CN101769131B - 一种石油钻探用的输送机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石油钻探用的输送机构，该机构包括自动排管架(1)、传送装置(2)及轨道(3)。通过自动排管架(1)、传送装置(2)及轨道(3)的配合完成对钻管从排管位置向钻台小鼠洞的输送。本发明操作简单，通过机械一体化的设计将传统的大量人工辅助搬运工作，通过本方案将钻具高效安全的从自动排管架输送到了指定的小鼠洞位置，同时钻管从小鼠洞取用回收时采用上述机构按上述方法步骤反向操作完成即可。

Description

一种石油钻探用的输送机构

技术领域

本发明属于石油钻探用设备领域，具体的讲涉及一种石油钻探用的输送机构。

背景技术

随着国民经济发展，石油天然气的需求量越来越大，这就要求勘探开发速度效率需要提高。在钻井钻进过程中，需要不断的增加钻管，传统的做法是，钻管在钻机前方的地面两侧分套管和钻杆分别排列，人工将绞车的钢丝绳缠绕在钻管一端，另一端缠绕麻绳由人工牵引作为导向，绞车和人工相互配合将钻管从地面牵引到锚道上，松开人工牵引导向用的麻绳，由绞车将钻管沿锚道经过坡道送至钻台。此时，需要钻台上的工人牵引吊卡将钻管卡住并提升，如是钻杆就需要放置到小小鼠洞中进行接立杆等工序，完成后备用，如果是套管就直接吊起至井眼位置进行下一步工序。

可见这种钻杆、套管上下钻台工作都需要有人工配合采用钢索引方式，自动化程度低，露天作业多，受自然因素限制多，劳动强度大，效率低，存在安全隐患，已经不能满足钻机提速的要求，某种程度上这种方式已经极大的阻碍了钻井效率。

发明内容

本发明的目的是提供了一种能将钻管从自动排管架输送到钻台小小鼠洞指定位置的机械装置及方法，从而到达提高工作效率、保证操作安全。

本发明的技术方案如下：

一种石油钻探用的输送机构，该机构包括自动排管架、传送装置及轨道，所述自动排管架的出管端位于所述轨道的上方，轨道铺设在所述自动排管架与钻台之间，所述传送装置在所述轨道上移动；所述自动排管架包括底座、立柱，所述立柱竖直固定在所述底座的两端，在所述两立柱之间设置有钻管支撑横梁，其中一立柱上端铰接有钻管挡块，该钻管挡块连接有挡块调节油缸，靠近所述钻管挡块的所述钻管支撑横梁上设置有管径调节装置，该管径调节装置包括滑座、滑块、调节挡销及挡销调节油缸，所述滑座固定在所述钻管支撑横梁上，滑块设置在所述滑座上并可沿滑座自由滑动，在所述滑座及滑块上均固定有调节螺母，两调节螺母之间旋有滑块调节丝杆，所述滑块上设置有挡销限位支耳，所述调节挡销上端穿过挡销限位支耳下端连接所述挡销调节油缸。

位于所述钻管挡块铰接端的所述立柱上铰接有钻管送收支臂，该钻管送收支臂上连接有支臂调节油缸，所述钻管送收支臂包括外臂、伸缩内臂及内臂调节油缸，所述伸缩内臂活套在所述外臂内并通过内臂调节油缸与所述外臂(33)连接。

所述钻管支撑横梁一端与位于所述钻管挡块铰接端的立柱铰接，另一端活套在另一根所述立柱上，其中活套在所述立柱上钻管支撑横梁的外延端连接有支撑横梁调节螺母，该支撑横梁调节螺母旋在设置于所述立柱上的横梁调节丝杆上。

所述滑块调节丝杆上连接有调节电机。

在上述结构中关键在于对自动排管架的设计起到了针对不同管径型号的钻管自动放管的功能，只需要控制钻管挡块松开钻管滚入输送装置即可，通过调节管径调节装置中的调节挡销与钻管挡块之间的距离来适应不同管径大小的钻管，起到单根逐步放管的目的，始终保持调节挡销与钻管挡块之间能放置一根钻管的位置，而其余钻管被挡在调节挡销后面。具体的说当放下一个钻管后，抬起钻管挡块，缩下调节挡销，后面的钻管滚下挡在钻管挡块上，然后升起调节挡销又把准备放下的单根钻管后面的钻管挡住，反复以上步骤起到单根逐步放管的目的。同时通过调节横梁调节丝杆来调节钻管支撑横梁的高度，从而改变钻管支撑横梁的斜向，放管时左边高于右边，收管时调到右边高于左边。钻管送收支臂的抬起和放下协助钻管支撑横梁对钻管收放的工作，使钻管能准确的放置到输送装置上，回收时能推动钻管进入自动排管架。

