本发明涉及油田开采，特别是涉及一种井口处油管起下装置和方法。
背景技术：
1、油田开采时，需要定期进行修井作业，修井过程中，需要起出油管，或者下放油管，传统的人工起下油管作业，需要地面作业人员使用钢绳去拖拽放在储管装置的油管，借助修井机上的绞车机构把油管拖到井口平台位置后，再把油管一头固定在液压吊卡上；或是从井口平台位置把液压吊卡上的油管手动取下后，再把油管拖拽放回储管装置里。在整个过程中往往需要三到四人协调配合，而对数百斤的油管和一两米高的井口平台来讲，作业人员体力消耗极大；同时频繁处于井架大钩下方区域，非常的危险。而且油管不停的起下过程中，偶尔会有原油或是油水混合物滴落、喷溅到平台周围，是比较典型的脏、累、危险的作业环境。
2、人工把油管一头固定在液压吊卡上后，由操作手将大钩提升后，还要由平台作业人员人工去对接油管下端接头上的丝扣。待操作手确认油管接头对接好后，才能操作液压钳进行上扣、卸扣操作；当操作手确认油管已经上扣到位或是卸扣完成后，手动停止液压钳。整个作业过程需要操作手和平台上的作业人员协调配合、精力高度集中。
3、传统的人工起下油管作业对地面和平台作业人员专业能力要求高，操作难度大，体力消耗大，需要多人协调配合；为降低人力消耗问题，亟需设计一种能够机械化起下油管作业的装置。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种井口处油管起下装置和方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够机械化实现起下油管作业，自动化程度高，降低了人力消耗。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
3、本发明提供一种井口处油管起下装置，其包括：
4、输送机，其高度和倾斜角度均能够调节，用于输送油管，所述油管能够经油管起吊装置在所述输送机末端和井口之间转移；油管起吊装置为现有技术中的结构，其包括大钩与液压吊卡，在钻井作业中，大钩与液压吊卡通常配合使用以完成起下钻作业。大钩通过悬挂吊环来连接液压吊卡，而液压吊卡则用于悬持和提升油管，该结构和工作过程均属于现有技术，因此不做赘述，这种配合方式使得钻井作业更加高效、安全。
5、井口作业机器平台，设置于井口位置处，其上设置有液压钳机构、扶正手机构、对中机构和气动卡瓦；所述扶正手机构能够在油管自井口对中位置和所述输送机之间转移时，对油管进行扶持；所述对中机构能够将上下布置的两根油管的接头对中连接；所述液压钳机构能够将两根对接的油管的接头上扣或卸扣；所述气动卡瓦用于定位卡接井口处的油管。本发明在输送机和井口作业机器平台上分别设有多个位置传感器、压力传感器、计数传感器、编码器等，能够精确检测数据，且输送机和井口作业机器平台均分别设有一个控制系统，可以根据检测数据采用触摸屏和按钮控制，也可以采用无线遥控器控制，其各个传感器的安装位置，以及控制系统的结构及原理属于现有技术，不做赘述。
6、可选的，所述输送机包括设置于井口作业机器平台一侧的底部接油盒，所述底部接油盒内设有高度能够调节的支腿，所述支腿上设有滑道组件，所述滑道组件的倾斜角度能够调节，且所述滑道组件能够带动油管前后移动，所述支腿一侧设有多个上管机构，其能够将油管自油管储存装置和滑道组件之间转移。
7、可选的，所述滑道组件包括水平固定设置于所述支腿上的滑道架，所述滑道架上设有滑道，所述滑道包括第一滑道和第二滑道，所述第一滑道一端与所述滑道架铰接，另一端通过举升油缸与所述滑道架连接，所述第二滑道设置于所述第一滑道上，且所述第二滑道能够经推动油缸进行驱动，在所述第一滑道上前后移动，所述第二滑道上滑动设有推车组件，所述推车组件能够在所述第二滑道上移动；所述第二滑道上间隔设置的多个托管机构能够承载油管，所述推车组件能够与托管机构上油管的一端抵接，并能够推动油管沿所述第二滑道长度方向移动。
8、可选的，所述上管机构包括固定于所述支腿一侧的上管架，所述上管架上端设有从动链轮，下端设有主动链轮，所述主动链轮传动连接有驱动马达；所述从动链轮和主动链轮之间缠绕有闭合的链条，所述链条外侧固定设有弧形杆，所述弧形杆能够承载油管，并带动油管上移至滑道组件，或下移至油管储存装置。
9、可选的，所述滑道组件远离所述上管机构的一侧设有推管机构，所述推管机构包括推管马达，所述推管马达连接有推板，所述推管马达能够驱动所述推板做靠近或远离上管机构方向的摆动，所述推板摆动时，能够将所述滑道组件上的油管推动至所述上管机构的弧形杆上。
