一种钻修井连续液面监测及自动灌液装置的制作方法

本发明涉及钻修井作业，具体为一种钻修井连续液面监测及自动灌液装置。

背景技术：

1、在进行修井作业时，起下管柱可能会导致井下液面变化，严重时会导致井涌井喷，给人员和设备带来风险，因此有必要在修井作业过程中对井下液面进行连续监控，并在必要时向井筒内连续灌液，从而达到平衡地层压力、安全修井的目的，在管柱进行上提下落或旋转动作时需要防喷器开启，但无法实现对井筒顶部的密封，而回声式液位计在工作时需要井筒的顶部密封性良好，因此，在管柱需要进行旋转操作时，回声式液位计无法实现对井筒内液面的连续监测，也无法根据液面的变化进行连续灌液。

2、申请号为20221152046994的发明专利公开了一种基于液面监测的井筒液面平衡控制方法，包括步骤：一、在井筒支管上安装声波式液面监测仪和灌液管；二、在井筒顶部安装抱箍式井口封堵座；三、使抱箍式井口封堵座抱合油管，橡胶密封环与油管贴合，随后启动声波式液面监测仪，在油管的起下管柱过程中持续监测当前井筒液面深度，并根据当前井筒液面深度确定向井筒内的灌液量，但是，在管柱下放或旋转时，管柱外侧附着的杂质会被密封部件刮除，杂质会聚集在管柱周围对管柱的外壁造成磨损，且杂质会对密封部件的内侧造成磨损，影响密封部件的密封性和使用寿命。

3、并且，在灌液的过程中，监测管座内容易聚集有液体和杂物，影响回声式液位计的监测，另外，此外，现有部分技术采用光伏发电，在户外恶劣环境中，光伏发电模块中的光伏板表面会聚集较多的杂物，影响太阳能和电能之间的转化，进而影响电力的供应，另外，在井筒内压力较小时，不方便对井筒内进行压力调节。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种钻修井连续液面监测及自动灌液装置，在管柱下放或旋转时，可对聚集在管柱周围的杂质进行清理，防止杂质对管柱的外壁和密封部件造成磨损，另外，可对监测管座内的液体和杂物进行清理，避免影响液位监测，且可在井筒内压力较小时对井筒内进行调压，且可实现光伏板表面的主动清理，防止影响供电，可以有效解决背景技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钻修井连续液面监测及自动灌液装置，包括平台，所述平台中部套接在插接在油井内的井筒，所述井筒的顶部可拆卸连接有支筒，所述支筒的侧面设有压力传感器，所述支筒的顶部可拆卸连接有防喷器，所述支筒的一侧设有监测组件，所述支筒的另一侧设有灌液组件，所述防喷器的顶部可拆卸连接有密封组件，所述密封组件的一侧设有光伏发电模块，所述光伏发电模块的顶部设有清理组件，防喷器用于实现对井筒顶部封堵，防止井喷事故发生，密封组件用于实现对井筒顶部密封，同时可实现管柱的上提下落；

3、所述监测组件包括监测管座，所述监测管座的端部设有回声式液位计，所述灌液组件包括灌液管座，回声式液位计用于实时监测井筒内液体的液面高度；

4、所述密封组件包括顶座，所述顶座的中部开设有中槽，所述顶座的两侧对称开设有侧槽，其中一个所述侧槽的中部两侧对称滑动连接有滑座，所述中槽的两侧对称滑动连接有密封座，两侧的所述密封座的相对侧面对称设有密封囊，另一侧的侧槽内的两侧对称滑动连接有活动座，两侧的所述活动座之间设有伸缩管，所述顶座的顶面通过支板设有与所述伸缩管中部连通的支管，所述支管的另一端设有槽座，所述槽座的两侧对称连通有喷管，所述密封座与中槽的端面之间设有波纹管，所述喷管的内部设有限位板，所述限位板中部贯穿有导杆，所述导杆的一端设有活塞，密封组件可通过启动密封电机驱动双向螺杆转动，进而实现两侧滑座的对向运动，同时驱动两侧的密封座对向运动，两侧密封座相对侧面开设的弧形槽即可实现对管柱的抱紧密封。

