井下管柱提升装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油田磨料射流套管段铣作业设备技术领域，特别涉及一种井下管柱提升装置。
【背景技术】
[0002]现有油田套管段铣时使用的装置多采用机械式段铣刀，通过驱动装置带动段铣刀运动对套管进行切削完成套管的段铣过程，但上述装置的结构复杂，部件的损耗率较高，且工作效率较低，同时容易产生机械故障和井下事故。
[0003]前混式磨料射流切割技术是近三十年来发展起来的一种高效射流技术，由于其可切割材料范围广、切割面光滑无毛刺、不存在热影响区等优点，从其一产生便得到了广泛的关注，目前这一技术已被广泛应用于机械、航空、冶金、广告装潢等部门。石油工业中虽然已应用这一技术进行设备清洗、井下射孔、套管割缝等作业，但很少有人针对前混式磨料射流技术用于套管段铣作业进行研宄。要成功进行前混式磨料射流套管段铣作业需要解决两项关键技术，一是研制出段铣喷射器，其用于在井下全方位磨蚀套管；二是研制出井下管柱提升装置，其用于向上缓慢提升井下管柱及段铣喷射器。
[0004]目前商建国等人已研制出两种适用于前混式磨料射流套管段铣作业的段铣喷射器，一种是“一种水力加砂段铣和开窗喷射器“专利号201420463287.7，另一种是“一种套管磨料射流切割喷射器”专利申请号:201510179115.6，但还没有人研制出适用于前混式磨料射流套管段铣作业的井下管柱提升装置。
[0005]现有技术中各油田用于套管水力割缝作业的液压式水力割缝地面井管提升器，其采用液压站驱动液压缸进行地面井管提升。因为液压式水力割缝地面井管提升器结构复杂、成本高、工作压力大、故障率高、极易产生爬行现象导致提升速度不稳定、能耗大、使用液压油极易泄漏污染环境、行程太小，如果增大其工作行程将导致其重量太大、搬运制造维护困难，所以很难用于目前的油田磨料射流套管段铣作业。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种可用于油田磨料射流套管段铣作业的井下管柱提升装置。
[0007]为达到上述目的，本发明提供了一种井下管柱提升装置，包括:控制机构、执行机构、空心丝杆、托盘、支撑机构及短管；
[0008]所述控制机构固定设置在所述托盘上，且与所述执行机构连接，所述控制机构用于带动所述执行机构作圆周运动；
[0009]所述执行机构与所述托盘活动连接，与所述空心丝杆螺接，所述空心丝杆的上端通过活动弯头与高压软管连接，所述空心丝杆的底端与井下管柱连接，所述执行机构用于带动所述空心丝杆纵向移动，从而带动所述井下管柱纵向移动；
[0010]所述支撑机构的一端与所述空心丝杆固定连接，另一端与所述短管固定连接，所述支撑机构用于支撑所述空心丝杆带动所述井下管柱纵向移动；
[0011]所述短管的上端与托盘的下端相接。
[0012]进一步地，所述执行机构包括:
[0013]棘爪及棘轮；
[0014]所述棘爪的尾部与所述控制机构连接，所述棘爪的头部与所述棘轮的棘齿相接，所述棘轮的中心部位与所述空心丝杆的中心部位螺接，所述棘轮与所述托盘活动连接，所述控制机构通过所述棘爪推动所述棘轮转动，从而带动所述空心丝杆纵向移动，进而带动所述井下管柱纵向移动。
[0015]进一步地，所述执行机构还包括:
[0016]轴向轴承及径向轴承；
[0017]所述轴向轴承设置在所述托盘与所述棘轮之间，所述轴向轴承用来支撑所述棘轮轴向移动；
[0018]所述径向轴承设置在所述托盘的中心孔中，所述棘轮的下端设置在所述径向轴承的中心孔中，所述径向轴承用于支撑所述棘轮径向移动。
[0019]进一步地，所述执行机构还包括:
[0020]防尘罩及弹性挡圈；
[0021]所述防尘罩设置在所述轴向轴承外面，所述防尘罩用于对所述轴向轴承进行防尘保护；
[0022]所述弹性挡圈设置在所述棘轮下端的挡圈槽中，所述弹性挡圈用于对所述棘轮进行轴向限位。
[0023]进一步地，所述控制机构包括:
[0024]气泵、电磁阀、控制器、执行缸及固定座；
