套损井贴堵装装置、套损井贴堵方法以及控制系统与流程

文档序号:33559743发布日期:2023-03-22 13:43阅读:59来源:国知局
套损井贴堵装装置、套损井贴堵方法以及控制系统与流程

1.本发明油气田开采技术领域,尤其涉及一种套损井贴堵装装置、套损井贴堵方法以及控制系统。


背景技术:

2.在油气田开采时,泥浆套管在长期使用后容易破损出现漏洞,现有的贴堵方法基本上采用的是下入贴堵管,将贴堵管贴在套损部位,然后沿贴堵管注入水泥砂浆进行贴堵操作。比如专利文献1,公开号为:“cn110761729a”公开了一种贴堵施工方法,包括以下步骤:施工管柱下井步骤:将施工管柱下入到井下;先倒扣的步骤:先倒扣是指正转油管,由于脱手工具与油管是正扣连接,所以脱手工具与油管不会脱开,而脱手工具与贴堵管为反扣连接,所以贴堵管会脱离脱手工具,完成倒扣;判断倒扣是否成功的步骤:通过洗井压力判断脱手成功,洗井压力若低于倒扣前压力,则倒扣成功,若不变,则继续正转油管脱手;后注灰的步骤:从油管向下注入水泥浆堵剂,水泥浆由油管经内管进入贴堵管中,由于单向皮碗的作用,只能从单流阀进入贴堵管与套管的环形空间,进行贴堵加固施工。再如专利文献2,公开号为:“cn111485844a”公开了一种油水井多段漏点连续贴堵施工方法,包括以下步骤:(1)准备贴堵施工管柱,整个贴堵施工管柱包括自下而上依次丝扣式连接的下贴堵管、脱手工具、上贴堵管、施工油管;其中下贴堵管长度能将油层待贴堵段全部覆盖且上下富余20-30m,上贴堵管长度能将浅部待贴堵段全部覆盖且上下富余20-30m;(2)通过现有技术的在施工油管内注入固井水泥浆,并注入顶替液,固井水泥浆与顶替液直接落入贴堵施工管柱的底部,经下贴堵管下端口向上返至套管与贴补管之间的环形空间;(3)整体下放贴堵施工管柱至井底,并将载荷下放至0,使施工油管的重量全部压在脱手工具上,因为存在脱接空隙,上插管在受压后具有移动空间,下行剪断销钉,上提施工油管,上插管及下插管分离,实现管柱脱接;正洗井,将多余固井水泥浆洗出,完成下贴堵施工;(4)将施工油管、上贴堵管、上插管一起上提至浅部待贴堵段处;(5)采用现有技术的悬空架桥方法或打塞方法在漏点下方30m处形成砂面,并正注固井水泥浆,将水泥由上贴堵管底部自下而上替至贴堵管与套管的环形空间;(6)将连接在一起的施工油管、上贴堵管、上插管下放至砂面,正转施工油管,使施工管柱与上贴堵管分离;上贴堵管因有砂面支撑维持原位置,将施工油管起出井筒后侯凝;(7)下入现有技术的钻塞管柱将井筒内残留水泥塞及砂面处理,恢复油水井通径;(8)下入生产管柱恢复油水井生产。
3.上述专利文献1是在不取出油管下,并利用油管进行贴堵操作,专利文献2是要将油管先取出,再下入钻塞管柱完成贴堵后在下入油管;但是无论哪种情况,都需要下入贴堵管,贴堵管的长度一般都达到了数米或者数十米,下管难度大,不易进行操作。


技术实现要素:

4.有鉴于此,本发明的目的在于提出一种套损井贴堵装装置、套损井贴堵方法以及控制系统。
5.本发明的技术方案如下:
6.套损井贴堵装置,包括:
7.箱体,在箱体的下部设置有下转动座,
8.所述下转动座与设置在下转动座下部的转动电机组件固定,在所述转动电机组件的驱动下通过所述下转动座将所述箱体进行任意角度的转动;
9.其中,所述转动电机组件的下部设置有下轮组支架,在下轮组支架上至少设置有一组对称分布的下轮组组件;在下轮组支架的下部设置有控制装置;
10.在箱体的上部设置有上转动座,且所述上转动座与箱体固定,在上转动座上部设置有上轮组支架,上轮组支架的内部嵌入有轴承座,上转动座与轴承座通过转动轴固定,且当箱体随下转动座转动时,上转动座通过转动轴与轴承座的匹配设置形成同步转动;
11.在所述上轮组支架上至少设置有一组对称分布的上轮组组件;
12.所述箱体的横截面呈等边三角形、四边形以及正六边形中的一种,在所述箱体一个外侧面设置有移动组件,在所述移动组件上设置有钻头组件;在钻头组件的上、下位置且在箱体上设置有第一摄像机组件;以及
13.在箱体另一个侧面设置有一组推动气缸组件,在推动气缸组件的前端设置有呈弧形的压板,所述压板随推动气缸组件进行往复运动;
14.在一组推动气缸组件之间设置有注浆管夹持组件,所述注浆管夹持组件用于注浆管的固定以及随压板的往复运动进行同步移动;
15.所述压板上设置有注浆孔,所述注浆管固定在注浆孔中;其中,所述压板侧且以注浆孔为中心设置有多个排列均匀的压力传感器;
16.在所述压板的上下端且位于箱体上均设置有第二摄像机组件;
17.在所述箱体的内部设置有注浆罐,注浆罐的下部设置有输出端,所述输出端通过管路与注浆泵的输入端连接,注浆泵的输出端通过管盘连接至注浆管;
18.其中,在所述注浆泵处设置有加压泵,所述加压泵的输出端位于注浆泵的输出端,用于对注浆泵输出的水泥砂浆进行加压;