所述传送装置包括传送电机、传送绞轮、传送小车、支撑臂、升降电机及举升油缸，所述一对传送绞轮布置在所述轨道的两端，两传送绞轮之间缠绕有传送拉索，该拉索同时连接到所述传送小车的动力轴上；所述支撑臂一端铰接在所述传送小车上，另一端上设置有滑行从动轮，所述支撑臂由一对平行设置的支撑杆及伸缩杆组成，所述支撑杆中空且两支撑杆相对的内侧开有导向槽，所述伸缩杆套装在所述支撑杆内，两伸缩杆之间后端固定有横截面为“L”形的提升板，前端设置有支撑件，所述支撑杆两端设置有提升绞轮，两提升绞轮之间缠绕有提升拉索，该拉索同时连接到所述提升板上；所述举升油缸一端与所述传送小车铰接，另一端与所述支撑杆铰接。

靠近所述滑行从动轮一端的所述支撑杆上设置有提升定位轮.

在所述伸缩杆前端的支撑件由一对支撑锥轮组成。

所述传送电机固定设置在所述轨道且传送电机动力输出端与所述其中一传送绞轮的转动轴连接。

所述升降电机固定设置在所述支撑杆上。

采用上述的输送结构，在有限的钻台空间中，充分利用钻台的底部空间，以及机械化设备，实现了钻管的传送及收回(收回时按上述步骤的反向操作即可，具体的讲：钻杆组成的立杆从上往下穿过小鼠洞且下端落在所述支撑臂中的横截面为“L”形的提升板上，松开立杆中每节钻杆之间的锁扣，从最下端开始逐步将每根钻杆通过传送装置反向送回自动排管架)，提高了劳动效率，增加了安全性，减少了工人劳动强度，而且在不改变钻机结构以及钻井工艺的前提下，极大地提高了钻管输送效率从而提高整个钻井的效率。同时能够适用于老钻机改造和新钻机配套，适应性广泛。

有益效果：本发明操作简单，通过机械一体化的设计将传统的大量人工辅助搬运工作，通过本方案将钻具高效安全的从自动排管架输送到了指定的小鼠洞位置，同时钻管从小鼠洞取用回收时采用上述机构按上述方法步骤反向操作完成即可。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1本发明的结构示意图；

图2为本发明中自动排管架的结构示意图；

图3为本发明中传送装置与轨道的配合图；

图4为本发明中传送装置的仰视图；

图5为图4的A-A方向剖视图；

图6为本发明中管径调节装置的结构示意图；

图7为图6的左视图；

图8为图6的俯视图；

图9为钻管送收支臂的剖视图；

图10为钻管送收支臂中伸缩内臂的伸长状态图；

图11为本发明的平面布置图；

图12为本发明中钻管穿过小鼠洞运行状态图。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12所示：一种石油钻探用的输送机构该机构包括自动排管架1、传送装置2及轨道3，所述自动排管架1的出管端位于所述轨道3的上方，轨道3铺设在所述自动排管架1与钻台16之间，所述传送装置2在所述轨道3上移动；所述自动排管架1包括底座20、立柱21，所述立柱21竖直固定在所述底座20的两端，在所述两立柱21之间设置有钻管支撑横梁22，其中一立柱21上端铰接有钻管挡块23，该钻管挡块23连接有挡块调节油缸30，靠近所述钻管挡块23的所述钻管支撑横梁22上设置有管径调节装置，该管径调节装置包括滑座24、滑块25、调节挡销27及挡销调节油缸28，所述滑座24固定在所述钻管支撑横梁22上，滑块25设置在所述滑座24上并可沿滑座24自由滑动，在所述滑座24及滑块25上均固定有调节螺母31，两调节螺母31之间旋有滑块调节丝杆26，所述滑块25上设置有挡销限位支耳29，所述调节挡销27上端穿过挡销限位支耳29下端连接所述挡销调节油缸28。