5、进一步的，所述活塞与所述喷管的内壁滑动配合，所述导杆上位于限位板和活塞之间的位置套接有复位弹簧，所述密封组件的中部贯穿有管柱，所述管柱依次贯穿防喷器、支筒延伸至井筒的内部，在管柱上提下落或旋转动作时，管柱会不可避免的进行震动或晃动，进而会对密封囊造成挤压，导致密封囊内压力升高，进而导致伸缩管内压力升高，伸缩管的高气压通过支管和槽座分别进入两侧的喷管内，进而推动喷管内的活塞滑动，复位弹簧被拉伸，活塞的滑动产生气流通过喷管的端部排出，从而可在管柱上提下落或旋转动作时实现对密封囊顶部周围聚集的杂质进行清除。

6、进一步的，所述监测管座设于支筒的一侧，所述监测管座上设有监测阀门，所述灌液管座设于支筒的另一侧，所述灌液管座的端部与设于平台顶部的灌液泵的输出端连通，所述灌液管座上设有灌液阀门，所述灌液泵的输入端设有进液管，通过开通灌液阀门，利用灌液泵将储存在外部容器内的液体抽出并通过灌液管座注入井筒内，实现向井筒内的灌液。

7、进一步的，所述顶座可拆卸连接在防喷器的顶部，其中一个所述侧槽内转动连接有双向螺杆，所述双向螺杆的两侧对称设有螺旋方向相反的螺纹，所述双向螺杆的两侧分别与两侧的滑座螺纹连接，所述顶座的端部设有密封电机，所述密封电机的输出轴与所述双向螺杆的端部固定连接，两侧的所述密封座的相对侧面开设有弧形槽，所述密封座的顶部与所述滑座的顶部之间通过第一连接座连接，两侧的滑座对向运动的同时，两侧的活动座同步对向运动，进而实现伸缩管的收缩，同时伸缩管内的气体被压缩，被压缩的气体分别通过两侧的导管进入两侧的密封囊内，实现两侧密封座相对侧面的密封囊膨胀，从而实现对管柱圆周面的完全包裹，提高密封座与管柱之间的密封性的同时保证了管柱可以进行上提下落动作。

8、进一步的，所述活动座的顶部与所述密封座的顶部之间通过第二连接座连接，所述伸缩管的两侧分别通过两侧的导管与两侧的所述密封囊连通，两侧的所述喷管的端部分别与两侧的密封囊对应。

9、进一步的，两侧的所述波纹管远离所述密封座的一端穿过中槽的端部设有集气槽，其中一侧的所述集气槽的端部设有第一换向阀，所述第一换向阀的第一端口设有第一侧管，所述第一换向阀的第二端口设有第一换气管，所述第一换向阀的第三端口设有第一排空管，所述第一侧管的端部与所述灌液管座连通，且所述第一侧管的端部位于灌液阀门和支筒之间。

10、进一步的，另一侧的所述集气槽的端部设有第二换向阀，所述第二换向阀的第一端口设有第二侧管，所述第二换向阀的第二端口设有第二换气管，所述第二换向阀的第三端口设有第二排空管，所述第二侧管的端部与所述监测管座连通，且所述第二侧管的端部位于监测阀门和支筒之间，通过第一换向阀使第一侧管与对应一侧的集气槽连通，且通过第二换向阀使第二排空管与对应一侧的集气槽连通，启动密封电机驱动双向螺杆转动，使两侧的密封座相互分离，进而实现两侧波纹管的压缩，靠近第一侧管一侧的波纹管被压缩后，波纹管内的气体通过集气槽进入第一侧管内，从而通过灌液管座进入井筒内，即可增大井筒内的压力，实现对井筒内压力的调节，同时另一侧波纹管压缩后产生的气体通过第二排空管排出到大气中。