19.在注浆时,通过控制装置控制钻头组件对套损部位进行清理,清理完毕后通过控制装置控制转动电机组件进行动作以转动箱体从而将压板一侧转动到套损部位,推动气缸组件和注浆管夹持组件同时在控制装置的控制下将压板压在套损部位,并完全的将套损部位用压板进行遮挡,然后通过控制装置控制注浆泵、加压泵将注浆罐内部的水泥砂浆喷射在套损部位,在注浆过程中,通过控制装置控制注浆管夹持组件上、下、左、右规则的运动以控制注浆管喷射方向,已完成套损部位的注浆达到贴堵目的,同时,控制装置通过采集压板外侧压力传感器的实时压力数据来判断注浆程度;且在注浆过程中,压板用于对套损部位形成一个封闭空间,并对喷入至套损部位的水泥砂浆形成定型作用。
20.进一步地,所述下转动座的上部与所述箱体的下部固定;
21.在下转动座的下部且位于下转动座的中间设置有下槽体,在下槽体内部设置有联轴座,所述联轴座内固定有下联轴器;
22.所述转动电机组件包括:
23.电机座,在电机座的两侧设置有固定耳,固定耳通过螺栓与下轮组支架固定,且在下轮组支架的上部设置有电机座固定槽,电机座固定在电机座固定槽内;
24.在电机座的内部设置有转动电机,转动电机的电机轴与所述联轴器固定。
25.进一步地,所述上转动座的下部与所述箱体的上部固定;
26.在所述上转动座的上部且位于上转动座的中间设置有转动轴;
27.在上轮组支架的下部设置有轴承座固定槽,在所述轴承座固定槽内设置有转动轴承座,所述转动轴固定在转动轴承座的内部。
28.进一步地,所述上轮组组件和下轮组组件的结构相同;均包括:
29.轮组推动气缸,在轮组推动气缸的前部设置有轮组推杆,在轮组推杆的前端设置有轮组固定板,在轮组固定板的前端设置有轮组电机,轮组电机的输出端与轮组联轴器固定,轮组联轴器的前端固定有轮组自适应组件;
30.其中,所述轮组自适应组件包括:
31.轮组固定座,该轮组固定座的内部中空设置,形成一个线性滑动的腔体;
32.自适应固定杆,该自适应固定杆的一端设置有限位耳,位于限位耳的一端固定在腔体内部,在腔体内部设置有弹簧,且所述弹簧一端固定在腔体内部,另一端与自适应固定杆具有限位耳的一端抵住;
33.所述自适应固定杆的另一端与万向轮固定。
34.进一步地,所述移动组件包括:固定在箱体外部的框体,在所述框体的外侧设置有一个呈长方形的框架;
35.在框架的底部设置有基座,基座的一端设置有横向直线电机,在基座的另一端设置有直线轴承座;在基座上设置有下滑轨,所述下滑轨布设在横向直线电机与直线轴承座之间;
36.横向直线丝杆,一端与所述横向直线电机的电机轴通过直线联轴器固定,另一端固定在直线轴承座内;
37.在所述横向直线丝杆上设置有一横向直线螺母,横向直线螺母嵌入在一横向滑板内部,且所述横向滑板与下滑轨匹配安装;
38.在所述框架的上部设置有上滑轨,在所述上滑轨的上设置有上滑块,在上滑块的内嵌入有竖向轴承座;
39.在所述横向滑板上设置有竖向直线电机,该竖向直线电机的电机轴通过竖向联轴器与竖向直线丝杆连接,所述竖向直线丝杆的末端固定在竖向轴承座内;
40.在所述竖向直线丝杆上设置有竖向直线螺母,竖向直线螺母嵌入在竖向滑板内,在所述竖向滑板上设置有钻头组件。
41.进一步地,所述钻头组件包括:钻头推动气缸,设置在钻头推动气缸上的钻头推动推杆,在钻头推动推杆的前端设置有钻头推动固定板,在钻头推动固定板上设置有钻头转动电机,该钻头转动电机的前端通过钻头联轴器连接有钻头。
42.进一步地,所述箱体的内部且位于压板的一侧设置有隔板,在隔板上、中、下位置均设置有立板;
43.上、下位置的立板上用于设置推动气缸组件;
44.中间位置的立板上用于设置注浆管夹持组件;
45.其中,所述推动气缸组件包括:压板推动气缸,该压板推动气缸前端设置有压板推杆,所述压板推杆的前端与压板固定;
46.所述注浆管夹持组件包括:注浆夹持气缸,在注浆夹持气缸的前端设置有注浆夹持推杆,在注浆夹持推杆上设置有夹持座,在夹持座上水平移动组件,在水平移动组件上设置有竖向移动组件,在竖向移动组件上设置有夹持气缸,在夹持气缸上设置有夹爪,在夹爪上设置有夹套,所述注浆管位于夹套内部,所述注浆管的一端与管盘连接。
47.本技术还提供了一种套损井贴堵方法,使用上述的套损井贴堵装置,包括如下步骤:1)将控制装置接入至上位机,通过上位机来设定控制装置的动作;
48.2)将套损井贴堵装置沿油管的一侧放在井口位置,驱动控制装置控制上轮组组件和下轮组组件分别伸出将以作用在井壁,并辅助于绳索,将套损井贴堵装置暂时固定在井口,通过注浆罐上的进口注入搅拌好的水泥砂浆,然后在上轮组组件和下轮组组件的作用下以及绳索辅助作用下沿井壁将套损井贴堵装置下放至套损部位;
49.3)通过第一摄像机组件或者第二摄像机组件以获取套损部位图像,将所述图像经过控制装置传输至上位机,由所述上位机对所述图像进行处理,以获取套损部位的实际情况;
50.4)基于套损部位的实际情况来判断是否进行套损部位的清理,如果需要进行清理,则驱动控制装置以控制横向直线电机和/或竖向直线电机动作以移动组钻头组件的位置以使得钻头对套损部位进行清理;
