CN105113983B - 智能石油钻机 - Google Patents

Abstract

一种智能石油钻机。主要解决现有钻机模块多，重量重，运输不方便，自动化程度低，运行成本高的问题。其特征在于：液压旋升式底座四角连接有液压步进式钻机移运装置，液压旋升式底座上连接有双节直立悬臂式井架，液压旋升式底座上连接有滚筒箱体一体化石油绞车，滚筒箱体一体化石油绞车的驱动电机通过液压联轴器与减速齿轮箱相连接，双节直立悬臂式井架两前立柱上连接有一体式游车顶驱，液压旋升式底座上连接有回转式井口送钻具装置，液压旋升式底座上连接有齿轮齿条式钻钳，液压旋升式底座侧面有径向柱塞泥浆泵和钻具自动排放处理装置。该智能石油钻机具有模块少，重量轻，运输方便，自动化程度高，运行成本低的特点。

Description

智能石油钻机

技术领域

本发明涉及油田所用的钻机，尤其是智能石油钻机。

背景技术

在油田开发和开采过程中，钻机是重要开发和开采设备。而现有钻机由于结构原因存在模块多，重量重，运输不方便，自动化程度低，运行成本高的问题，影响油田开发和开采效率和效益。

发明内容

为了解决现有钻机模块多，重量重，运输不方便，自动化程度低，运行成本高的问题，本发明提供一种智能石油钻机。该智能石油钻机具有模块少，重量轻，运输方便，自动化程度高，运行成本低的特点。

本发明的技术方案是：该智能石油钻机包括液压旋升式底座。液压旋升式底座四角连接有液压步进式钻机移运装置，液压旋升式底座上连接有双节直立悬臂式井架，液压旋升式底座上连接有滚筒箱体一体化石油绞车，滚筒箱体一体化石油绞车的驱动电机通过液压联轴器与减速齿轮箱相连接，双节直立悬臂式井架两前立柱上连接有一体式游车顶驱，液压旋升式底座上连接有回转式井口送钻具装置，液压旋升式底座上连接有齿轮齿条式钻钳，液压旋升式底座侧面有径向柱塞泥浆泵和钻具自动排放处理装置。

所述的液压旋升式底座包括底座上层、底座中层、底座下层、底座起升液缸、液压移运装置，底座中层上端分别与底座上层相铰链连接，底座中层下端分别与底座下层相铰链连接，底座中层上端外与底座下层之间铰链连接有斜支撑，底座上层与底座下层之间铰链连接有底座起升液缸，底座下层两端分别连接有液压移运装置，两底座上层间连接有底座转盘梁和底座铺台，所述的斜支撑下端有锁紧销轴，锁紧销轴与锁紧液缸相连接，锁紧销轴轴孔内安装位置传感器。

所述的液压步进式钻机移运装置包括滑座、滑轨、滑鞋、顶升液缸以及步进液缸，滑轨纵向连接在滑座，滑鞋滑动连接在滑轨上，顶升液缸下端连接在滑鞋上，顶升液缸上端连接在钻机底座下，步进液缸一端铰链连接在滑座上，步进液缸另一端铰链连接在滑鞋两侧，顶升液缸和步进液缸与液压站相连接，顶升液缸两侧滑鞋上通过导向杆座垂直连接有导向杆，导向杆与顶升液缸滑动连接。

所述的双节直立悬臂式井架包括井架上体、井架下体、底架、起落液缸，井架上体和井架下体的立柱为双腹板工字型顶驱轨道槽，井架上体与井架下体通过铰链轴铰链连接，井架上体下端外侧固定有销轴，井架下体上端有钩于销轴上的挂钩，井架下体两后下端与底架两后端铰链连接，井架下体两前下端与底架两前端通过锁紧销轴铰链连接，锁紧销轴与锁紧液缸相连接，锁紧液缸通过支撑座连接在底架两前端上，两起落液缸倾斜铰链连接在井架下体前面与钻机底座之间，井架下体前后与钻机底座之间倾斜铰链连接有下部斜支撑，井架上体下端后侧横向连接有感应触头，对应感应触头的井架下体上端横向连接有位置传感器，下部斜支撑由上丝母通过正旋螺纹与双螺纹丝杆上部相连，双螺纹丝杆下部通过反旋螺纹与下丝母相连，上丝母与井架下体相连，下丝母与钻机底座相连。

