6联接，井下管柱26又与喷射器25联接，进而带动喷射器25向上移动。当控制器5输出端A+、A-停止输出方波信号时，电磁阀3-A在自身复位弹簧作用下复位，气泵4与执行缸2-A的通路关闭，执行缸2-A与电磁阀3-A排空口接通，执行缸2-A排空气体在自身复位弹簧作用下复位。这样进气工作行程与排气复位行程循环进行，进而使喷射器25以极低的速度向上移动。当控制器5输出端A+、A-停止输出方波信号时，控制器5的输出端B+、B-输出方波信号，此时电磁阀3-B动作，气泵4与执行缸2-B接通，执行缸2-B推动棘轮11沿圆周方向转动一个棘齿。由于空心丝杆10在导杆12及导轨16的作用下不能沿圆周方向转动，所以当棘轮11相对于空心丝杆10转动时，使空心丝杆10向上移动很小的一段距离。因空心丝杆10与井下管柱26联接，井下管柱26又与喷射器25联接，进而带动喷射器25向上移动。此时来自地面高压泵的含砂液体经由高压软管15、高压活动弯头13、空心丝杆10的中心孔、井下管柱26以高速由喷射器25喷出，全方位磨蚀套管，返出液通过井下管柱26与套管之间的环形空间上返，通过三通井口 24排出后回收。自封橡胶23的作用是阻止环形空间的上返含砂液体流入装置内部。当喷射器25累积上移距离达到要求时完成段铣作业。
[0070]此实施例中执行缸2-A与执行缸2-B的动作和复位步调不一致，此时执行缸2-A与执行缸2-B的工作方式为异步方式。此时LED2和LED3交替发出绿蓝两色光。异步方式用于提升速度较快时使用。
[0071]需要说明的是:同步方式和异步方式可在段铣施工过程中通过搬动转换开关K2随时切换，例如:同步方式工作6分钟以后切换至异步方式工作3分钟再切换至同步方式工作6分钟再切换至异步方式工作3分钟一循环不断直至段铣施工结束。此种方式一般在进行轴向间隔喷射时使用，轴向间隔喷射可将套管切割成矩形碎块，能大幅度提高段铣效率。
[0072]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:
[0073]1、由于采用了气泵带动执行缸作往复直线运动，进而带动棘爪推动棘轮沿圆周方向转动，棘轮的中心部位与空心丝杆的中心部位螺接的结构，具有提升力大、重量轻、工作行程大、无爬行现象的特点。
[0074]2、由于采用了棘轮的中心部位与空心丝杆的中心部位螺接的结构，在设备意外失去电源及气源的情况下，空心丝杆、活动弯头、高压软管、井下管柱不会在自身重力作用下意外下坠、而导致人身伤害事故发生。
[0075]3、由于采用了气泵作为动力源，结构简单、重量轻、工作气压低、可间歇工作等特点，不需要液压零部件，容易制造，不需要使用液压油节能环保。
[0076]4、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，提高了工作的安全性、方便性和灵活性。
[0077]5、由于控制器选用性价比高的钽电解电容、金属膜电阻、线绕电位器作为定时元件配合技术成熟的555时基集成电路构成方波信号发生电路，由稳压集成电路供电的结构，所以控制器具有成本低、容易制造、故障率低、输出信号稳定的特点。
[0078]6、由于控制器可输出同步和异步两种信号，解决了现有技术需要两种提升速度的问题，进而大幅度提高了段铣效率。
[0079]7、由于采用了执行缸推动棘轮旋转的结构，执行缸推动棘轮旋转时动作明显，所以提升装置工作状况容易远程观察。
[0080]最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种井下管柱提升装置，其特征在于，包括: 控制机构、执行机构、空心丝杆、托盘、支撑机构及短管； 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； 所述执行机构与所述托盘活动连接，所述执行机构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； 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； 所述短管的上端与托盘的下端相接。2.如权利要求1所述的井下管柱提升装置，其特征在于，所述执行机构包括: 棘爪及棘轮； 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。3.如权利要求2所述的井下管柱提升装置，其特征在于，所述执行机构还包括: 轴向轴承及径向轴承； 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； 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。4.如权利要求3所述的井下管柱提升装置，其特征在于，所述执行机构还包括: 防尘罩及弹性挡圈； 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； 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。5.如权利要求2所述的井下管柱提升装置，其特征在于，所述控制机构包括: 气泵、电磁阀、控制器、执行缸及固定座； 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。6.如权利要求5所述的井下管柱提升装置，其特征在于: 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； 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； 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； 所述方波信号发生电路用于在当所述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； 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。7.如权利要求5所述的井下管柱提升装置，其特征在于，所述控制机构还包括: 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。8.如权利要求1所述的井下管柱提升装置，其特征在于，所述支撑机构包括: 导杆、导轨及连接板； 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。9.如权利要求1所述的井下管柱提升装置，其特征在于，还包括: 自封橡胶及三通井口； 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。
【专利摘要】本发明提供了一种井下管柱提升装置，包括：一种井下管柱提升装置，其特征在于，包括：控制机构、执行机构、空心丝杆、托盘、支撑机构及短管；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；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。本发明提供的一种井下管柱提升装置，结构简单、重量轻、自动化程度高、操作简单、工作安全可靠、节能环保，不需钻机驱动即可进行油田磨料射流套管段铣作业，还可用于套管开窗、割缝作业。
【IPC分类】E21B29/06
【公开号】CN104929556
【申请号】CN201510295999
【发明人】商建国, 李学范, 魏秀华, 何军, 董国昌, 王金山, 王丽娟, 何泳, 李传均, 张新发
【申请人】中国石油天然气股份有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月2日