51.5)清理完毕后通过控制装置控制转动电机组件进行动作以转动箱体从而将压板一侧转动到套损部位,推动气缸组件和注浆管夹持组件同时在控制装置的控制下将压板压在套损部位,并完全的将套损部位用压板进行遮挡,然后通过控制装置控制注浆泵、加压泵将注浆罐内部的水泥砂浆喷射在套损部位,在注浆过程中,通过控制装置控制注浆管夹持组件上、下、左、右规则的运动以控制注浆管喷射方向,已完成套损部位的注浆达到贴堵目的,同时,控制装置通过采集压板外侧压力传感器的实时压力数据来判断注浆程度;且在注浆过程中,压板用于对套损部位形成一个封闭空间,并对喷入至套损部位的水泥砂浆形成定型作用。
52.本技术还提供了一种控制系统,用于控制上述的所述的套损井贴堵装置,所述控制系统包括:
53.上位机,以及
54.控制装置,所述控制装置具有:
55.一壳体,在壳体的两侧设置有一体设置的连接板,所述连接板用于与套损井贴堵装置下部设置的下轮组支架进行固定;
56.在所述壳体的内部设置有:
57.电力控制模块、控制逻辑模块以及运行控制模块;
58.所述运行控制模块与控制逻辑模块连接,所述控制逻辑模块通过接口经线缆或者无线通信模块与上位机进行连接;
59.其中,所述电力控制模块包括:
60.第一供电模式控制单元,用于通过线缆接入电力系统形成第一供电模式以为套损井贴堵装置和控制装置进行供电;
61.第二供电模式控制单元,用于通过接入设置在壳体内部的备用电源形成第二供电模式为套损井贴堵装置和控制装置进行供电;以及
62.故障切换单元;
63.在正常情况下,故障切换单元与第一供电模式控制单元连接,断开与第二供电模式控制单元之间的连接,以第一供电模式作为套损井贴堵装置和控制装置进行供电,当第一供电模式出现故障后,所述故障切换单元接入至第二供电模式控制单元,以启用第二供电模式为套损井贴堵装置和控制装置进行供电;
64.其中,所述运行控制模块包括如下动作模式:
65.用于基于上位机的操作,经控制逻辑模块驱动运行控制模块以控制上轮组组件和下轮组组件分别伸出作用在井壁;
66.和,用于基于上位机的操作,经控制逻辑模块驱动运行控制模块以控制第一摄像机组件或者第二摄像机组件以获取套损部位图像,将所述图像经过运行控制模块的采集再经控制逻辑模块传输至上位机,由所述上位机对所述图像进行处理,以获取套损部位的实际情况;
67.和,用于基于上位机的操作,经控制逻辑模块驱动运行控制模块以控制横向直线电机和/或竖向直线电机动作以移动组钻头组件的位置以使得钻头对套损部位进行清理;
68.和,用于基于上位机的操作,经控制逻辑模块驱动运行控制模块以控制转动电机组件进行动作以将箱体进行任意角度的转动;
69.和,用于基于上位机的操作,经控制逻辑模块驱动运行控制模块以控制推动气缸组件和注浆管夹持组件同时将压板压在套损部位,并完全的将套损部位用压板进行遮挡;
70.和,用于基于上位机的操作,经控制逻辑模块驱动运行控制模块以控制注浆泵、加压泵将注浆罐内部的水泥砂浆喷射在套损部位;
71.和,用于基于上位机的操作,经控制逻辑模块驱动运行控制模块以在注浆过程中控制竖向移动组件和水平移动组件进行上、下、左、右规则的运动以控制注浆管喷射方向,已完成套损部位均匀注浆达到贴堵目的;
72.和,用于基于上位机的操作,经控制逻辑模块驱动运行控制模块以通过采集压板外侧压力传感器的实时压力数据来判断注浆程度以及控制注浆操作。
73.利用本发明提供的套损井贴堵装置,可以对套管出现的漏洞和裂缝进行分段式、连续性的贴堵操作,下入套损井贴堵装置后,可以连接一个水泥砂浆的输送管一起下入至油井中,可以由输送管向注浆罐输送水泥砂浆,为了达到长距离的输送,可以在输送过程中通过加压泵进行加压输送以进行连续性的贴堵作业,相对于直接下入贴堵管,套损井贴堵装置在进行下放时,通过控制装置以控制上轮组组件和下轮组组件上的轮组推动气缸以调控万向轮的位置,以使得套损井贴堵装置上的万向轮均作用下井壁,在辅助于绳索或者钢丝在外部动力托架的作用下缓慢的下放至井中,其操作简单。
74.由于上轮组组件和下轮组组件上均设置有轮组自适应组件,轮组自适应组件包括:轮组固定座,该轮组固定座的内部中空设置,形成一个线性滑动的腔体;自适应固定杆,该自适应固定杆的一端设置有限位耳,位于限位耳的一端固定在腔体内部,在腔体内部设置有弹簧,且所述弹簧一端固定在腔体内部,另一端与自适应固定杆具有限位耳的一端抵住;所述自适应固定杆的另一端与万向轮固定。当万向轮沿井壁进行下移或者上移过程中,自适应固定杆会随着井壁的变化(比如井壁凹凸不平,或者井的直径不一,但是差异度不大,比如不超过20-30cm时)进行自适应的调节,具体的当井直径变小或者井壁有凸起位置
时,自适应固定杆会压缩弹簧以调控万向轮向前伸出的长度,同时在套损井贴堵装置的自身重力下迫使上轮组组件和下轮组组件不会直接卡在井壁上。
75.本技术在贴堵作业时,可以对一些较小的裂缝、小孔等不便于用贴堵管进行贴堵操作的地方进行钻头清理,以使得能够在利用本技术提供的套损井贴堵装置进行贴堵作业,且本技术在贴堵作业时,利用高压喷射工艺,形成的贴堵部位更加密实均匀,更有利于泥浆固结体的形成。
