CN102720448B - 一种用于钻杆接立根的装置及钻杆接立根方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于钻杆接立根的装置，在钻机大门坡道旁边固定安装有立根架，在立根架内安装有液压大钳、扶正夹头、提升滑车、悬持夹头；在立根架前坡道旁的地面上固定安装有猫道，猫道内装有举升机械手；在钻机井架上安装有二层台，在其下方悬吊安装有自动井架工。本发明还公开了利用该装置进行钻杆接立根的方法，利用上述的装置使钻杆输送及整个接立根过程实现机械化操作，钻杆上钻台、接立根均不需占用顶驱及井口工具，节省时间，提高钻井效率；同时不需工人在危险区域作业，减轻劳动强度，避免发生人身事故。

Description

一种用于钻杆接立根的装置及钻杆接立根方法

技术领域

本发明属于石油钻探设备技术领域，涉及一种用于钻杆接立根的装置，本发明还涉及利用该装置进行钻杆接立根的方法。

背景技术

目前钻井时钻杆接立根作业一般方法是：利用风动绞车将钻杆从猫道沿大门坡道拖拽上钻台，在小鼠洞内依靠风动小绞车和液压大钳配合将单根连接为立根，再依靠二层台井架工人力把钻杆立根排放到指梁内。上述的作业方式在钻杆上、下钻台时对其损坏较严重，同时需要多人配合完成，工人劳动强度大，作业时易与顶驱发生干涉，可能造成设备损坏或人身伤亡事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于钻杆接立根的装置，解决了现有钻杆单根接立根时需多人配合人力作业效率低、风险高、劳动强度大的问题。

本发明的另一目的是提供一种利用该装置进行钻杆接立根的方法。

本发明所采用的技术方案是，一种用于钻杆接立根的装置，在钻机钻台面前侧、大门坡道旁边固定安装有立根架，在立根架前坡道旁的地面上固定安装有猫道，在猫道内安装有举升机械手；在立根架内安装有扶正夹头、液压大钳、提升滑车以及悬持夹头；在钻机井架上安装有二层台，在二层台下方悬吊安装有自动井架工。

本发明所采用的另一技术方案是，一种利用该装置进行钻杆接立根的方法，按照以下步骤实施：

步骤1、单根地面传送：将钻杆放入或滚入猫道中间的举升机械手卡爪内，卡紧后举升机械手在油缸的作用下举升钻杆，将单根钻杆直立在立根架内；

步骤2、连接立根：

立根架内的提升滑车下行，提升滑车将钻杆夹持牢靠后，举升机械手退让离开钻杆；

提升滑车上行约一单根钻杆的高度，使得钻杆下端上升到液压大钳的高度；

举升机械手举升第二根钻杆并将第二根钻杆直立在立根架内后，提升滑车下行使第一根钻杆与之对好扣，液压大钳前移分别夹持上、下钻杆的下、上接头后，举升机械手退让离开第二根钻杆，扶正夹头扶正第二根钻杆，通过液压大钳将第二根钻杆与第一根钻杆连接好；

之后松开扶正夹头和液压大钳，提升滑车继续上提组合好的两根钻杆约一单根高度，使得第二根钻杆下端上升到液压大钳的高度；

举升机械手举升第三根钻杆并将第三根钻杆直立在立根架内后，提升滑车下行使第二根钻杆与第三根钻杆组合并对好扣，液压大钳前移分别夹持第二根钻杆与第三根钻杆组合的接头后，举升机械手退让离开第三根钻杆，扶正夹头扶正第三根钻杆，通过液压大钳将第三根钻杆和前两根钻杆组合连接好，完成第三单根的连接，自此完成整个立根连接；

悬持夹头夹持连接好的立根，提升滑车卡爪松开，下行约一单根高度再夹持立根；提升滑车夹好立根后将整个立根上提到钻台面以上，整个立根上端接近二层台的高度位置；

步骤3、立根钻台传送：自动井架工在立根架上方抓取已连接好的立根，提升滑车松开卡爪后，自动井架工将立根转移到所需要的位置。

本发明的有益效果是，显著提高了接立根作业效率，大大减轻工人劳动强度；减少钻台及二层台的操作人员，降低钻井作业劳动力成本，提高作业安全性；整套装置功能强大，只需要副司钻一人在控制台操作即可完成整个接立根作业，并将立根排放到二层台指梁内。

附图说明

图1是本发明的钻杆接立根装置结构立面示意图；

图2是本发明的钻杆接立根装置结构俯视示意图；

图3是本发明的钻杆接立根方法作业流程图之一；

图4是本发明的钻杆接立根方法作业流程图之二；

图5是本发明的钻杆接立根方法作业流程图之三；

图6是本发明的钻杆接立根方法作业流程图之四；

图7是本发明的钻杆接立根方法作业流程图之五；

图8是本发明的钻杆接立根方法作业流程图之六；

图9是本发明的钻杆接立根方法作业流程图之七；

图10是本发明的钻杆接立根方法作业流程图之八；

图11是本发明的钻杆接立根方法作业流程图之九。

图中，1.猫道，2.举升机械手，3.电液控制系统，4.扶正夹头，5.提升滑车，6.液压大钳，7.立根架，8.悬持夹头，9.自动井架工，10.二层台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1、图2所示，本发明的用于钻杆接立根的装置结构是，在钻机钻台面前侧、大门坡道旁边固定安装有立根架7，在立根架7前坡道旁的地面上（基础面）固定安装有猫道1，在猫道1内安装有举升机械手2；在立根架7内安装有用于扶正钻杆单根的扶正夹头4、用于旋扣或紧扣的液压大钳6、用于提钻杆的提升滑车5以及钻杆的悬持夹头8；在钻机井架上安装有二层台10，在二层台10下方悬吊安装有自动井架工9。