[0025]所述气泵依次通过所述电磁阀及所述执行缸与所述棘爪连接，所述控制器与所述电磁阀连接，所述执行缸与所述固定座固定连接，所述固定座固定设置在所述托盘上，所述控制器用于周期性的发出方波信号，并将所述方波信号输送至所述电磁阀，所述电磁阀在接收到所述方波信号后开、闭阀门，使得所述气泵带动所述执行缸作往复直线运动，进而带动所述棘爪推动所述棘轮沿圆周方向转动。
[0026]进一步地，所述控制器包括电源电路、方波信号发生电路、方波信号输出电路及外壳;
[0027]所述电源电路、方波信号发生电路及方波信号输出电路设置在所述外壳内；
[0028]所述电源电路给所述方波信号发生电路及所述方波信号输出电路提供电源；
[0029]所述方波信号发生电路用于在当井下管柱需要提升时产生方波信号，并将所述方波信号输送至所述方波信号输出电路；
[0030]所述方波信号输出电路用于在接收到所述方波信号后，将所述方波信号输送至所述电磁阀，从而控制所述电磁阀开、闭阀门。
[0031]进一步地，所述控制机构还包括:
[0032]销轴，所述执行缸的活塞杆的端部设有叉架，所述棘爪通过所述销轴与所述叉架形成铰链连接。
[0033]进一步地，所述支撑机构包括:
[0034]导杆、导轨及连接板；
[0035]所述导杆与所述空心丝杆垂直设置，所述导杆的一端与所述空心丝杆的上端圆柱面固定连接，所述导杆的另一端与所述导轨活动连接，所述导轨与所述空心丝杆平行设置，所述连接板的一端与所述导轨末端固定连接，另一端与所述短管固定连接，所述空心丝杆纵向移动时，所述空心丝杆带动所述导杆在所述导轨中纵向移动。
[0036]进一步地，所述的井下管柱提升装置，还包括:
[0037]自封橡胶及三通井口 ；
[0038]所述三通井口上端与所述短管相接，且设置在所述井下管柱一侧，所述自封橡胶设置在所述短管、所述三通井口及所述井下管柱三者之间。
[0039]本申请实施例中提供的一种井下管柱提升装置，至少具有如下技术效果或优点:
[0040]1、通过控制机构执行机构沿圆周方向转动，进一步带动所述空心丝杆纵向移动，从而带动所述井下管柱纵向移动的结构设计，使得本申请实施例提供的井下管柱提升装置具有结构简单、自动化程度高、不需钻机驱动即可进行油田磨料射流套管段铣作业、提升力大、重量轻、工作行程大、无爬行现象的特点。
[0041]2、由于采用了气泵作为动力源，结构简单、重量轻、工作气压低、可间歇工作等，不需要液压零部件，容易制造，不使用液压油还具有节能环保的特点。
[0042]3、由于采用了控制器控制井下管柱的提升，提升速度调节无需停止段铣施工作业，控制器可以放置在远离井口的安全区，提高了工作的安全、方便、灵活性能。
【附图说明】
[0043]图1为本发明实施例提供的一种井下管柱提升装置的主视图；
[0044]图2为图1所不井下管柱提升装置的俯视图；
[0045]图3为图1所示井下管柱提升装置控制器的组成结构框图；
[0046]图4为图1所示井下管柱提升装置控制器的电路原理图。
【具体实施方式】
[0047]参见图1、2，本发明实施例提供的一种井下管柱提升装置，包括:控制机构、执行机构、空心丝杆10、托盘19、支撑机构、短管22、自封橡胶23及三通井口 24。控制机构固定设置在托盘19上，且与执行机构连接，控制机构用于带动执行机构作圆周运动；执行机构与托盘19活动连接，与空心丝杆10螺接，空心丝杆10的上端通过活动弯头13与高压软管15连接，空心丝杆10的底端与井下管柱26连接，执行机构用于带动空心丝杆10纵向移动，从而带动井下管柱26纵向移动；支撑机构的一端与空心丝杆10固定连接，另一端与短管22固定连接，短管22上端与托盘19下端采用法兰结构使用6-8套螺栓螺母连接，短管22下端与三通井口 24上端采用法兰结构使用6-8套螺栓螺母连接，支撑机构用于支撑空心丝杆10带动井下管柱26纵向移动。三通井口 24上端与短管22下端相接，且设置在井下管柱一侧，自封橡胶23设置在短管22、三通井口 24及井下管柱26三者之间，用于对三者进行密封。
[0048]其中，执行机构包括:棘爪9、棘轮11、轴向轴承14、径向轴承18、防尘罩17及弹性挡圈20 ;棘爪9的尾部与控制机构连接，棘爪9的头部与棘轮11的棘齿相接，棘轮11的中心孔内表面加工有内螺纹，空心