76.本技术在贴堵作业的过程中,在注浆过程中控制竖向移动组件和水平移动组件进行上、下、左、右规则的运动以控制注浆管喷射方向,已完成套损部位均匀注浆达到贴堵目的;通过采集压板外侧压力传感器的实时压力数据来判断注浆程度以及控制注浆操作,注浆控制更加精准。
77.本技术在在注浆过程中,压板用于对套损部位形成一个封闭空间,防止注浆过程中形成外溅,同时,由压板对套损部位形成一个封闭空间更容易进行高压喷射注浆,并对喷入至套损部位的水泥砂浆形成定型作用。
附图说明
78.图1是本发明的结构示意图;
79.图2是本发明中下轮组组件的结构示意图;
80.图3是本发明中注浆管夹持组件的结构示意图;
81.图4是本发明中移动组件的结构示意图;
82.图5是本发明中套损井贴堵装置的示意图;
83.图6为本发明中压板位置注浆孔以及压力传感器的布设图。
具体实施方式
84.为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例对本发明做进一步详述,本实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限定。
85.实施例1:
86.根据图1-图5所示,本实施例提供的技术方案如下:
87.套损井贴堵装置,包括:
88.箱体20,在箱体20的下部设置有下转动座10,
89.所述下转动座10与设置在下转动座10下部的转动电机组件8固定,在所述转动电机组件8的驱动下通过所述下转动座10将所述箱体20进行任意角度的转动;
90.其中,所述转动电机组件10的下部设置有下轮组支架7,在下轮组支架7上至少设置有一组对称分布的下轮组组件6;在下轮组支架6的下部设置有控制装置1;
91.在箱体20的上部设置有上转动座19,且所述上转动座19与箱体20固定,在上转动座19上部设置有上轮组支架24,上轮组支架24的内部嵌入有轴承座26,轴承座26内部设置有轴承,上转动座19与轴承座26通过转动轴22固定,即,转动轴22固定在轴承座26内,且当箱体20随下转动座10转动时,上转动座19通过转动轴22与轴承座26的匹配设置形成同步转动;
92.在所述上轮组支架24上至少设置有一组对称分布的上轮组组件;
93.所述箱体20的横截面呈等边三角形、四边形以及正六边形中的一种,在所述箱体一个外侧面设置有移动组件,在所述移动组件上设置有钻头组件;在钻头组件的上、下位置且在箱体上设置有第一摄像机组件;以及
94.在箱体20另一个侧面设置有一组推动气缸组件12,在推动气缸组件12的前端设置有呈弧形的压板13,所述压板13随推动气缸组件12的动作进行往复运动;
95.在一组推动气缸组件12之间设置有注浆管夹持组件14,所述注浆管夹持组件14用于注浆管144的固定以及随压板13的往复运动进行同步移动;
96.所述压板13上设置有注浆孔15,所述注浆管144固定在注浆孔15中;其中,所述压板13侧且以注浆孔15为中心设置有多个排列均匀的压力传感器501;
97.在所述压板13的上下端且位于箱体20上均设置有第二摄像机组件11;
98.在所述箱体20的内部设置有注浆罐27,注浆罐27的下部设置有输出端,所述输出端通过管路与注浆泵4的输入端连接,注浆泵4的输出端通过管盘37连接至注浆管144;
99.其中,在所述注浆泵4处设置有加压泵5,所述加压泵5的输出端位于注浆泵4的输出端,用于对注浆泵4输出的水泥砂浆进行加压;同时,加压泵5的输入端是在箱体20的一侧开设有以引风口,通过引风管路接入在引风口和加压泵的输入端,为加压泵提供加压所需空气。
100.在注浆时,通过控制装置1控制钻头组件对套损部位进行清理,清理完毕后通过控制装置1控制转动电机组件进行动作以转动箱体20从而将压板13一侧转动到套损部位,推动气缸组件12和注浆管夹持组件14同时在控制装置1的控制下将压板13压在套损部位,并完全的将套损部位用压板13进行遮挡,然后通过控制装置1控制注浆泵4、加压泵5将注浆罐27内部的水泥砂浆喷射在套损部位,在注浆过程中,通过控制装置1控制注浆管夹持组件14上、下、左、右规则的运动以控制注浆管144喷射方向,已完成套损部位的注浆达到贴堵目的,同时,控制装置1通过采集压板外侧压力传感器501的实时压力数据来判断注浆程度;且在注浆过程中,压板13用于对套损部位形成一个封闭空间,并对喷入至套损部位的水泥砂浆形成定型作用。
101.在上述中,所述下转动座10的上部与所述箱体20的下部固定;
102.在下转动座10的下部且位于下转动座10的中间设置有下槽体,在下槽体内部设置有联轴座9,所述联轴座9内固定有下联轴器;
103.所述转动电机组件包括:
104.电机座8,在电机座8的两侧设置有固定耳,固定耳通过螺栓2与下轮组支架7固定,且在下轮组支架7的上部设置有电机座固定槽,电机座8固定在电机座固定槽内;
105.在电机座的内部设置有转动电机,转动电机的电机轴与所述联轴器固定。
106.所述上转动座19的下部与所述箱体20的上部固定;
