更换管柱及井口部件液压升降装置的制作方法

本实用新型涉及修井作业技术等领域，具体的说，是更换管柱及井口部件液压升降装置。

背景技术：

油气开采是将埋藏在地下油层中的石油与天然气等从地下开采出来的过程。油气由地下开采到地面的方式，可以按是否需给井筒流体人工补充能量分为：自喷和人工举升。人工举升采油包括：气举采油、抽油机有杆泵采油、潜油电动离心泵采油、水力活塞泵采油和射流泵采油等。

在石油和天然气的开采过程中，修井作业是其中重要的环节。油井、气井和水井在自喷、抽油或注水、注气过程中，随时会发生故障，造成油气井生产减产甚至停产。如：井筒内严重结蜡、油井下沙堵、油层堵塞、渗透降低、油气水层互相串通、结盐、生产油层枯竭等油井本身的故障；油管连接脱扣、油管断裂、套管挤扁、渗漏和断裂等油井结构损坏；抽油杆弯曲、脱扣或断裂、抽油泵不能正常工作等井下采油设备故障。出现这些故障后，只有通过修井作业来排除故障，更换设备，调整油井参数才能恢复油井正常生产。

修井作业的内容主要有以下三个方面：

(1)起下管柱作业，如对发生故障或损坏的油管、抽油杆、抽油泵等井下采油设备和工具的提出，修理更换，再下入井内。

(2)井内的循环作业，如冲砂、热洗循环泥浆等。

(3)旋转作业，如钻砂堵、钻水泥塞、扩孔、磨削、侧钻及修补套管等。

其中，起下管柱作业是修井过程中频率最高的作业形式。据统计，起下管柱作业所耗费的时间占修井总用时的70％以上，所以如何快速的起下管柱意义重大。

目前，在进行起下管柱作业的时候，主要靠修井机的固定提升力起下管柱，这种作业方式自动化程度低，需要人员多，劳动强度大，工作效率低，且作业周期长、费用高。当管柱在提升过程中遇阻时，因修井机的提升力有限，将导致作业无法进行。

现有井口（如图1所示）主要包括设置在外管上的井口法兰9，在井口法兰9上设置有井口装置3，井内管柱5贯穿外管、井口法兰9和井口装置3并与上悬挂装置11相连接，井内管柱5的重量皆承重在上悬挂装置11上，上悬挂装置11承重在井口装置3上，井口装置3通过井口法兰9承重在外管上，当前在进行井口更换时，通过起吊设备将井口装置3连同井内管柱一起起吊，而后将井内管柱5一节一节的起出，最后才将井内管柱5、井口装置3和上悬挂装置11分离，更换井口装置3后，再下放完成整个更换过程，起往往以此作业需要耗时几个月，从而严重滞后生产效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供更换管柱及井口部件液压升降装置，通过升降系统、连接机构及管柱锁定装置的配合使用，能够在不起下整个井内管柱的情况下，完成对井口的更换，在使用时，其进行更换时耗时仅为现有技术的25%以内，极大的提高工作效率。

本实用新型通过下述技术方案实现：更换管柱及井口部件液压升降装置，设置有升降系统及连接机构，所述升降系统通过连接机构与待更换的井口装置相连接；还包括主要用于对与井口装置相连接的井内管柱进行锁紧的管柱锁定装置。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述升降系统包括门字型升降设备和管柱提升装置，且管柱提升装置设置在门字型升降设备的顶部；所述门字型升降设备包括两个升降器、两个支撑座和一个提升横梁，且两个升降器分别设置在两个支撑座上，提升横梁搭接在两个升降器上，管柱提升装置设置在提升横梁的顶部，且管柱提升装置通过连接机构与待更换的井口装置相连接。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述升降器采用液压升降器，且升降器可拆卸设置在支撑座上，提升横梁可拆卸设置在升降器上。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述连接机构包括连接杆和连接螺母，且连接杆通过连接螺母连接在管柱提升装置和待更换的井口装置上。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：还包括管柱悬挂器及能够与管柱悬挂器和管柱提升装置相连接的提升转换短节，且管柱悬挂器紧固在井内管柱上。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述管柱悬挂器与井内管柱相连接端的外径小于与提升转换短节相连接端的外径，且管柱悬挂器与井内管柱螺接，提升转换短节与管柱悬挂器螺接。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述管柱锁定装置可拆卸的与井内管柱紧固连接，且管柱锁定装置与井内管柱相接触的面上设置有防滑结构。