11、进一步的，所述光伏发电模块包括光伏板、充电控制器、蓄电池和逆变器，所述光伏板与所述充电控制器电连接，所述充电控制器与所述蓄电池电连接，所述蓄电池与所述逆变器电连接，所述逆变器与外部的控制柜电连接，光伏发电模块利用光伏板将太阳能转换为电能，通过充电控制器储存在蓄电池中，蓄电池通过逆变器下个外部的控制柜供电，控制柜与各个电气元件电连接。

12、进一步的，所述清理组件包括滑轨，所述滑轨的内部滑动连接有安装座，所述安装座的顶部侧面设有与所述光伏板对应的清洁刷，所述安装座和滑轨的端面之间设有伸缩囊，所述滑轨设于光伏板的顶部，所述伸缩囊的端部设有气嘴，所述气嘴与所述第一换气管和第二换气管连通。

13、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

14、1、本发明可在管柱上提下落或旋转动作时，将防喷器释放的同时，使两侧的密封座对向运动，两侧密封座相对侧面开设的弧形槽即可实现对管柱的抱紧，两侧密封座对向运动驱动活动座同步对向运动，实现伸缩管的收缩，同时伸缩管内被压缩的气体进入两侧的密封囊内，实现对管柱圆周面的完全包裹，提高密封座与管柱之间的密封性的同时保证了管柱可以进行上提下落和旋转动作。

15、2、本发明可利用光伏板将太阳能转换为电能，通过充电控制器储存在蓄电池中，蓄电池通过逆变器下个外部的控制柜供电，控制柜与各个电气元件电连接，可有效减少电缆的铺设，减小恶劣环境对电缆的破坏，降低电缆成本，且可防止电缆之间缠绕，提高作业环境的整洁。

16、3、本发明可在管柱上提下落或旋转动作时，管柱会不可避免的进行震动或晃动，进而会对其中一侧的密封囊造成挤压，导致密封囊内压力升高，进而导致伸缩管内压力升高，伸缩管的高气压通过支管和槽座分别进入两侧的喷管内，进而推动喷管内的活塞滑动，复位弹簧被拉伸，活塞的滑动产生气流通过喷管的端部排出，从而可在管柱上提下落或旋转动作时实现对密封囊顶部周围聚集的杂质进行清除。

17、4、本发明可在井筒内压力值过小时，停止管柱的上提下落和旋转，同时启动防喷器对井筒的顶部进行密封，同时使灌液阀门和监测阀门闭合，通过第一换向阀使第一侧管与对应一侧的集气槽连通，且通过第二换向阀使第二排空管与对应一侧的集气槽连通，启动密封电机驱动双向螺杆转动，使两侧的密封座相互分离，进而实现两侧波纹管的压缩，靠近第一侧管一侧的波纹管被压缩后，波纹管内的气体通过集气槽进入第一侧管内，从而通过灌液管座进入井筒内，即可增大井筒内的压力，实现对井筒内压力的调节。

18、5、本发明可在对监测管座清理时，停止管柱的上提下落和旋转动作并启动防喷器对井筒的顶部进行封堵，使监测阀门处于闭合状态，同时通过第一换向阀使第一排空管与对应的集气槽连通，通过第二换向阀使第二侧管与对应的集气槽连通，利用密封电机驱动双向螺杆转动，使两侧的密封座相互分离，两侧的波纹管被压缩，其中一侧的波纹管压缩产生的气体通过第一排空管排出，另一侧波纹管压缩产生的气体通过第二侧管进入监测管座内，利用波纹管压缩产生的高压气体对监测管座内的杂物的清理。

19、6、本发明可在对光伏板表面进行清理时，停止管柱的上提下落和旋转，并启动防喷器对井筒顶部封堵，分别通过两侧的第一换向阀和第二换向阀，使第一换气管与对应的集气槽连通，使第二换气管与对应的集气槽连通，而第一换气管和第二换气管均与气嘴连通，使两侧的密封座相互分离和合拢，在两侧的密封座相互分离时，两侧的波纹管被压缩，高压气体通过第一换气管和第二换气管进入气嘴内，实现伸缩囊的伸长带动清洁刷运动，清洁刷的底面与光伏板的表面贴合，即可实现对光伏板表面进行清理。