位于所述钻管挡块23铰接端的所述立柱21上铰接有钻管送收支臂32，该钻管送收支臂32上连接有支臂调节油缸39，所述钻管送收支臂32包括外臂33、伸缩内臂34及内臂调节油缸35，所述伸缩内臂34活套在所述外臂33内并通过内臂调节油缸35与所述外臂33连接。

所述钻管支撑横梁22一端与位于所述钻管挡块23铰接端的立柱21铰接，另一端活套在另一根所述立柱21上，其中活套在所述立柱21上钻管支撑横梁22的外延端连接有支撑横梁调节螺母38，该支撑横梁调节螺母38旋在设置于所述立柱21上的横梁调节丝杆36上。

所述滑块调节丝杆26上连接有调节电机37。

所述传送装置2包括传送电机4、传送绞轮5、传送小车6、支撑臂7、升降电机8及举升油缸10，所述一对传送绞轮5布置在所述轨道3的两端，两传送绞轮5之间缠绕有传送拉索9，该拉索9同时连接到所述传送小车6的动力轴上；所述支撑臂7一端铰接在所述传送小车6上，另一端上设置有滑行从动轮11，所述支撑臂7由一对平行设置的支撑杆7a及伸缩杆7b组成，所述支撑杆7a中空且两支撑杆7a相对的内侧开有导向槽7c，所述伸缩杆7b套装在所述支撑杆7a内，两伸缩杆7b之间后端固定有横截面为“L”形的提升板12，前端设置有支撑件7h，所述支撑杆7a两端设置有提升绞轮7d，两提升绞轮7d之间缠绕有提升拉索7e，该拉索7e同时连接到所述提升板12上；所述举升油缸10一端与所述传送小车6铰接，另一端与所述支撑杆7a铰接。

靠近所述滑行从动轮11一端的所述支撑杆7a上设置有提升定位轮7f.

在所述伸缩杆7b前端的支撑件7h由一对支撑锥轮组成。

所述传送电机4固定设置在所述轨道3且传送电机4动力输出端与所述其中一传送绞轮5的转动轴连接。

所述升降电机8固定设置在所述支撑杆7a上。

在所述横截面为“L”形的提升板12的其中一边中部设置有限位柱18。

采用上述结构的石油钻探用钻管15上下钻台16输送机构的输送方法，该方法主要包括以下步骤，

1、将所述自动排管架1上的钻管15滚入所述轨道3上的传送装置2上，其中钻管15落入所述支撑臂7的两支撑杆7a之间并通过所述提升板12的一边及支撑件7h两点支撑；

2、启动所述传送电机4带动所述传送拉索9拉动所述传送小车6在所述轨道3上行走，此时传送小车6、支撑臂7及举升油缸10整体向钻台16移动；

3、在所述传送装置2穿过钻台16坡道13后控制举升油缸10当将所述支撑臂7前端托起，前进和托起同时进行直至钻管15前端穿入小鼠洞14；

4、在步骤3的基础上，继续带动所述支撑臂7前行并通过举升油缸10继续举升，此时以支撑臂7与传送小车6的铰接点及钻管15与所述小鼠洞14的接触点两点相对旋转，直至钻管15穿过小鼠洞；

5、针对不同高度的钻机钻台16及不同规格的钻杆，启动升降电机8带动所述提升拉索7e提升或放下伸缩杆7b及固定在伸缩杆7b上的提升板12调整所述钻管15的高度，使钻管15上端从小鼠洞露出钻台16面的高度达到安放要求，在此同时通过传送电机4和举升油缸10的控制调节钻管15穿出角度使其到达规定满足新老钻机在钻台16上方不同位置的要求。

在所述步骤5中，露出钻台16面的高度过长时，通过正对小鼠洞下方地面开的调节孔17，调整升降电机8释放提升拉索7e使伸缩杆7b及提升板12竖向支撑的钻管15落入调节孔17内降低钻管15露出钻台16面的高度。

Claims (9)