进一步的为更好地实现本实用新型，特别采用下述设置结构：还包括用于对连接在井内管柱上的上悬挂装置进行拆卸的液压旋转拆卸装置。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型通过升降系统、连接机构及管柱锁定装置的配合使用，能够在不起下整个井内管柱的情况下，完成对井口的更换，在使用时，其进行更换时耗时仅为现有技术的25%以内，极大的提高工作效率。

本实用新型采用液压升降的方式进行井口的举升，能够实时的进行液压举升量的调节，从而适应不同的举升重量。

本实用新型克服现有技术维修工期长的不足，能够在不完全拆除所有井内管柱的情况下即可对井口进行更换，极大的缩短施工工期，及时恢复生产并提高经济效益。当传统修井机起升管柱遇阻时，该装置可根据现场工况临时调整工作压力，克服井内管柱遇卡的阻力，强行将管柱提升出井口，弥补了传统修井机提升力的不足，从而达到更换管柱的目的。

本实用新型所提供的更换管柱及井口部件液压升降装置能根据现场工况临时调整工作压力，增大提升力，强行将管柱提出井口，保障施工作业的正常进行，为提高修井作业效率，降低费用，该装置实为发展之必要。

附图说明

图1为现有井口示意图。

图2为本实用新型结构示意图。

图3为本实用新型进行拆卸上悬挂装置时示意图。

图4为本实用新型组装新的井口四通结构示意图。

图5为本实用新型组装完新的井口四通后的井口结构示意图。

其中，1-管柱提升装置，2-提升横梁，3井口装置，4-液压升降器，5-井内管柱，6-支撑座。7连接杆，8-连接螺母，9-井口法兰，10-管柱锁定装置，11-上悬挂装置，12-液压旋转拆卸装置，13-井口四通，14-管柱悬挂器，15-提升转换短节。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

本实用新型提出了更换管柱及井口部件液压升降装置，通过升降系统、连接机构及管柱锁定装置的配合使用，能够在不起下整个井内管柱的情况下，完成对井口的更换，在使用时，其进行更换时耗时仅为现有技术的25%以内，极大的提高工作效率，如图2-图5所示，特别采用下述设置结构：设置有升降系统及连接机构，所述升降系统通过连接机构与待更换的井口装置3相连接；还包括主要用于对与井口装置3相连接的井内管柱5进行锁紧的管柱锁定装置10。

在使用时，当要对现有井口（如图1所示）的待更换的井口装置3进行更换时，将升降系统设置在现有井口上方，并通过连接机构将升降系统和井口装置3相连接，启动升降系统，使得升降系统将井口装置3连同井内管柱5都向上移动一定的距离，再利用管柱锁定装置10将露出的井内管柱5锁紧，并利用井口法兰9和外管进行承重，使得井内管柱5的重力由原来的上悬挂装置11承重转换为有管柱锁定装置10进行承重，从而进行井口装置3的更换。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图2-图5所示，特别采用下述设置结构：所述升降系统包括门字型升降设备和管柱提升装置1，且管柱提升装置1设置在门字型升降设备的顶部；所述门字型升降设备包括两个升降器4、两个支撑座6和一个提升横梁2，且两个升降器4分别设置在两个支撑座6上，提升横梁2搭接在两个升降器4上，管柱提升装置1设置在提升横梁2的顶部，且管柱提升装置1通过连接机构与待更换的井口装置3相连接。

在设置使用时，在待更换的现有井口处两侧合适的位置分别设置一个支撑座6，而后在支撑座6上设置升降器4，在升降器4上架设提升横梁2，在提升横梁2顶部架设管柱提升装置1；需要对井口装置3进行更换时，可以首先将上悬挂装置11与井口装置3相连接的螺栓组件进行隔孔拆卸（即隔一个孔洞拆卸一套螺栓组件），而后将拆卸后的空位处组装上连接机构，而连接机构的另一端穿过提升横梁2连接固定在管柱提升装置1上，当将升降器4向上举升时，管柱提升装置1通过连接机构即可将井口装置3连同井内管柱5一起举升，当举升到一定位置后，可通过管柱锁定装置10将井内管柱5锁定并承重在外管的井口法兰9上，此时，即可对井口装置3及上悬挂装置11进行拆卸更换。

实施例3：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图2-图5所示，特别采用下述设置结构：所述升降器4采用液压升降器，且升降器4可拆卸设置在支撑座6上，提升横梁2可拆卸设置在升降器4上，在设置时，升降器4采用液压升降器，并且升降器4可拆卸的设置在支撑座6上，以方便升降器4同支撑座6的分离及调整，同时也方便转运；支撑座6优选的可拆卸设置在待更换的现有井口处；提升横梁2也采用可拆卸的设置方式架设在两个升降器4的上方，使得升降器4、支撑座6及提升横梁2刚好构成一个门字型结构，从而在有效保障升降系统的强度的同时，满足提升要求；优选的管柱提升装置1采用可拆卸的方式设置在提升横梁2的上方。

