CN103437719B - 一种石油钻机钻具的加压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石油钻机钻具的加压装置，包括传动部分和液压控制部分，右旋液压绞车和左旋液压绞车上的钢丝绳分别经过一个底座倒绳滑轮、一个井架倒绳滑轮、一个卸扣与顶部驱动总成上的挂绳耳板连接；液压控制部分是，包括设置在液压站的电控变量泵，电控变量泵与主控阀连通，主控阀与先导比例液控导阀连通，主控阀的接口T另与主溢流阀连通，主溢流阀与远程调节导阀连通；主控阀的A、B出液口分别与两个液压马达的A、B进液口对应连通；两个液压马达分别并联有一组液控单向阀，每组液控单向阀还与主控阀的B出液口之间连通有一组电磁换向阀。本发明的结构简单，控制方便，制作成本低，作业效率提高，增加了安全性。

Description

一种石油钻机钻具的加压装置

技术领域

本发明属于石油钻采技术领域，涉及一种石油钻机钻具的加压装置。

背景技术

在陆地及海洋油气资源开发中，由于油藏高效开发的需求，常常要钻大位移水平井或大位移斜井，整个井眼水平段与垂直段比值常常在2以上。由于井眼轨迹倾斜或水平段的长度大大增加，钻柱或套管的垂直重力在倾斜和水平状态大大减少。一方面，在钻井作业时为了克服管壁的摩擦阻力和钻进所需的钻压，必须通过顶驱对钻柱施加下压力；另一方面，在下套管作业时为了克服井壁的摩擦阻力，同样必须通过顶驱对套管柱施加下压力。

在常规的石油钻机中，提升系统采用绞车驱动的钢丝绳滑轮游动模式提升和下放顶驱，钻进所需钻压主要依靠钻具和顶驱自身的重力，下套管同样依靠套管和顶驱自身的重力。但是，随着钻井设计中水平位移量的增加，钻柱或套管的垂直重力在倾斜和水平状态大大减少，为了克服摩阻，方便钻进和下套管，一个方法是钻井时，在井眼的垂直段增加数根很重的钻挺，以增加垂直重力，进而获得钻压。在下套管时，通过起重装置，在井口的套管头上加很重铁块（通常60吨到80吨），以克服下套管时的摩阻。

发明内容

本发明的目的是提供一种石油钻机钻具的加压装置，解决了现有技术中存在的加大配重的重量，加大下压的垂直重力方式，工作效率低，装置笨重的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种石油钻机钻具的加压装置，包括传动部分和液压控制部分，

所述的传动部分是，在钻机底座下表面对称安装有右旋液压绞车和左旋液压绞车，右旋液压绞车设置有右液压马达，左旋液压绞车设置有左液压马达，右旋液压绞车和左旋液压绞车上的滚筒分别绕有钢丝绳，每条钢丝绳分别经过一个底座倒绳滑轮、一个井架倒绳滑轮、一个卸扣与顶部驱动总成上的挂绳耳板连接；

所述的液压控制部分是，包括设置在液压站的电控变量泵，电控变量泵与主控阀连通，主控阀与先导比例液控导阀连通，主控阀的接口T另与主溢流阀连通，主溢流阀与远程调节导阀连通；主控阀的A、B出液口分别与右液压马达的A、B进液口对应连通，主控阀的A、B出液口另外分别与左液压马达的A、B进液口对应连通；右液压马达和左液压马达分别并联有一组液控单向阀，每组液控单向阀还与主控阀的B出液口之间连通有一组电磁换向阀。

本发明的石油钻机钻具的加压装置，其特点还在于：

主控阀设置有手动与液压两种控制模式；主控阀设置有左/中/右三个工作位置。

电磁换向阀选用二位四通防爆型。

电控变量泵所在的液压站还设置有湿度控制器和液位控制器。

本发明的有益效果是，通过结构和液压控制回路的创新，由安装在底座上的两台液压绞车通过底座倒绳滑轮和井架底部的倒绳滑轮，用钢丝绳对顶驱施加下拉力，通过对顶驱施加反方向拉力的方法，达到对钻具加压和下套管时施加下压力的目的，满足了常规石油钻机钻大位移水平井或大位移斜井的钻井工艺要求，解决了对钻柱和下套管的加压问题；结构简单，控制方便，制作成本低，作业效率提高，增加了安全性，性能更加可靠，提高了钻机的机械化与自动化程度。

附图说明

图1是本发明钻具加压装置的结构前视图；

图2是本发明钻具加压装置的结构俯视图；

图3是本发明钻具加压装置中的液压控制部分结构框图。

图中，1.右旋液压绞车，2.左旋液压绞车，3.钢丝绳，4.底座倒绳滑轮，5.井架倒绳滑轮，6.卸扣，7.顶部驱动总成，8.右液压马达，9.左液压马达，10.电控变量泵，11.主控阀，12.先导比例液控导阀，13.主溢流阀，14.远程调节导阀，15.液控单向阀，16.电磁换向阀，17.湿度控制器，18.液位控制器。