1.一种石油钻探用的输送机构，其特征在于：该机构包括自动排管架(1)、传送装置(2)及轨道(3)，所述自动排管架(1)的出管端位于所述轨道(3)的上方，轨道(3)铺设在所述自动排管架(1)与钻台之间，所述传送装置(2)在所述轨道(3)上移动；所述自动排管架(1)包括底座(20)、立柱(21)，所述立柱(21)竖直固定在所述底座(20)的两端，在两所述立柱(21)之间设置有钻管支撑横梁(22)，其中一立柱(21)上端铰接有钻管挡块(23)，该钻管挡块(23)连接有挡块调节油缸(30)，靠近所述钻管挡块(23)的所述钻管支撑横梁(22)上设置有管径调节装置，该管径调节装置包括滑座(24)、滑块(25)、调节挡销(27)及挡销调节油缸(28)，所述滑座(24)固定在所述钻管支撑横梁(22)上，滑块(25)设置在所述滑座(24)上并可沿滑座(24)自由滑动，在所述滑座(24)及滑块(25)上均固定有调节螺母(31)，两调节螺母(31)之间旋有滑块调节丝杆(26)，所述滑块(25)上设置有挡销限位支耳(29)，所述调节挡销(27)上端穿过挡销限位支耳(29)下端连接所述挡销调节油缸(28)。

2.根据权利要求1所述的一种石油钻探用输送机构，其特征在于：位于所述钻管挡块(23)铰接端的所述立柱(21)上铰接有钻管送收支臂(32)，该钻管送收支臂(32)上连接有支臂调节油缸(39)，所述钻管送收支臂(32)包括外臂(33)、伸缩内臂(34)及内臂调节油缸(35)，所述伸缩内臂(34)活套在所述外臂(33)内并通过内臂调节油缸(35)与所述外臂(33)连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种石油钻探用输送机构，其特征在于：所述钻管支撑横梁(22)一端与位于所述钻管挡块(23)铰接端的立柱(21)铰接，另一端活套在另一根所述立柱(21)上，其中活套在所述立柱(21)上的钻管支撑横梁(22)的外延端连接有支撑横梁调节螺母(38)，该支撑横梁调节螺母(38)旋在设置于所述立柱(21)上的横梁调节丝杆(36)上。

4.根据权利要求1所述的一种石油钻探用输送机构，其特征在于：所述滑块调节丝杆(26)上连接有调节电机(37)。

5.根据权利要求1所述的一种石油钻探用输送机构，其特征在于：所述传送装置(2)包括传送电机(4)、传送绞轮(5)、传送小车(6)、支撑臂(7)、升降电机(8)及举升油缸(10)，一对所述传送绞轮(5)布置在所述轨道(3)的两端，两传送绞轮(5)之间缠绕有传送拉索(9)，该拉索(9)同时连接到所述传送小车(6)的动力轴上；所述支撑臂(7)一端铰接在所述传送小车(6)上，另一端上设置有滑行从动轮(11)，所述支撑臂(7)由一对平行设置的支撑杆(7a)及伸缩杆(7b)组成，所述支撑杆(7a)中空且两支撑杆(7a)相对的内侧开有导向槽(7c)，所述伸缩杆(7b)套装在所述支撑杆(7a)内，两伸缩杆(7b)之间后端固定有横截面为“L”形的提升板(12)，前端设置有支撑件(7h)，所述支撑杆(7a)两端设置有提升绞轮(7d)，两提升绞轮(7d)之间缠绕有提升拉索(7e)，该拉索(7e)同时连接到所述提升板(12)上；所述举升油缸(10)一端与所述传送小车(6)铰接，另一端与所述支撑杆(7a)铰接。

6.根据权利要求5所述的一种石油钻探用的输送机构，其特征在于：靠近所述滑行从动轮(11)一端的所述支撑杆(7a)上设置有提升定位轮(7f).

7.根据权利要求5或6所述的一种石油钻探用的输送机构，其特征在于：在所述伸缩杆(7b)前端的支撑件(7h)由一对支撑锥轮组成。

8.根据权利要求5所述的一种石油钻探用的输送机构，其特征在于：所述传送电机(4)固定设置在所述轨道(3)且传送电机(4)动力输出端与所述传送绞轮(5)其中之一的转动轴连接。

9.根据权利要求5所述的一种石油钻探用的输送机构，其特征在于：所述升降电机(8)固定设置在所述支撑杆(7a)上。

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