实施例4：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图2-图5所示，特别采用下述设置结构：所述连接机构包括连接杆7和连接螺母8，且连接杆7通过连接螺母8连接在管柱提升装置1和待更换的井口装置3上；在设置时，连接机构包括连接杆7和连接螺母8，当需要进行井口装置3更换时，优选的将井口装置3与上悬挂装置11相连接的螺栓组件隔孔拆卸，而后拆卸所留空位利用连接杆7和连接螺母8进行补位，使得连接杆7能够紧固在井口装置3上，同时连接杆7穿过提升横梁2和管柱提升装置1，并利用连接螺母8固定在管柱提升装置1上，使得管柱提升装置1和井口装置3形成一个受力整体，而后利用升降器4进行井口装置3及井内管柱5的提升，并结合后续工序进行井口装置3的更换。

实施例5：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图2-图5所示，特别采用下述设置结构：还包括管柱悬挂器14及能够与管柱悬挂器14和管柱提升装置1相连接的提升转换短节15，且管柱悬挂器14紧固在井内管柱5上。

在设置使用时，当将上悬挂装置11拆卸后，需要更换新的井口四通13时，首先将井口四通13装载到井内管柱5上，而后在井内管柱5上连接一个管柱悬挂器14，在管柱悬挂器14上设置一根提升转换短节15，且提升转换短节15采用T字型结构，提升转换短节15穿过管柱提升装置1后与管柱悬挂器14连接；将升降系统提升一定高度后，即可将管柱锁定装置10进行拆除；当拆除管柱锁定装置10后，井内管柱5的整体重量将由管柱悬挂器14转置到提升转换短节15上，而后提升转换短节15转置到管柱提升装置1上，最终由升降系统进行受力，最后将新的井口四通13与井口法兰9固定后，由于设置有管柱悬挂器14，则井内管柱5的重量都将通过管柱悬挂器14转置到井口四通13上，并最终通过井口法兰9受力到外管上。

实施例6：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图2-图5所示，特别采用下述设置结构：所述管柱悬挂器14与井内管柱5相连接端的外径小于与提升转换短节15相连接端的外径，且管柱悬挂器14与井内管柱5螺接，提升转换短节15与管柱悬挂器14螺接，在设置时，管柱悬挂器14采用大小头结构，使得大小头结构的管柱悬挂器14能够将井内管柱5悬挂在井口四通13上，在进行更换井口四通13时，将井内管柱5的上端外螺纹处缠绕设置防漏胶布，而后将管柱悬挂器14的小端螺接到设置有防漏胶布的井内管柱5上，而后用防漏胶布（亦可不用）将提升转换短节15的下端缠绕，并进一步将缠绕了防漏胶布的提升转换短节15螺接在管柱悬挂器14的大端内；此时，井内管柱5的整体受力将通过提升转换短节15承接在管柱提升装置1上，最终由升降系统受力；然后当升降器4下降时，只到管柱悬挂器14完全沉降到井口四通13内即可；当完全沉降到井口四通13内后，井内管柱5的受力将可以由管柱悬挂器14转接到井口四通13上，最终由外管承接，而后进行提升转换短节15的拆除也不会由于井内管柱5无受力部位而出现井内管柱5坍塌的情况。

实施例7：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图2-图5所示，特别采用下述设置结构：所述管柱锁定装置10可拆卸的与井内管柱5紧固连接，且管柱锁定装置10与井内管柱5相接触的面上设置有防滑结构，在设置时，管柱锁定装置10优选采用两个半环结构，在半环结构上与井内管柱5相接触的部位设置有锯齿、划痕等防滑结构，使用时，将两个半环结构抱紧在井内管柱5上，并通过螺栓组件等连接机构将两个半环结构紧紧的锁死在井内管柱5上，使得井内管柱5最终将所有重量通过管柱锁定装置10转嫁到井口法兰9上且进一步转嫁到外管上，从而可以在不完全拆除所有井内管柱5的情况下即可对井口装置3进行更换。

实施例8：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，如图2-图5所示，特别采用下述设置结构：还包括用于对连接在井内管柱5上的上悬挂装置11进行拆卸的液压旋转拆卸装置12，在使用时，当将现有井口做一定抬升后，并通过管柱锁定装置10将井内管柱5的重量转嫁到外管上后，即可利用液压旋转拆卸装置12进行上悬挂装置11的拆卸，拆卸完上悬挂装置11后即可将井口装置3从井内管柱5上取下，从而将新的井口四通13换上。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。