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。

本发明装置的结构是，包括传动部分和液压控制部分，

参照图1、图2，传动部分的结构是，在钻机底座下表面对称安装有右旋液压绞车1和左旋液压绞车2，图2即为两台液压绞车相对安装的结构图，右旋液压绞车1设置有自己的右液压马达8，左旋液压绞车2设置有自己的左液压马达9，右旋液压绞车1和左旋液压绞车2上的滚筒分别绕有钢丝绳3，每条钢丝绳3分别经过一个底座倒绳滑轮4、一个井架倒绳滑轮5、一个卸扣6与顶部驱动总成7上的挂绳耳板连接。

参照图3，本发明装置的液压控制部分是，包括设置在液压站的电控变量泵10，电控变量泵10与主控阀11连通，主控阀11与先导比例液控导阀12连通，主控阀11的接口T另与主溢流阀13连通，主溢流阀13与远程调节导阀14连通；主控阀11的A、B出液口分别与右液压马达8的A、B进液口对应连通，主控阀11的A、B出液口另外分别与左液压马达9的A、B进液口对应连通；右液压马达8和左液压马达9分别并联有一组液控单向阀15，每组液控单向阀15还与主控阀11的B出液口之间连通有一组电磁换向阀16。电控变量泵10所在的液压站还设置有湿度控制器17和液位控制器18。

电磁换向阀16选用二位四通防爆型。

主控阀11设置有手动与液压两种控制模式，设置有左/中/右三个工作位置，中位具有Y型机能，此时三个接口A、B、T互相连通。

本发明装置的工作原理是：

参照图1、图2，通过安装在底座下的一台右旋液压绞车1和一台左旋液压绞车2，使用钢丝绳3，经过底座倒绳滑轮4和井架倒绳滑轮5改变钢丝绳3的拉力方向。钢丝绳3通过卸扣6连接在顶部驱动总成7的挂绳耳板上，拉动顶部驱动总成7下行，从而实现给钻具加压的功能。

参照图3，液压控制部分工作时，启动液压站的主电机来驱动电控变量泵10，给主控阀11供液，

1）操作先导比例液控导阀12至左位，控制主控阀11至右位，或者手动操作主控阀11至右位，同时给两个液压马达的进液口B供液，两个液压绞车同时对钢丝绳收绳，经过底座倒绳滑轮4和井架倒绳滑轮5下拉顶驱下行，给钻具加压；

2）操作先导比例液控导阀12至右位，控制主控阀11至左位，或者手动操作主控阀11至左位，同时给右旋液压绞车1和左旋液压绞车2的液压马达的进液口A供液，两个液压绞车同时对钢丝绳放绳。

3）当具有Y型机能的主控阀11处于中位时，接口A、B、T相通，同时在顶驱上提时通过钻机控制系统给电磁换向阀16供电，通过供液使液控单向阀15反向打开，这样，两个液压绞车驱动马达的进液口A、B短路接通，由此，在顶驱上提时实现对加压绞车的快速反拖功能。

另外，操作远程调节导阀14改变下压力主溢流阀13的油压，改变钻具加压装置对钻具下压力的大小。通过远程控制电控变量泵10的排量可以控制下压的最大速度。操作先导比例液控导阀12至左位的开度，控制主控阀11至右位的开度，或者，手动操作主控阀11至右位的开度，可以控制向下加压的速度。

Claims (3)

1.一种石油钻机钻具的加压装置，其特征在于：包括传动部分和液压控制部分，

所述的传动部分是，在钻机底座下表面对称安装有右旋液压绞车(1)和左旋液压绞车(2)，右旋液压绞车(1)设置有右液压马达(8)，左旋液压绞车(2)设置有左液压马达(9)，右旋液压绞车(1)和左旋液压绞车(2)上的滚筒分别绕有钢丝绳(3)，每条钢丝绳(3)分别经过一个底座倒绳滑轮(4)、一个井架倒绳滑轮(5)、一个卸扣(6)与顶部驱动总成(7)上的挂绳耳板连接；

所述的液压控制部分是，包括设置在液压站的电控变量泵(10)，电控变量泵(10)与主控阀(11)连通，主控阀(11)与先导比例液控导阀(12)连通，主控阀(11)的接口T另与主溢流阀(13)连通，主溢流阀(13)与远程调节导阀(14)连通；主控阀(11)的A、B出液口分别与右液压马达(8)的A、B进液口对应连通，主控阀(11)的A、B出液口另外分别与左液压马达(9)的A、B进液口对应连通；右液压马达(8)和左液压马达(9)分别并联有一组液控单向阀(15)，每组液控单向阀(15)还与主控阀(11)的B出液口之间连通有一组电磁换向阀(16)；所述的主控阀(11)设置有手动与液压两种控制模式；主控阀(11)设置有左/中/右三个工作位置。

2.根据权利要求1所述的石油钻机钻具的加压装置，其特征在于：所述的电磁换向阀(16)选用二位四通防爆型。

3.根据权利要求1所述的石油钻机钻具的加压装置，其特征在于：所述的电控变量泵(10)所在的液压站还设置有湿度控制器(17)和液位控制器(18)。