107.在所述上转动座19的上部且位于上转动座20的中间设置有转动轴22;
108.在上轮组支架24的下部设置有轴承座固定槽,在所述轴承座固定槽内设置有转动轴承座26,所述转动轴22固定在转动轴承座的内部,并与转动轴承座的内部内部设置的轴承匹配安装。
109.当转动电机进行转动时,转动电机带动下联轴器转动,由于下联轴器固定在下转动座10的下槽体内,所以下联轴器转动会带动下转动座10一起转动,为了使得箱体20可以
自如的转动,在本技术中,电机座8和下转动座10之间设置有一定的间隙,同时在下联轴器的支撑和连接作用下进行转动,为了保证动力要求,可以选用大功率的转动电机,至于选用功率要求,可以按照箱体在注入水泥砂浆后的总质量来进行确定。当箱体20转动时,由于箱体20的上方的上转动座19与上轮组支架之24间通过转动轴22固定在轴承座26内,在轴承的作用下,上轮组支架24不转动,只是箱体20进行转动。
110.在上述中,所述上轮组组件和下轮组组件6的结构相同;均包括:
111.轮组推动气缸60,在轮组推动气缸60的前部设置有轮组推杆62,在轮组推杆62的前端设置有轮组固定板70,在轮组固定板70的前端设置有轮组电机69,轮组电机69的输出端与轮组联轴器63固定,轮组联轴器63的前端固定有轮组自适应组件;
112.其中,所述轮组自适应组件包括:
113.轮组固定座65,该轮组固定座65的内部中空设置,形成一个线性滑动的腔体;
114.自适应固定杆67,该自适应固定杆的一端设置有限位耳68,位于限位耳68的一端固定在腔体内部,在腔体内部设置有弹簧64,且所述弹簧64一端固定在腔体内部,另一端与自适应固定杆具有限位耳的一端抵住;
115.所述自适应固定杆的另一端与万向轮66固定。
116.以下轮组支架7和下轮组组件6的安装为例,在下轮组支架7的两端均设置有气缸槽61,轮组推动气缸60固定在气缸槽61中,且在气缸槽61的前端开设有用于轮组推杆62运动的槽口。
117.由于上轮组组件和下轮组组件6上均设置有轮组自适应组件,当万向轮沿井壁进行下移或者上移过程中,自适应固定杆67会随着井壁的变化(比如井壁凹凸不平,或者井的直径不一,但是差异度不大,比如不超过20-30cm时)进行自适应的调节,具体的当井直径变小或者井壁有凸起位置时,自适应固定杆67会压缩弹簧64以调控万向轮66向前伸出的长度,同时在套损井贴堵装置的自身重力下迫使上轮组组件和下轮组组件不会直接卡在井壁上。
118.需要说明的是,由于在下井过程中,要沿着油管的一侧下井,因此,多个上轮组组件和多个下轮组组件6并不是同步伸缩,且伸缩长度也不是一致的,每一个轮组推动气缸均具有一个独立的控制单元与控制装置连接,伸缩长度可以按照实际的使用要求进行控制。
119.本技术在轮组自适应组件的后端设置轮组电机69,轮组电机69的目的在于,当万向轮66沿井壁滑动过程中,如果万向轮66被卡住,除了通过轮组推动气缸调节轮组推杆伸缩长度外,也可以通过转动轮组电机,以使得万向轮转动,从而确保不是被卡在井壁的凹陷位置中。
120.在上述中,所述移动组件包括:固定在箱体外部的框体28,在所述框体的外侧设置有一个呈长方形的框架29;
121.在框架29的底部设置有基座290,基座290的一端设置有横向直线电机295,在基座290的另一端设置有直线轴承座294;直线轴承座294内部设置有轴承,在基座290上设置有下滑轨291,所述下滑轨291布设在横向直线电机与直线轴承座之间;
122.横向直线丝杆293,一端与所述横向直线电机295的电机轴通过直线联轴器固定,另一端固定在直线轴承座内的轴承中;
123.在所述横向直线丝杆293上设置有一横向直线螺母,横向直线螺母嵌入在一横向
滑板292内部,且所述横向滑板292与下滑轨291匹配安装;
124.关于横向滑板292,如果直线螺母嵌入在横向滑板292内部,则在横向滑板292两侧对应设置有通孔,且通孔与直线螺母在同一轴线上,通孔用于横向直线丝杆的安装,还可以是这样的结构,将直线螺母固定在横向滑板292的一侧,比如在图4中,横向滑板292的前侧和后侧。
125.在所述框架29的上部设置有上滑轨301,在所述上滑轨301的上设置有上滑块303,在上滑块303的内嵌入有竖向轴承座302;
126.在所述横向滑板292上设置有竖向直线电机296,该竖向直线电机296的电机轴通过竖向联轴器与竖向直线丝杆299连接,所述竖向直线丝杆299的末端固定在竖向轴承座302内;
127.在所述竖向直线丝杆299上设置有竖向直线螺母,竖向直线螺母嵌入在竖向滑板298内,在所述竖向滑板上设置有钻头组件297。
128.所述钻头组件包括:钻头推动气缸30,设置在钻头推动气缸30上的钻头推动推杆31,在钻头推动推杆31的前端设置有钻头推动固定板,在钻头推动固定板上设置有钻头转动电机32,该钻头转动电机32的前端通过钻头联轴器连接有钻头33。