扶正夹头4、液压大钳6、提升滑车5以及悬持夹头8均安装在立根架7内，它们相互配合用于将钻杆单根连接为立根。举升机械手2、扶正夹头4、提升滑车5、液压大钳6以及悬持夹头8均与电液控制系统3联通，电液控制系统3集成在地面的液压站内，接受统一的控制。

自动井架工9悬吊于二层台10下方，用于将立根从立根架7内吊运到所需要的位置（二层台指梁内或井口）供钻井作业使用。

上述各个部件（举升机械手2、扶正夹头4、提升滑车5、液压大钳6、悬持夹头8以及自动井架工9）的执行机构均设置有位置传感器，用于位置检测或限位控制，并利用电液控制系统3对该套装置内各部件动作进行可编程控制，具有安全互锁功能。

本发明的钻杆接立根方法，利用前述的钻杆接立根装置，按照以下步骤实施：

步骤1、单根地面传送：将钻杆放入或滚入猫道1中间的举升机械手2卡爪内，卡紧后举升机械手2在油缸的作用下举升钻杆，将单根钻杆直立在立根架7内（参见图3）。

步骤2、连接立根：立根架7内的提升滑车5下行，提升滑车5将钻杆夹持牢靠后，举升机械手2退让离开钻杆（如图4）；提升滑车5上行约一单根钻杆的高度，使得钻杆下端上升到液压大钳6的高度（如图5）；举升机械手2举升第二根钻杆并将第二根钻杆直立在立根架7内后，提升滑车5下行使第一根钻杆与之对好扣，液压大钳6前移分别夹持上、下钻杆的下、上接头后，举升机械手2退让离开第二根钻杆，扶正夹头4扶正第二根钻杆，通过液压大钳6将第二根钻杆与第一根钻杆连接好（如图6）；之后松开扶正夹头4和液压大钳6，提升滑车5继续上提组合好的两根钻杆约一单根高度，使得第二根钻杆下端上升到液压大钳6的高度（如图7）；举升机械手2举升第三根钻杆并将第三根钻杆直立在立根架7内后，提升滑车5下行使第二根钻杆与第三根钻杆组合并对好扣，液压大钳6前移分别夹持两根钻杆（第二根钻杆与第三根钻杆）组合的下、上接头后，举升机械手2退让离开第三根钻杆，扶正夹头4扶正第三根钻杆，自此通过液压大钳6将第三根钻杆和前两根钻杆组合连接好，完成第三单根的连接，自此完成整个立根连接（如图8）；悬持夹头8夹持连接好的立根，提升滑车5卡爪松开，下行约一单根高度再夹持立根（如图9）；提升滑车5夹好立根后将整个立根上提到钻台面以上，整个立根上端接近二层台10的高度位置，以便安装在二层台10下方的自动井架工9抓取（如图10）。

步骤3、立根钻台传送：自动井架工9在立根架7上方抓取已连接好的立根，提升滑车5松开卡爪后，自动井架工9将立根转移到所需要的位置（二层台指梁内或井口），供钻井作业使用（如图11）。

操作钻杆下钻台的步骤与上述的步骤相反。

本发明的钻杆接立根方法与现有常规人工操作方式相比，钻杆上、下钻台，接、卸立根均不需占用顶驱及井口工具，节省大量时间，提高钻井效率；钻杆输送及接立根过程均为机械化操作，不需工人在危险区域作业，明显减轻工人劳动强度，避免发生不安全事故。

Claims (1)

1.一种钻杆接立根的方法，其特征在于，按照以下步骤实施：

步骤1、单根地面传送：将钻杆放入或滚入猫道(1)中间的举升机械手(2)卡爪内，卡紧后举升机械手(2)在油缸的作用下举升钻杆，将单根钻杆直立在立根架(7)内；

步骤2、连接立根：

立根架(7)内的提升滑车(5)下行，提升滑车(5)将钻杆夹持牢靠后，举升机械手(2)退让离开钻杆；

提升滑车(5)上行约一单根钻杆的高度，使得钻杆下端上升到液压大钳(6)的高度；

举升机械手(2)举升第二根钻杆并将第二根钻杆直立在立根架(7)内后，提升滑车(5)下行使第一根钻杆与之对好扣，液压大钳(6)前移分别夹持上、下钻杆的下、上接头后，举升机械手(2)退让离开第二根钻杆，扶正夹头(4)扶正第二根钻杆，通过液压大钳(6)将第二根钻杆与第一根钻杆连接好；

之后松开扶正夹头(4)和液压大钳(6)，提升滑车(5)继续上提组合好的两根钻杆约一单根高度，使得第二根钻杆下端上升到液压大钳(6)的高度；

举升机械手(2)举升第三根钻杆并将第三根钻杆直立在立根架(7)内后，提升滑车(5)下行使第二根钻杆与第三根钻杆组合并对好扣，液压大钳(6)前移分别夹持第二根钻杆与第三根钻杆组合的接头后，举升机械手(2)退让离开第三根钻杆，扶正夹头(4)扶正第三根钻杆，通过液压大钳(6)将第三根钻杆和前两根钻杆组合连接好，完成第三单根的连接，自此完成整个立根连接；

悬持夹头(8)夹持连接好的立根，提升滑车(5)卡爪松开，下行约一单根高度再夹持立根；提升滑车(5)夹好立根后将整个立根上提到钻台面以上，整个立根上端接近二层台(10)的高度位置；

步骤3、立根钻台传送：自动井架工(9)在立根架(7)上方抓取已连接好的立根，提升滑车(5)松开卡爪后，自动井架工(9)将立根转移到所需要的位置。