一种连续管滚筒装置、连续管作业系统及其使用方法与流程

本发明涉及海洋石油装备，特别涉及一种连续管滚筒装置、连续管作业系统及其使用方法。

背景技术：

1、近年来，连续管技术与装备的应用不断走向深层、超深层、非常规、新能源、深海等多个领域，作业量和作业效果日趋显著。因其具有污染小、占地面积少、可带压作业等特色优势，使得连续管作业机也被誉为“万能作业机”，是油气田勘探开发中不可或缺的工程利器。

2、在常规连续管作业中，连续管装备按照连续管作业要求摆放，其中，连续管滚筒置于距作业井口约10米处，注入头由起吊设备悬挂于作业井口上端约20米处。连续管从滚筒上端切线方向穿出，利用空间克服连续管自身绕性，经由导向器进入注入头，最后进入作业井筒。为保证连续管顺利通行，连续管滚筒和注入头之间保有一定的距离。但是部分连续管技术应用场景没有足够的空间用于连续管装备的安装、布置，比如海洋平台等。

3、可见，现有技术中的连续管作业需要一定的作业空间，对于作业空间有限的场景，现有的连续管装备无法满足作业需求。为了更好地推进连续管技术应用发展，急需开展连续管装备结构优化研究，特别是根据特殊应用场景要求进行改造升级，提高连续管装备的适用性，以促进连续管技术不断发展提升。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种连续管滚筒装置、连续管作业系统及其使用方法。

2、本发明实施例提供一种连续管滚筒装置，包括：滚筒体单元、位移单元和导向单元；所述位移单元安装在所述滚筒体单元下方，所述导向单元环绕于所述滚筒体单元上方；

3、所述滚筒体单元包括用于缠绕连续管的圆柱体结构和用于驱动圆柱体结构转动的液压驱动装置；

4、所述位移单元包括框架和液压缸，所述液压缸用于驱动所述滚筒体单元沿平行于其中心轴的方向移动；

5、所述导向单元安装在所述框架上，包括多轴转动压盒、导轨和液动压盒；所述多轴转动压盒位于圆柱体结构外侧，可绕平行和垂直于圆柱体结构的中心轴的轴向旋转，以适应具有偏转角度的连续管，用于引导连续管沿圆柱体结构绕向导轨；所述导轨环绕于所述滚筒体单元上方，用于引导连续管沿圆柱体结构绕向待下入的方向；所述液动压盒用于将连续管限制在导轨内。

6、在一些可选地实施例中，所述多轴转动压盒包括支架、第一销轴、摆动部和第二销轴，支架通过第一销轴安装在框架上，可绕第一销轴摆动以调整连续管的绕向；摆动部通过第二销轴安装在支架上，可绕第二销轴摆动以调整连续管的绕向。在一些可选地实施例中，所述导向单元支架上设有滑动组件，在滑动组件的作用下所述导向组件可沿所述滚筒体单元的轴向移动。

7、在一些可选地实施例中，所述导轨为环绕于所述滚筒体单元上方的带有凹槽的轨道，所述导轨固定于框架上，所述导轨上设有至少一个液动压盒；

8、所述液动压盒包括液动驱动组件和限位件，所述限位件与导轨的凹槽配合对连续管进行限位。

9、在一些可选地实施例中，所述位移单元的框架上设有滑动组件；其中：

10、所述框架上设置滑槽，滑动组件为带滑轨的滑块；或所述框架结构上设置滑轨，所述滑动组件为带滑槽的滑块；

11、滚筒体单元与滑块连接，通过滑槽和滑轨的配合，液压缸可推动滑块运动，在滑块带动下滚筒体单元可沿圆柱体结构的轴向移动，使所述滚筒体单元可相对于框架滑动；所述框架采用钢结构件焊接而成。

12、在一些可选地实施例中，所述滚筒体单元包括滚筒支架、圆柱体结构和液压驱动装置，所述圆柱体结构安装在所述滚筒支架上，在液压驱动装置带动下绕其中心轴转动，所述圆柱体结构采用钢结构件焊接而成。

13、本发明实施例还提供一种连续管作业系统，包括：系统支架、注入头和上述的连续管滚筒装置；所述系统安装状态下：

14、所述注入头和连续管滚筒装置安装在所述系统支架上，

15、所述连续管滚筒装置的圆柱体结构用于缠绕连续管，所述连续管穿过多轴转动压盒，在导轨和液动压盒配合下沿导轨绕向所述注入头。

16、在一些可选地实施例中，所述注入头包括起下夹持装置和喇叭口；

17、所述喇叭口位于注入头上部，以引导连续管进入起下夹持装置；

18、所述起下夹持装置用于带动所述连续管向上或向下运行，以实现起下连续管。

19、在一些可选地实施例中，包括：动力系统；

20、所述动力系统安装在所述系统支架上，为连续管滚筒装置提供动力，以带动圆柱体结构转动和/或使滚筒体单元和位移单元下相对移动，和/或给起下夹持装置提供动力以带动连续管向上或向下运动。

21、本发明实施例还提供一种上述的连续管作业系统使用方法，包括：

22、将缠绕在滚筒体单元的圆柱体结构上的连续管的自由端从导向单元的多轴转动压盒中穿出，沿导轨绕向注入头；从注入头的起下夹持装置中穿过下入井筒中。

23、在一些可选地实施例中，上述方法还包括：

24、根据圆柱体结构的转动速度，确定位移单元中移动框架的移动速度，使圆柱体结构转动一周对应的所述移动框架的移动距离为连续管的直径。

25、本发明实施例还提供一种上述的连续管作业系统在海洋平台作业中的应用。

26、本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

27、本发明实施例提供的连续管滚筒装置，通过安装在框架上的导向单元引导连续管的绕向，导向单元上的多轴转动压盒将缠绕在滚筒体单元的圆柱体结构上连续管导向导向单元中的导轨，并沿导轨导向至待下入的方向，比如待下入的井筒中，从而可以减小连续管滚筒和注入头之间的安装距离，在有限的空间范围内也能准确的将连续管导入注入头，该连续管滚筒可适用于狭小空间的下管作业，所述滚筒体单元可相对位移单元移动，使所述滚筒体单元上缠绕的连续管能够适应导轨的位置，更有利于连续管下入，该装置对于海洋平台等应用场景可以很好地适用，降低了对安装空间大小的要求，提高了通用性和普遍适用性。

28、上述连续管滚筒中多轴转动压盒可进行一定幅度的摆动和沿连续管滚筒轴向的移动，从而可以适应管盘中连续管的不同位置和延伸角度，更好的引导连续管进入注入头。

29、本发明实施例提供的连续管作业系统，将注入头和连续管滚筒装置安装在系统支架上，两者之间的安装距离可以比较小，不需要较大的空间距离，将支架安装在需要下入连续管的场景中，通过连续管滚筒引导连续管的绕向，从而不受连续管本身挠性的限制，不需要较大的作业空间，即可将连续管导引至注入头，能够满足海洋平台等有限空间的作业需求，降低了对安装空间大小的要求，提高了通用性和普遍适用性。

30、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

31、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。