10、可选的，所述支腿通过支腿油缸与所述底部接油盒连接，所述支腿油缸能够带动所述支腿上下移动。
11、可选的，所述井口作业机器平台包括井口作业平台，所述井口作业平台上设有所述液压钳机构、扶正手机构、对中机构和气动卡瓦；所述扶正手机构位于靠近输送机一侧，所述扶正手机构包括扶正手升降杆，所述扶正手升降杆上设有扶正手，所述扶正手外侧开设有v形槽，所述v形槽能够承托油管。
12、可选的，所述液压钳机构设于所述井口作业平台一侧，其包括液压钳送钳装置，所述液压钳送钳装置上设有自动化液压钳，自动化液压钳是在石油钻井作业中用于夹持和旋转钻杆、油管等管柱的工具，利用液压动力提供强大的夹持力，以便进行上卸扣操作，其结构和工作方式属于现有技术，因此不做赘述。所述液压钳送钳装置能够驱动所述自动化液压钳靠近或远离井口；液压钳送钳装置包括铰接于井口平台上的液压钳支撑杆，液压钳支撑杆顶部设有自动化液压钳，液压钳支撑杆上部外侧铰接有驱动油缸，该驱动油缸底部连接于井口平台远离井口一侧，驱动油缸伸缩，能够带动液压钳支撑杆向靠近井口一侧或远离井口一侧摆动，进而实现驱动自动化液压钳前进至井口处，或远离井口处；所述自动化液压钳能够将对接的两根油管的接头上扣或卸扣；所述气动卡瓦位于井口上部，用于固定卡接井口处的油管，气动卡瓦主要通过气源、气缸、控制阀等器件控制气压的增减来实现其功能。具体来说，当气缸打开时，气泵将压缩空气送入气缸内，从而带动卡爪向外移动；相反，当气缸关闭时，气泵停止工作，气缸内的空气逐渐排出，卡爪也会向内移动。通过调节气压，可以控制卡爪的伸缩程度，进而实现对工件的夹紧和定位，属于现有技术；所述对中机构包括设置于井口外侧的对中升降杆，对中升降杆可以采用液压缸或气缸驱动，实现升降，所述对中升降杆上设有对中装置，两个所述对中装置能够将上下布置的两根油管的接头对中连接，对中装置通常由多个部件组成，包括但不限于扶管器、对中器、勾卡组件、主辅扶正臂、导向锥桶以及机械臂等，其结构和工作方式均属于现有技术，因此不做赘述。这些部件通过特定的连接方式固定在井架上或操作平台上，协同工作以实现油管的对中功能。
13、本发明还提供一种井口处油管起下方法，包括起油管方法和下油管方法，所述下油管方法包括如下步骤：
14、s100、井口位置安装井口平台，当进行下油管作业时，输送机操作，将油管储存装置内的一根油管转移到滑道上，油管一头被输送机沿着滑道送到接近井口位置后，油管起吊装置起吊该油管；
15、s101、扶正手机构上升到垂直井口平台平面的右侧位置，对中机构上升到垂直井口位置，并把井口处气动卡瓦夹持的油管夹紧，油管起吊装置起吊的油管上升，直至油管一头垂直贴近平台右侧位置，刚好被扶正手的v形槽卡接；此时下降扶正手，同时油管起吊装置下降；
16、s102、待扶正手下降到被v形槽卡接的油管一头刚好对着对中机构夹紧的井口油管时停止，下降油管起吊装置，让上下两根油管对接好后，再次操作扶正手机构下降回位，同时将对中机构也下降回位；操作自动化液压钳往井口方向前进，待自动化液压钳前进到主钳、副钳刚好卡住井口位置的两根油管接头时进行上扣；
17、s103、待完成设置的上扣动作后，自动化液压钳回退归位，同时油管起吊装置下放油管；此时单根油管下管作业工序完成，进行下一根油管的下管作业；
18、所述起油管方法包括如下步骤：
19、s200、先采用油管起吊装置把待起油管上端接头夹持住后，上升到该油管下端接头到卸扣高度；
20、s201、操作自动化液压钳前进到井口后，进行设置好的卸扣动作；自动化液压钳完成卸扣动作后退回原位；
21、s202、扶正手机构上升，油管起吊装置慢速下降，把卸好的油管下端接头推向输送机端；待输送机推车组件、滑道前进到调试好的接油管位置后，该油管下端接头刚好放抵接推车组件；
22、s203、油管起吊装置下降时推车组件随之后退，待推车组件后退到位时松开油管起吊装置，等待地面作业人员操作输送机，把油管运送回油管储存装置内；此时单根油管提管作业工序完成，进行下一根油管的提管作业。
23、可选的，下油管时，输送机操作方法包括步骤：
24、s300、油管储存装置内的油管被上管机构的弧形杆抓取上升，并被推到第一滑道上后，滑道靠近井口一端先上升；
25、s301、滑道上升到设定位置后，第一滑道前进，前进到接近井口平台位置高度相近后，油管起吊装置起吊该油管，推车组件配合井口平台上扶正手机构和油管起吊装置，带动油管前进；
26、s302、当推车组件前进到位后，输送机上油管作业完成，输送机的各个结构依次复位；待输送机复位后重新运送下一根油管到井口平台；