129.当钻头33进行移动时,通过控制装置1控制横向直线电机295启动,横向直线电机295带动横向直线丝杆293转动,横向直线丝杆293转动时,在横向直线丝杆293上设置的横向直线螺母沿横向直线丝杆293横向往复运动,从而带动横向滑板292沿下滑轨291横向往复运动,横向滑板292沿下滑轨291横向往复运动同时带动上滑块303沿上滑轨301同步运动,以使得设置在所述钻头进行横向位置的调节。
130.然后,控制竖向直线电机296启动,竖向直线电机296带动竖向直线丝杆299进行转动,从而使得竖向直线丝杆上部设置的竖向直线螺母进行竖向上下移动,由于竖向直线螺母嵌入在竖向滑板内,因此竖向滑板沿竖向直线螺母进行竖向上下移动,从而使得设置在竖向滑板上设置有钻头完成竖向方向的调节。
131.当所述钻头33启动时,钻头推动气缸30带动钻头推动推杆31进行前后移动以调节钻头33的位置,钻头转动电机32启动带动钻头工作进行清理。
132.在上述中,所述箱体20的内部且位于压板的一侧设置有隔板18,在隔板上、中、下位置均设置有立板17;
133.上、下位置的立板17上用于设置推动气缸组件;
134.中间位置的立板上用于设置注浆管夹持组件;
135.其中,所述推动气缸组件包括:压板推动气缸,压板推动气缸固定在上下的立板上,该压板推动气缸前端设置有压板推杆,所述压板推杆的前端与压板固定;
136.在箱体20上,对应的设置有压板推杆穿出的第一开口;
137.所述注浆管夹持组件14包括:注浆夹持气缸140,注浆夹持气缸140固定在中间的立板上;在注浆夹持气缸140的前端设置有注浆夹持推杆141,在注浆夹持推杆141上设置有夹持座142,在夹持座上水平移动组件147,在水平移动组件上设置有竖向移动组件148,在竖向移动组件上设置有夹持气缸143,在夹持气缸143上设置有夹爪146,在夹爪146上设置有夹套145,所述注浆管144位于夹套145内部,所述注浆管144的一端与管盘连接。
138.当压板13进行移动时,压板推动气缸、注浆夹持气缸140同时同步动作,从而将压
板移动到与井壁接触的位置,为了便于本技术实施达到最佳的效果,压板设置成弧形,以井口为参照,至少为1/4段井口圆弧大小,最大不超过1/2;高度为1-5米;优选的高度为1-3米。
139.其中,上述的水平移动组件和竖向移动组件可以按照如下的方式布设。
140.在夹持座上固定有一水平气缸,在水平气缸上设置有水平推杆,在水平推杆的前端设置有水平固定板,在水平固定板上设置有竖向气缸,在竖向气缸上设置有竖向推杆,在竖向推杆上设置有竖向固定板,夹持气缸固定在竖向固定板上;其中,水平气缸带动水平推杆沿水平方向前后移动,以实现注浆管进行水平的左、右移动,竖向气缸带动竖向推杆沿竖向方向上、下移动,以实现注浆管的上、下移动。为了达到最佳的注浆效果,参照图6,所述压板上设置的注浆孔呈l字型的滑道。为了保证注浆管在注浆过程中的稳定性,注浆管位于注浆孔内部,且设置有一挡板500。注浆管位于注浆孔的另一侧设置有软胶套16。
141.关于注浆管的设置,注浆管安装在注浆孔时,可以随l字型的滑道进行注浆管的移动,例如图6,滑道ab段和滑道bc段,以滑道ab为例,假设初始位置注浆管的位置在滑道b位置,当竖向气缸带动竖向推杆沿竖向方向上移动,夹持气缸143上的注浆管144也会随着移动,注浆管144由b位置就会向a位置移动,当到达到a位置时,继续使得竖向气缸带动竖向推杆沿竖向方向上移动,此时注浆管144在a位置由于限位作用不能再向上移动,注浆管144就会向下倾斜,改变注浆的方向,为了保证注浆管的良好使用,注浆管144的前端部分(和注浆孔匹配的那部分)使用钢管,后端部分采用橡胶管。同理,在b位置时,竖向气缸带动竖向推杆沿竖向方向下移动,此时注浆管144在b位置由于限位作用不能再向下移动,注浆管144就会向上倾斜,改变注浆的方向。
142.盘管37采用橡胶管,在本技术中,隔板上以及箱体上均设置有盘管37的穿孔,且穿孔的孔径至少为盘管直径的3-5倍,其保证在注浆夹持气缸140在回退后,盘管不会大段的被卡在外面。即便有一部分被卡在箱体外部,也不影响。
143.在上述中,第一摄像机组件和第二摄像机组件的结构相同,均包括:
144.玻璃外壳36,所述玻璃外壳36内部设置有摄像机35和灯源34。其中,灯源34为井下的拍摄环境提供光照,摄像机35用于获取井壁的实时图像。
145.本技术的原理如下:
146.参照图5,将套损井贴堵装置沿油管300的一侧放在井口位置,驱动控制装置1控制上轮组组件和下轮组组件6分别伸出将以作用在井壁,并辅助于绳索,将套损井贴堵装置暂时固定在井口,通过注浆罐上的进口注入搅拌好的水泥砂浆,然后在上轮组组件和下轮组组件的作用下以及绳索辅助作用下沿井壁将套损井贴堵装置下放至套损部位;为了达到可以连续性注浆作业,可以连接一个水泥砂浆的输送管一起下入至油井中,可以由输送管向注浆罐输送水泥砂浆,同时为了达到长距离的输送,可以在输送过程中通过加压泵进行加压输送以进行连续性的贴堵作业,相对于直接下入贴堵管,套损井贴堵装置在进行下放时,通过控制装置以控制上轮组组件和下轮组组件上的轮组推动气缸以调控万向轮的位置,以使得套损井贴堵装置上的万向轮均作用下井壁,在辅助于绳索或者钢丝在外部动力托架的作用下缓慢的下放至井中,其操作简单。在套损井贴堵装置下放时,一并包括供电线缆、通信线缆一起随装置下入井中。
