与地面的管柱移运，由内有滑道的支撑柱、水平—垂直电控机械手、带动支撑柱旋转的旋转盘组成，旋转盘固定在车载底盘后部的焊架上，焊架离车的两角处有可折叠收缩的液缸支腿，与车载底盘相接处通过铰接固定，便于运输状态的收缩和作业状态的稳定展开。

12、进一步，车载式排管架是由两侧辅助管架，中间两组排管组成；两侧竖直辅助管架用于运输时排的固定，中间每组排管是由两个等长的支撑管之间通过铰接折叠而成，每根支撑管临近两端有可折叠伸缩的支腿，运输时排管收缩并排形成挡板，由车载底盘的侧面滑槽内的液缸收回，放置于在车底盘侧面；作业时由底部滑槽处的液缸整体推出到工作位，折叠放置水平面后将支撑管水平垂直打开成油管桥。

13、进一步，井口一体化作业平台与车尾部有纵横滑道插口式连接，便于井口对中，平台是由平台面集成自动滑移轨道的自动上卸扣装置、井口集成自动卡瓦和在线清洗装置，平台面下四角是可伸缩适应不同高度需求的支腿。

14、另一方面，本发明的实施例提供了一种集成式智能化修井作业平台的操作方法，包括以下步骤：

15、步骤1、运输状态时，车载系统收回车四脚的支撑腿，升降系统、水平—垂直式管柱移运系统分别折叠放置于车载底盘的两个支撑架上，排管架立于车两侧的滑移导槽内上形成车运输挡板；

16、步骤2、井口一体化作业平台缩短四条支腿，悬挂于车后部的支撑架上或置于车载底盘上；

17、步骤3、工作状态时，井口一体化作业平台安装到井口位置，根据井况要求，调整平台高度，进行一般或带压作业；升降系统起升立于井口，同时带动水平—垂直式管柱移运系统起升立于底部焊架上；

18、步骤4、排管架通过滑移导槽侧的液缸推移到工作位，打开成油管桥；连续管作业时，可根据需求，将井口一体化作业平台移开，将注入头悬吊于升降系统的顶部吊钩上，注入头框架面对多功能导轨架的一侧，安装一段与多功能导轨架外滑轨相配合的内滑轨，使注入头作业状态稳定。

19、本发明实施例的有益效果是：

20、本发明提供了一种集成式智能化修井作业平台及其操作方法，一套高度集成、自动化、信息联动及控制一体化、移运快捷、作业安全高效的模块插件式基础作业平台，满足小修、大修、带压连续管等多种修井工艺一体化的作业需求。

技术特征：

1.一种集成式智能化修井作业平台，其特征在于，包括车载系统及连接于车载系统之上车载底盘，动力系统，控制系统，提升系统，车载式排管架，井口一体化作业平台，注入头、防喷器组、轻型智能顶驱，其中，车载底盘四角有车载支腿，用于增加作业时的稳定性；车载底盘的车身两侧有液缸推行的滑槽，用于车载排管架的安置和移动；动力系统和控制系统安装于车载底盘上，根据载荷分解、模块化划分保证车载底盘修井作业的稳定性；提升系统固定在车载底盘尾部中端的折叠支座上；井口一体化作业平台安装于井口上方。

2.根据权利要求1所述的集成式智能化修井作业平台，其特征在于，车载底盘采用功能模块化底盘设计，集成动力系统、支撑底座和控制系统、及前端的两个放置架。

3.根据权利要求1所述的集成式智能化修井作业平台，其特征在于，动力系统为多压力等级的液压动力系统，为修井系统提供动力来源；液压系统集成各个模块的液压子系统。

4.根据权利要求1所述的集成式智能化修井作业平台，其特征在于，控制系统包括可升降控制室、控制柜；采用中央集成控制技术实现对整个作业系统的自动控制实现整体化集成；将平台各部分机械装备、液压系统、监控系统、仪器仪表和数据处理设备相互联结起来的构成一个一体化的系统，通过局域网络实现所有设备的信息共享，模块的自动化运行，控制模块间的功能交互。

5.根据权利要求1所述的集成式智能化修井作业平台，其特征在于，提升系统集成井口升降系统、管柱处理系统和多动能导轨架，实现井口杆管起下、注入头、井口作业设备的吊运、更换。

6.根据权利要求1所述的集成式智能化修井作业平台，其特征在于，多功能导轨架是桁架门式结构，跟据稳定性要求在桁架与提升系统的外围进行加强横梁的均布焊接，正对井口一侧的两个门柱是内外两个轨道，内、外侧轨道是整个导轨架高度；导轨架实现顶驱、连续管注入头滑轨共用；在排管架的作业一侧，车载水平—垂直管柱移动系统通过顶部固定撑板与多功能导轨架相连。

7.根据权利要求1所述的集成式智能化修井作业平台，其特征在于，设有水平—垂直式管柱移运系统，用于实现井口与地面的管柱移运，由内有滑道的支撑柱、水平—垂直电控机械手、带动支撑柱旋转的旋转盘组成，旋转盘固定在车载底盘后部的焊架上，焊架离车的两角处有能折叠收缩的液缸支腿，与车载底盘相接处通过铰接固定。

8.根据权利要求1所述的集成式智能化修井作业平台，其特征在于，车载式排管架是由两侧辅助管架，中间两组排管组成；两侧竖直辅助管架用于运输时排的固定，中间每组排管是由两个等长的支撑管之间通过铰接折叠而成，每根支撑管临近两端有能折叠伸缩的支腿，运输时排管收缩并排形成挡板，由车载底盘的侧面滑槽内的液缸收回，放置于在车底盘侧面；作业时由底部滑槽处的液缸整体推出到工作位，折叠放置水平面后将支撑管水平垂直打开成油管桥。

9.根据权利要求1所述的集成式智能化修井作业平台，其特征在于，井口一体化作业平台与车尾部有纵横滑道插口式连接，便于井口对中，平台是由平台面集成自动滑移轨道的自动上卸扣装置、井口集成自动卡瓦和在线清洗装置，平台面下四角是能伸缩适应不同高度需求的支腿。

10.一种权利要求1所述的集成式智能化修井作业平台的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种集成式智能化修井作业平台及其操作方法，属于石油钻修井设备技术领域，平台包括车载系统及连接于车载系统之上车载底盘，动力系统，控制系统，提升系统，车载式排管架，井口一体化作业平台，注入头、防喷器组、轻型智能顶驱，其中，车载底盘四角有车载支腿，用于增加作业时的稳定性；车载底盘的车身两侧有液缸推行的滑槽，用于车载排管架的安置和移动；动力系统和控制系统安装于车载底盘上，根据载荷分解、模块化划分保证车载底盘修井作业的稳定性；提升系统固定在车载底盘尾部中端的可折叠支座上；井口一体化作业平台安装于井口上方。同时，本发明还公开了一种集成式智能化修井作业平台的操作方法。本发明提高了设备的集成效率。

技术研发人员：方太安,周志雄,陈新欣,武思佳,熊建国,张吉喆,马英,吴昌亮,刘科
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/26