一种可视化自动油管通径装置
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完成单位:中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司油气井下作业中心
登记编号:ZSXC-2023-SH-2-152
登记年份:2023
发布时间:2023-06-29
马卫立、陈建军、李志明、赵法武、王燕飞、张 勇、西永刚、张洪博
针对修井作业下井油管通径难的难题,研制了一种可视化自动油管通径装置,一种可视化自动油管通径装置整体结构与常规通径规相同,采用了壳体模块、动力模块、电子仓模块、供电模块、动力驱动模块、数据传输模块、摄像头模块、防水模块等8项模块化设计,实现了自动通径、遇阻自动退出、自动视频影像扫描、自动储存数据形成标准油管记录等功能,应用到施工现场,提高了施工现场的自动化程度,消除了安全隐患,提高了施工时效。
结合水平井爬行器设计原理,设计制作了一种可视化自动油管通探径装置。
主要创新点是整体设计为标准通径规的形状,采用两排每排四只驱动轮沿油管四周均布滚动,伺服驱动电机的驱动两排驱动轮实现同步运动,类似汽车四轮驱动,驱动力强。使用DD直驱构架,其输出轴安装有正交齿轮与之配合的齿轮将动力传递至爬行轮,其为复合结构,采用齿轮与橡胶轮组合,具有摩擦力大,耐磨的特点,橡胶轮与金属管接触可降低滚阻,提高系统传动效率,伺服电机采用充电锂电池供电,驱动电机、电池、控制元件均设计成细长状安装在壳体内部,前端安装高清摄像头。
数据传输安装有平板定向天线,可以在完全屏蔽的金属管内将视频数据实时高速的传输至控制箱。测量支架采用一体化结构,具有高强度高耐磨的特点,编码轮安装于其内部,支架上安装有编码器,编码器可以检测编码轮的转速,转数等参数,将数据传输到编码板编码板将编码器数据进行分析整理,同时其具备通讯能力,将分析后的数据传输到其旁边的主控板,主控板负责将整根仪器的数据整理,并且与上位机通信,接收上位机下发的指令,控制伺服电机进行动作的执行,同时进行自动化控制。最前端安装数字摄像机,其采集图像信息,传输到上位机,上位机对图像显示和录制,摄像机采用1080p 分辨率,使用h265或者h264编码进行视频传输,数字摄像头最大限度的保证的图像的质量不被大功率电机干扰。环绕的LED补光灯可以在管内黑暗的环境中给予适当的照明,保证摄像机工作在合适的照度下,保证图像质量。
该成果功效为:
1、减少人员用工,采用地面通管方式需要3人,自动通径装置需要2个人。
2、高时效50%,地面人工通管通完一根,抽出再通一根,一种可视化自动油管通径装置通完一根后,接着放入另一根。同样的速度时间缩短50%。
3、劳动强度减少90%,人工通管使用一根Φ22mm抽油杆重量为31.36Kg,加上通径规的重量4Kg,每次来回拉拽的重量为35Kg左右,一种可视化自动油管通径装置通管只接放通径规,重量减轻接近90%。
4、井场适应性增加40%,采用地面人工通管时油管桥后面至少需要10m的距离,目前城区和良田内的井场40%不具备条件,采用一种可视化自动油管通径装置后不受井场的限制。
5、增加了可视功能,地面人工通管没有视频可视功能,通径遇阻后无法判断遇阻的原因,一种可视化自动油管通径装置可以实时发现遇阻的原因,有利于对油管质量原因的判断。
6、增加了丈量功能,人工通管只能通管,通管完后还要丈量油管,一种可视化自动油管通径装置在通管的同时显示每根油管的长度,免去了重新丈量的时间。
7、有助于互联互通,实现整个油井从施工到生产分析的智能化,通管的影像资料储存后,开发管柱损伤分析软件,可以分析判断管材内径的损伤变化情况,生产一个周期后,提出管柱,再进行通径,通过影像对比分析,就可判断管材在一个生产周期内偏磨、腐蚀、损伤情况,有利于制定合理的生产周期。
经济效益:一种可视化自动油管通径装置已创效130万元,全面推广应用。