[发明专利]井下连续油管支撑套管的自动安装设备及其安装方法

权利要求书

1.井下连续油管支撑套管的自动安装设备，其特征在于：包括自动安装装置、工控机、连续油管输送系统和起吊系统；

自动安装装置包括底座，底座包括上板和下板，上板和下板通过若干根支柱固定连接，上板与下板上对应开设有连续油管通过孔，连续油管穿过连续油管通过孔，起吊系统为起吊作业车，起吊作业车的吊臂上通过吊绳连接有连续油管注入器，连续油管输送系统包括输送作业车和电动卷筒，电动卷筒安装在输送作业车上，连续油管缠绕在电动卷筒上，连续油管的自由端穿过连续油管注入器、连续油管通过孔后伸入井下；

上板上设置有送料系统、导向系统和挤压系统，工控机分别于送料系统、导向系统和挤压系统连接，支撑套管由矩形的平整板弯折而成，平整板的两侧边各设置有三个圆孔，所有的平整板放置在送料系统内；

送料系统包括机架和安装框架，机架固定在上板上，安装框架固定在机架上，安装框架由顶板、底板和侧板组成，侧板上安装有直线电缸，直线电缸的推杆端部固定有推板，侧板上固定有四根圆柱导轨，顶板的端部转动连接有上转杆，底板的端部转动连接有下转杆，上转杆和下转杆的两端均固定有支板，上转杆和下转杆的支板之间通过联动杆连接，联动杆分别与两块支板的连接关系为铰接，上转杆上安装有第一编码器，上转杆的中部安装有上挡块，下转杆的中部安装有下挡块，底板的端部延伸固定有导向卡口；所有的平整板通过圆孔穿设在四根圆柱导轨上；

直线电缸和第一编码器分别与工控机线路连接；

导向系统设置有两组，其中一组导向系统安装在下板上表面，另外一组导向系统安装在连续油管注入器底面，两组导向系统上下对称设置，位于上方的导向系统包括安装环、第二编码器和四个导向轮，安装环的底面固定有四个安装件，四个导向轮分别转动安装在四个安装件上，第二编码器设置在其中一个安装件上且与导向轮传动连接；

连续油管穿过两组导向系统的安装环；

挤压系统设置有三组，每组挤压系统包括固定件、减速器、电机和丝杠，固定件固定在上板上表面，电机和减速器固定在上板底面，电机与减速器连接，减速器的动力输出轴与丝杠固定连接，该丝杠垂直向上穿过上板和固定件，固定件上铰接有两根支杆，两根支杆和固定件组成V型结构，每根支杆端部固定有横杆，横杆的端部固定有安装架，安装架上安装有减速电机，安装架上转动安装有辊轮，减速电机与辊轮传动连接，两根横杆端部的辊轮相对设置，两个辊轮之间形成挤压区域；丝杠上螺纹连接有驱动块，驱动块分别通过两根摇臂与两根支杆连接，摇臂两端分别与支杆和固定件的连接关系为铰接；

三组挤压系统的挤压区域自上而下依次设置，挤压区域位于连续油管通过孔的正上方，连续油管穿过三个挤压区域，导向卡口位于挤压区域的正上方；

三组挤压系统的电机和减速电机均与工控机线路连接。

2.根据权利要求1所述的井下连续油管支撑套管自动安装设备的安装方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将起吊作业车和输送作业车运输至指定位置，并将自动安装装置安装在井口周围处，保证两组导向系统位于井口正上方；

(2)将电动卷筒上的连续油管的自由端依次穿过连续油管注入器和两组导向系统的安装环，最后伸入井下；

(3)电动卷筒转动，向外输送连续油管，送料系统将平整板逐个输送至连续油管外侧；

(4)三组挤压系统对送料系统输送的平整板进行挤压，形成抗弯曲的支撑套管，支撑套管包裹在连续油管外周；

(5)连续油管继续向下输送，送料系统和挤压系统继续对下一块平整板进行安装。

3.根据权利要求2所述的井下连续油管支撑套管自动安装设备的安装方法，其特征在于：步骤(3)中，送料系统将平整板逐个输送的步骤为：工控机命令直线电缸工作，直线电缸的推杆伸出，通过推板推动平整板，平整板沿圆柱导轨滑动，平整板脱离圆柱导轨并紧接着从导向卡口向下坠落，在坠落过程中，拨动下挡块，下挡块带动下转杆转动，下转杆通过联动杆带动上转杆转动，上挡块跟随上转杆转动，上挡块旋转后挡住剩余的未成形的平整板，防止剩余的平整板从安装框架内脱落，同时第一编码器将旋转信号传输至工控机，接着工控机发出指令使直线电缸停止运动，此时坠落平整板开始进入挤压系统。

4.根据权利要求3所述的井下连续油管支撑套管自动安装设备的安装方法，其特征在于：从导向卡口坠落的平整板落入最上方的挤压区域，工控机发出指令电机启动，电机通过减速器带动丝杠转动，驱动块在丝杠的转动下向下移动，驱动块通过两根摇臂向内拉动支杆，最终两个横杆端部的辊轮相对移动，挤压平整板，与此同时，两个辊轮在减速电机的带动下旋转，平整板会沿辊轮特定的弧面向内卷曲，并向下移动，接着依次进入后两个挤压系统的挤压区域，依照同样原理对平整板进行进一步挤压，最终挤压成支撑套管，并包裹在连续油管外周，当支撑套管紧贴连续油管时，减速电机不仅需要为金属成型做功，同时还要带动连续油管向下移动，减速电机电流增大，工控机检测到此信号后，控制送入连续油管，使连续油管与支撑套管同步向下移动，连续油管沿导向系统移动时，第二编码器记录移动距离，当移动到特定距离后，系统复位，进行下一个支撑套管安装作业。