147.在本技术中,上轮组支架的上方还设置有牵引座21,在牵引座21上设置有第一固定端23和第二固定端25;第一固定端23用于绳索或者钢丝固定,第二固定端25用于供电线
缆、通信线缆固定。
148.在光源的光照下,通过第一摄像机组件或者第二摄像机组件以获取套损部位图像,将所述图像经过控制装置传输至上位机,由所述上位机对所述图像进行处理,以获取套损部位的实际情况;比如裂缝还是孔洞,裂缝的大小、长度等,基于套损部位的实际情况来判断是否进行套损部位的清理,如果需要进行清理,则驱动控制装置以控制横向直线电机和/或竖向直线电机动作以移动组钻头组件的位置以使得钻头对套损部位进行清理;清理完毕后通过控制装置控制转动电机组件进行动作以转动箱体从而将压板一侧转动到套损部位,推动气缸组件和注浆管夹持组件同时在控制装置的控制下将压板压在套损部位,并完全的将套损部位用压板进行遮挡,然后通过控制装置控制注浆泵、加压泵将注浆罐内部的水泥砂浆喷射在套损部位,在注浆过程中,通过控制装置控制注浆管夹持组件上、下、左、右规则的运动以控制注浆管喷射方向,已完成套损部位的注浆达到贴堵目的,同时,控制装置通过采集压板外侧压力传感器的实时压力数据来判断注浆程度;且在注浆过程中,压板用于对套损部位形成一个封闭空间,并对喷入至套损部位的水泥砂浆形成定型作用。
149.实施例2:
150.基于实施例1提供的套损井贴堵装置,本技术本技术还提供了一种套损井贴堵方法,包括如下步骤:
151.1)将控制装置接入至上位机,通过上位机来设定控制装置的动作;
152.2)将套损井贴堵装置沿油管的一侧放在井口位置,驱动控制装置控制上轮组组件和下轮组组件分别伸出将以作用在井壁,并辅助于绳索,将套损井贴堵装置暂时固定在井口,通过注浆罐上的进口注入搅拌好的水泥砂浆,然后在上轮组组件和下轮组组件的作用下以及绳索辅助作用下沿井壁将套损井贴堵装置下放至套损部位;
153.3)通过第一摄像机组件或者第二摄像机组件以获取套损部位图像,将所述图像经过控制装置传输至上位机,由所述上位机对所述图像进行处理,以获取套损部位的实际情况;
154.4)基于套损部位的实际情况来判断是否进行套损部位的清理,如果需要进行清理,则驱动控制装置以控制横向直线电机和/或竖向直线电机动作以移动组钻头组件的位置以使得钻头对套损部位进行清理;
155.5)清理完毕后通过控制装置控制转动电机组件进行动作以转动箱体从而将压板一侧转动到套损部位,推动气缸组件和注浆管夹持组件同时在控制装置的控制下将压板压在套损部位,并完全的将套损部位用压板进行遮挡,然后通过控制装置控制注浆泵、加压泵将注浆罐内部的水泥砂浆喷射在套损部位,在注浆过程中,通过控制装置控制注浆管夹持组件上、下、左、右规则的运动以控制注浆管喷射方向,已完成套损部位的注浆达到贴堵目的,同时,控制装置通过采集压板外侧压力传感器的实时压力数据来判断注浆程度;且在注浆过程中,压板用于对套损部位形成一个封闭空间,并对喷入至套损部位的水泥砂浆形成定型作用。
156.利用本发明提供的套损井贴堵装置,可以对套管出现的漏洞和裂缝进行分段式、连续性的贴堵操作,下入套损井贴堵装置后,可以连接一个水泥砂浆的输送管一起下入至油井中,可以由输送管向注浆罐输送水泥砂浆,为了达到长距离的输送,可以在输送过程中通过加压泵进行加压输送以进行连续性的贴堵作业,相对于直接下入贴堵管,套损井贴堵
装置在进行下放时,通过控制装置以控制上轮组组件和下轮组组件上的轮组推动气缸以调控万向轮的位置,以使得套损井贴堵装置上的万向轮均作用下井壁,在辅助于绳索或者钢丝在外部动力托架的作用下缓慢的下放至井中,其操作简单。
157.本技术在贴堵作业时,可以对一些较小的裂缝、小孔等不便于用贴堵管进行贴堵操作的地方进行钻头清理,以使得能够在利用本技术提供的套损井贴堵装置进行贴堵作业,且本技术在贴堵作业时,利用高压喷射工艺,形成的贴堵部位更加密实均匀,更有利于泥浆固结体的形成。
158.本技术在贴堵作业的过程中,在注浆过程中控制竖向移动组件和水平移动组件进行上、下、左、右规则的运动以控制注浆管喷射方向,已完成套损部位均匀注浆达到贴堵目的;通过采集压板外侧压力传感器的实时压力数据来判断注浆程度以及控制注浆操作,注浆控制更加精准。
159.本技术在在注浆过程中,压板用于对套损部位形成一个封闭空间,防止注浆过程中形成外溅,同时,由压板对套损部位形成一个封闭空间更容易进行高压喷射注浆,并对喷入至套损部位的水泥砂浆形成定型作用。
160.本技术的原理如下:
