摘要：目前国内修井作业现场起下油管时，井口一般需站立2～3人，完成挂摘吊环、搬吊卡、开关吊卡、推拉操控油管钳、推送油管等一系列操作，劳动强度大，安全风险高，健康保护水平低。比如，起内腔带液油管时，管内液体在自重作用下会飞流直泄，任其自然下落，造成井口周围污染，不符合环保要求，采取措施控制，一般是员工向外推送油管使管内液体排向污液储集筒再回流油套环空，但此种办法明显存在缺点，一则双手浸泡油水伤害操作人员健康，二则污液四溅很难完全控制。随着科技进步的要求，现场需要一些自动或半自动的起下油管设备，以期解决上述难题，液控油管吊卡、液控油管钳就位及上卸扣、液控机械手推拉油管及吊环等应运而生，远程电控井口油管控污装置也是关键创新之一。
关键词：电控油管；控污装置；研发
1 电控油管控污装置的研制
1.1 结构组成
主要由四方平移总成、液压缸、组合臂、控流筒、电液换向阀、电控开关等组成，见图1。
1—四方平移总成；2—第一轴销；3—液压缸；4—第二轴销；5—第三轴销；6—组合臂；7—第四轴销；8—控流筒；9—电控开关；10—电液换向阀
1.2 工作原理
四方平移总成1通过第一轴销2、第二轴销4在架构内安装液压缸3，四方平移总成1顶部一端通过两个第三轴销5向外联接组合臂6，组合臂6的两臂顶部各通过第四轴销7联接控流筒8，电控开关9以电源线联接电液换向阀10，电液换向阀10以液压管线联接液压缸3，液压缸3可以带动四方平移总成1左右移动，四方平移总成1可以带动组合臂6左右移动，组合臂6可以带动控流筒8左右移动并在移动中合围封闭或分离。
1.3 关键功能的实现
1.3.1 远离井口的电控开关9一相向电液换向阀10的一端供电：
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图1 电控油管控污装置结构示意图
（1）电液换向阀10得电后通过液压管线向四方平移总成1内的液压缸3的一端供油；
（2）液压缸3的活塞杆伸出带动四方平移总成1向井口方向前伸靠近；
（3）四方平移总成1通过组合臂6控制控流筒8，常态下一端分离的封流筒部801与泄流筒部803这两个半圆柱体在向井口中心的油管接箍11前伸靠近中逐步两瓣接近；
（4）控流筒8的第一触箍环8015和第二触箍环8035在前进过程中接触油管接箍11后受到阻挡，受组合臂6控制继续前进，受力到一定程度便会使封流筒部801与泄流筒部803转而以油管接箍11为轴心产生旋转并最终合围，当弹性封流件8014与泄流筒体8033纵向一端接触并产生足够的夹紧力后完成封闭，第一抱管弹性件8012、第二抱管弹性件8032、第三抱管弹性件8019、第四抱管弹性件8039同时对油管本体产生足够的夹紧力后完成封闭，封闭件4常态下已对封流筒部801与泄流筒部803形成封闭，各处结合部缝隙均被封闭的、内腔容积是1根所用施工油管内腔容积的0.9～1.1倍的控流筒8接收带液油管在井口卸扣被提起时所生液态污染源，而后迅速从泄流口8034外排到预定的储液装置里。见图2。
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图2 控流筒结构示意图
1—801封流筒部；8011—第一抱管底板；8012—第一抱管弹性件；8013—封流筒体；8014—弹性封流件；8015—第一触箍环；8016—第一联臂环耳座；8017—封筒环耳组；8018—第一抱管顶板；8019—第三抱管弹性件；802—联接销轴；803—泄流筒部；8031—第二抱管底板；8032—第二抱管弹性件；8033—泄流筒体；8034—泄流口；8035—第二触箍环；8036—第二联臂环耳座；8037—泄筒环耳组；8038—第二抱管顶板；8039—第四抱管弹性件；804—封闭件
1.3.2 完成带液油管在井口卸扣被提起时所生液态污染源的井口控制和排放后，将电控开关9换位向电液换向阀10另一端供电：
（1）液压缸3的活塞杆收缩同时带动四方平移总成1向井口相反方向移动；
（2）四方平移总成1通过组合臂6控制控流筒8解除对井口中心的油管接箍11的封闭合围；
（3）控流筒8解除封闭合围后的两瓣在组合臂6的弹性件604外胀力的作用下恢复外展分离状态，随后逐步远离井口油管至起始的安全距离位置。
2 应用效果评价
电控油管控污装置在现场应用后，取得了较好的效果。通过现场多口井的实施，可以得到以下结论：
（1）局部实现井口无人具体操作，只在井口以外操作电控开关即完成了带液油管在井口卸扣被提起时所生液态污染源的控制和排放，降低了劳动强度，提高了施工速度，避免了液态污染源对人体健康的损害。
（2）一个液压缸的伸出，就解决了控流筒所需的前进、合围、封闭三项关键功能，构思巧妙，制作简单，节约材料成本。
（3）四方平移总成下部一端有并列第一外联销和第二外联销，可在联接本发明定位支撑点上随时快速拆装，速度在10秒钟以内，并可与其它井控时的准备工作同时进行，即不单独占时，因此不影响以人工操作为主时的井控抢险。
参考文献：
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[2]耿玉广，谷全福，王树义.修井作业井口无人操作起下油管装置[J].石油钻采工艺，2014，36（6）：116-121.
论文作者:刘勇
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/14
标签：油管论文; 井口论文; 总成论文; 组合论文; 液压缸论文; 电控论文; 弹性论文; 《基层建设》2020年第1期论文;