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油管排放装置的研究与应用 　　摘 要：目前，油水井修井作业时，油管的排放仍然停留在人工排放的模式上，这种油管排放方式劳动强度大，工作效率较低，为此，针对油管排放问题，研制了一种依靠重力进行油管排放的排管装置，这种排管装置结构简单、安装方便、投入成本低，且无需外部动力。现场试验表明，该装置可实现油管的自动排放，大大降低了作业工人的劳动强度，提高了作业的安全性，同时进一步提高了修井作业的机械化水平。 　　关键词：油水井；修井作业；油管排放 　　0引言 　　国内修井作业的机械化水平比过去有了很大的进步，如拆装搬运已实现了吊、装、运的一体化，在起下油管作业方面已有通井机（修井机）、液压油管钳和半自动吊卡等，这些机械化配套设备和装置的出现，对提高作业效率，减轻工人劳动强度，起到了较好的作用，但是在作业过程中，油管的排放仍然停留在人工排放的模式上。起油管时，人工将油管一根一根从井口近端滚动至井口远端并排好；下油管时，人工将油管一根一根从井口远端滚动至井口近端，这种作业方式比较落后，劳动强度大，工作效率较低。 　　为提高油管排放效率，降低作业工人劳动强度，国内对排管技术进行了研究，形成了一些排管方案，大庆石油学院的崔旭明等研制了一种通过管排升降机构实现油管排管装置，但此装置对油管横担的强度要求较高，需要特制横担，且多层排放时，升降机构需重新调整；辽河油田的戴长生研制了一种油管拉排装置，此装置采用钢丝绳拖动油管进行油管的排放，但管排的水平度、油管长度不同等影响设备使用。这两种排管方案存在现场安装调试繁琐、施工过程中需多次调整等问题，并未在现场进行推广应用，为此，研制了一种设备结构简单、安装方便、投入成本低的油管排放装置。 　　1.技术分析 　　1.1结构 　　油管排放装置如图1所示，主要由油管凳、油管轨道、油管轨道悬臂支撑、导向装置、油管挡块等组成。 　　1.2 工作原理 　　油管排放装置设计了上、下两层倾斜的油管轨道，利用重力原理使油管在上、下两层油管轨道上滚动，实现油管自动排放。下层油管轨道为管排的横担，倾斜角度由管排下具有不同高度的油管凳按照由高到低的次序摆放形成的，上层油管轨道需要架设油管轨道悬臂支撑，通过调整不同悬臂支撑的高度，使油管轨道呈现一定的倾斜角度，上层油管轨道只有在起油管时使用，下油管时可移除。 　　该油管排放装置配套油管输送装置使用效果最佳，起油管时，油管在油管输送装置上通过导向杆转移至上层轨道上，油管在上层油管轨道上滚动，在导向装置的作用下，将油管转移至具有倾斜角度的管排横担上，油管继续滚动，直到滚动至油管挡块位置。一层油管排满后，搭设油管横担后，通过调整导向装置角度，即可实现下一层油管的排放。 　　下油管时，拆除上层油管轨道，油管输送装置抓取单根油管后，由于管排具有一定的倾斜角度，剩余油管在重力作用下继续滚动至油管挡块位置，填补被取走油管的空间，这样一根一根即可取完一排油管，抓取下层油管时，通过调整油管挡块位置，腾出油管抓取臂的抓取空间，即可实现下层油管的抓取。 　　1.3主要技术参数 　　（1）上层油管轨道长度：10m 　　（2）排管速度：30秒/根 　　（3）悬臂轨道支撑跨度：11m 　　（4）排管层数：1-5层 　　1.4主要技术特点 　　（1）利用重力原理，无需外部动力。 　　（2）结构简单，安装操作方便。 　　（3）实现了油管自动排放，降低了作业工人劳动强度。 　　2. 关键技术 　　该装置采用重力原理实现油管的排放，则油管轨道倾斜角度的将成为能否实现油管自动排放的关键，图2为油管在倾斜轨道上的受力示意图，取油管（外径73mm）为研究对象，根据平衡条件列方程： 　　计算得油管轨道的倾角范围为： 　　0.0471°≤α≤5.71° 　　为了保证油管在比较恶劣的情况下仍然可以滚动，取油管轨道的倾角范围为： 　　1°≤α≤5° 　　设计中取管排的倾斜角度为2°，一排放置6个油管凳，最低油管凳高度为300mm，最高油管凳高度为580mm。上层油管轨道倾斜角度通过调整油管悬臂支撑的高度使倾斜角度在1°～5°之间。 　　3现场试验 　　自2015年2月至今，该装置在胜利油田东辛采油厂辛6斜38等井试验应用10余井次，通过现场试验，该装置安装后在管排倾角为2°的情况下，承载3000m管柱，管排的稳定性良好，实现了油管的自动排放，大大降低了作业工人的劳动强度，提高了作业效率，同时提高了作业的安全性。 　　4结论 　　（1）设计了上、下两层倾斜的油管轨道，利用重力原理实现了油管的自动排放； 　　（2）该排管装置结构简单，无需外部动力，投入费用低； 　　（3）该装置有效解决了人工油管的问题，大大降低了场地工人的劳动强度、提高了作业效率、提高了作业的安全