161.参照图5,将套损井贴堵装置沿油管300的一侧放在井口位置,驱动控制装置1控制上轮组组件和下轮组组件6分别伸出将以作用在井壁,并辅助于绳索,将套损井贴堵装置暂时固定在井口,通过注浆罐上的进口注入搅拌好的水泥砂浆,然后在上轮组组件和下轮组组件的作用下以及绳索辅助作用下沿井壁将套损井贴堵装置下放至套损部位;为了达到可以连续性注浆作业,可以连接一个水泥砂浆的输送管一起下入至油井中,可以由输送管向注浆罐输送水泥砂浆,同时为了达到长距离的输送,可以在输送过程中通过加压泵进行加压输送以进行连续性的贴堵作业,相对于直接下入贴堵管,套损井贴堵装置在进行下放时,通过控制装置以控制上轮组组件和下轮组组件上的轮组推动气缸以调控万向轮的位置,以使得套损井贴堵装置上的万向轮均作用下井壁,在辅助于绳索或者钢丝在外部动力托架的作用下缓慢的下放至井中,其操作简单。在套损井贴堵装置下放时,一并包括供电线缆、通信线缆一起随装置下入井中。
162.在本技术中,上轮组支架的上方还设置有牵引座21,在牵引座21上设置有第一固定端23和第二固定端25;第一固定端23用于绳索或者钢丝固定,第二固定端25用于供电线缆、通信线缆固定。
163.在光源的光照下,通过第一摄像机组件或者第二摄像机组件以获取套损部位图像,将所述图像经过控制装置传输至上位机,由所述上位机对所述图像进行处理,以获取套损部位的实际情况;比如裂缝还是孔洞,裂缝的大小、长度等,基于套损部位的实际情况来判断是否进行套损部位的清理,如果需要进行清理,则驱动控制装置以控制横向直线电机和/或竖向直线电机动作以移动组钻头组件的位置以使得钻头对套损部位进行清理;清理完毕后通过控制装置控制转动电机组件进行动作以转动箱体从而将压板一侧转动到套损部位,推动气缸组件和注浆管夹持组件同时在控制装置的控制下将压板压在套损部位,并完全的将套损部位用压板进行遮挡,然后通过控制装置控制注浆泵、加压泵将注浆罐内部的水泥砂浆喷射在套损部位,在注浆过程中,通过控制装置控制注浆管夹持组件上、下、左、右规则的运动以控制注浆管喷射方向,已完成套损部位的注浆达到贴堵目的,同时,控制装
置通过采集压板外侧压力传感器的实时压力数据来判断注浆程度;且在注浆过程中,压板用于对套损部位形成一个封闭空间,并对喷入至套损部位的水泥砂浆形成定型作用。
164.实施例3:
165.本技术还提供了一种控制系统,用于控制上述的所述的套损井贴堵装置,所述控制系统包括:
166.上位机,以及
167.控制装置,所述控制装置具有:
168.一壳体,在壳体的两侧设置有一体设置的连接板,所述连接板用于与套损井贴堵装置下部设置的下轮组支架进行固定;
169.在所述壳体的内部设置有:
170.电力控制模块、控制逻辑模块以及运行控制模块;
171.所述运行控制模块与控制逻辑模块连接,所述控制逻辑模块通过接口经线缆或者无线通信模块与上位机进行连接;
172.其中,所述电力控制模块包括:
173.第一供电模式控制单元,用于通过线缆接入电力系统形成第一供电模式以为套损井贴堵装置和控制装置进行供电;
174.第二供电模式控制单元,用于通过接入设置在壳体内部的备用电源形成第二供电模式为套损井贴堵装置和控制装置进行供电;以及
175.故障切换单元;
176.在正常情况下,故障切换单元与第一供电模式控制单元连接,断开与第二供电模式控制单元之间的连接,以第一供电模式作为套损井贴堵装置和控制装置进行供电,当第一供电模式出现故障后,所述故障切换单元接入至第二供电模式控制单元,以启用第二供电模式为套损井贴堵装置和控制装置进行供电;
177.其中,所述运行控制模块包括如下动作模式:
178.用于基于上位机的操作,经控制逻辑模块驱动运行控制模块以控制上轮组组件和下轮组组件分别伸出作用在井壁;
179.和,用于基于上位机的操作,经控制逻辑模块驱动运行控制模块以控制第一摄像机组件或者第二摄像机组件以获取套损部位图像,将所述图像经过运行控制模块的采集再经控制逻辑模块传输至上位机,由所述上位机对所述图像进行处理,以获取套损部位的实际情况;
180.和,用于基于上位机的操作,经控制逻辑模块驱动运行控制模块以控制横向直线电机和/或竖向直线电机动作以移动组钻头组件的位置以使得钻头对套损部位进行清理;
181.和,用于基于上位机的操作,经控制逻辑模块驱动运行控制模块以控制转动电机组件进行动作以将箱体进行任意角度的转动;
182.和,用于基于上位机的操作,经控制逻辑模块驱动运行控制模块以控制推动气缸组件和注浆管夹持组件同时将压板压在套损部位,并完全的将套损部位用压板进行遮挡;
183.和,用于基于上位机的操作,经控制逻辑模块驱动运行控制模块以控制注浆泵、加压泵将注浆罐内部的水泥砂浆喷射在套损部位;
184.和,用于基于上位机的操作,经控制逻辑模块驱动运行控制模块以在注浆过程中
控制竖向移动组件和水平移动组件进行上、下、左、右规则的运动以控制注浆管喷射方向,已完成套损部位均匀注浆达到贴堵目的;
185.和,用于基于上位机的操作,经控制逻辑模块驱动运行控制模块以通过采集压板外侧压力传感器的实时压力数据来判断注浆程度以及控制注浆操作。
186.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1