27、起油管时，输送机操作方法包括如下步骤：
28、s400、滑道靠近井口一端先上升，滑道上升到设定位置后，第一滑道前进；
29、s401、第一滑道前进到接近井口平台位置高度后，推车组件沿着第一滑道前进；
30、s402、推车组件前进到前端位置后，配合井口平台的扶正手机构和油管起吊装置接取油管，同时上管机构的弧形杆上升，等待接取油管；
31、s403、当推车组件接到油管后，开始后退，后退到设定位置后，第一滑道后退；第一滑道后退到设定位置后，滑道下降，下降到设定位置后，推板伸出把第一滑道上的油管推向弧形杆；弧形杆接取油管后下降，下降到位时即把油管放回油管储存装置中。
32、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
33、本发明节约了人力资源，正常作业时只需要一名操作手和一名地面作业人员。劳动强度低，操作手主要负责操作井口平台面板上各个按钮、开关，以及查看触摸屏上报警、故障、提示等参数数据；而地面作业人员主要负责用无线手柄上按钮操作输送机。安全性更高，操作手和作业人员站在原地就可以进行起下管作业，作业时地面井架或大钩正下方区域、井口平台上没有人员滞留。作业环境、条件更好，起下油管工序的工作由地面作业人员和操作手控制机器完成，不需要作业人员近距离接触油管，且井口平台上无人操作。重复定位精度高，整个系统采用多个位置传感器、压力传感器、计数传感器、编码器等精确检测数据，达到高精度定位目的。操作流程、工艺简单，地面输送机运行只需要操作无线手柄即可；平台操作手只操作面板上各按钮和开关，且各功能机构与传统小修作业设备相差不大，操作控制简单易上手。输送机与井口平台分别有独立的控制系统，类似于模块化的自动化控制装置，根据井口小修作业现场的工艺和环境条件，可以分开单独作业，也可以联合进行作业。可在本地查看触摸屏上各参数和数据的同时也支持远程在线监视、控制本系统参数数据，更有利于数据采集汇总和多样化控制。
1.一种井口处油管起下装置，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的井口处油管起下装置，其特征在于：所述滑道组件包括水平固定设置于所述支腿上的滑道架，所述滑道架上设有滑道，所述滑道包括第一滑道和第二滑道，所述第一滑道一端与所述滑道架铰接，另一端通过举升油缸与所述滑道架连接，所述第二滑道设置于所述第一滑道上，且所述第二滑道能够经推动油缸进行驱动，在所述第一滑道上前后移动，所述第二滑道上滑动设有推车组件，所述推车组件能够在所述第二滑道上移动；所述第二滑道上间隔设置的多个托管机构能够承载油管，所述推车组件能够与托管机构上油管的一端抵接，并能够推动油管沿所述第二滑道长度方向移动。
3.根据权利要求1所述的井口处油管起下装置，其特征在于：所述滑道组件远离所述上管机构的一侧设有推管机构，所述推管机构包括推管马达，所述推管马达连接有推板，所述推管马达能够驱动所述推板做靠近或远离上管机构方向的摆动，所述推板摆动时，能够将所述滑道组件上的油管推动至所述上管机构的弧形杆上。
4.根据权利要求1所述的井口处油管起下装置，其特征在于：所述支腿通过支腿油缸与所述底部接油盒连接，所述支腿油缸能够带动所述支腿上下移动。
5.根据权利要求1所述的井口处油管起下装置，其特征在于：所述井口作业机器平台包括井口作业平台，所述井口作业平台上设有所述液压钳机构、扶正手机构、对中机构和气动卡瓦；所述扶正手机构位于靠近输送机一侧，所述扶正手机构包括扶正手升降杆，所述扶正手升降杆上设有扶正手，所述扶正手外侧开设有v形槽，所述v形槽能够承托油管。
6.根据权利要求5所述的井口处油管起下装置，其特征在于：所述液压钳机构设于所述井口作业平台一侧，其包括液压钳送钳装置，所述液压钳送钳装置上设有自动化液压钳，所述液压钳送钳装置能够驱动所述自动化液压钳靠近或远离井口；所述自动化液压钳能够将对接的两根油管的接头上扣或卸扣；所述气动卡瓦位于井口上部，用于固定卡接井口处的油管；所述对中机构包括设置于井口外侧的对中升降杆，所述对中升降杆上设有对中装置，两个所述对中装置能够将上下布置的两根油管的接头对中连接。
7.一种井口处油管起下方法，其特征在于：包括起油管方法和下油管方法，所述下油管方法包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的井口处油管起下方法，其特征在于：下油管时，输送机操作方法包括步骤：