所述的滚筒箱体一体化石油绞车包括底座、滚筒支撑座、滚筒、齿轮箱以及刹车盘，滚筒外面有螺旋凹槽，滚筒支撑座固定在底座上，滚筒两端有同心半轴，一端同心半轴连接在滚筒支撑座，并连接有刹车盘，刹车盘与刹车钳总成和盘刹液压站相连，另一端同心半轴连接在齿轮箱轴承座上，齿轮箱内滚筒上连接有被动齿轮，被动齿轮与齿轮箱内主动齿轮相啮合，主动齿轮与驱动电机相连，滚筒前面有自动排绳器，齿轮箱与润滑系统相连通，同心半轴端头对应井架开口面固定在底座上，底座并内低外高倾斜。

所述的液压联轴器包括主体、液缸活塞、外齿圈摩擦片，内齿圈摩擦片，液缸活塞置于主体右端内，液缸活塞左侧主体内有2片以上外齿圈摩擦片，外齿圈摩擦片之间置有内齿圈摩擦片，外齿圈摩擦片外齿与主体内齿相啮合，内齿圈摩擦片内齿与轴上齿相啮合，内齿圈摩擦片与轴之间置有内齿圈扶正弹簧，外齿圈摩擦片与主体之间置有外齿圈扶正弹簧，外端外齿圈摩擦片外主体内连接有外齿圈压紧锁帽。

所述的一体式游车顶驱包括顶驱、顶驱吊环，顶驱吊环连接在顶驱上端的两驱动电机之间，顶驱通过顶驱滑车连接在双节直立悬臂式井架两立柱工字型顶驱轨道槽上，游车与顶驱吊环相连接，游车上滑轮的轴横向置于顶驱上端的两驱动电机之间。

所述的回转式井口送钻具装置包括外架、内架、升降油缸、旋转架、抓管支撑臂，内架铰链连接在外架上，升降油缸铰链连接在外架与内架之间，旋转架下端转轴与内架上端转轴座相连接，转轴下端连接有齿轮，齿轮上啮合有齿条，齿条与旋转油缸相连接，抓管支撑臂通过上悬臂、浮动调整油缸和下悬臂与旋转架相铰链连接，抓管支撑臂两端有夹紧钳，抓管支撑臂上有与夹紧钳相连的夹紧油缸，在升降油缸、旋转油缸、浮动调整油缸尾部油缸内设置有位移传感器，位移传感器与控制电路相连。

所述的齿轮齿条式钻钳包括备钳、松紧扣钳、旋扣装置，支架置于轨道上，备钳置于支架下部，松紧扣钳置于备钳上的支架上，旋扣装置置于松紧扣钳上的支架上，扶正装置置于旋扣装置上的支架上；所述支架包括滑轮、支架、导向柱、调整液压缸，支架下底座下连接有支架滚轮，支架滚轮置于轨道上，两导向柱垂直连接在底座上，导向柱上滑动连接有下板、中板、上板和顶板，中板与上板之间和上板与顶板之间分别有浮动弹簧，上板、中板、上板和顶板上分别有半圆形豁口，调整液压缸连接在底座和下板上；所述2个备钳对应置于下板与中板之间，备钳内横向置有夹紧液压缸，夹紧液压缸对应活塞端头连接有钳口；所述2个松紧扣钳对应置于中板与上板之间，中板半圆形豁口上边缘有凸台，半圆齿轮板下的凹槽滑动连接在凸台上，半圆齿轮板下中板上置有悬浮动弹簧，半圆齿轮板外圆弧上有与齿条相啮合的齿，齿条与旋转液压缸相连接，齿条和旋转液压缸连接在下板和中板后侧，2个松紧扣钳对应连接在半圆齿轮板上，2个松紧扣钳内横向置有夹紧液压缸，夹紧液压缸对应活塞端头连接有钳口；所述旋扣装置置于上板和顶板上，上板与顶板后侧横向连接有滑轨，滑轨上滑动连接有两滑动架，上板与顶板后侧横向连接有滚轮夹紧液缸，滚轮夹紧液缸通过齿轮和齿条与滑动架相连接，滑动架上垂直连接有4个夹紧滚轮，夹紧滚轮上连接有减速器和液压马达。

所述的径向柱塞泥浆泵包括泵体、径向柱塞、凸轮，凸轮为径向凸出，凸轮连接在立轴上端，凸轮水平置于泵体上端孔内，立轴下连接有驱动装置，2个以上径向柱塞沿着立轴径向排布在泵体内，滑鞋铰链连接在径向柱塞内端，滑鞋与凸轮外径面相接触，泵体内设置有与柱塞腔相连通的进液通道和出液通道，进液通道和出液通道内分别设置有单向阀，进液通道和出液通道分别与泥浆进口和泥浆排出口相连通。

所述的钻具自动排放处理装置包括门架、门架行走装置、齿式门架轨道、滑移小车、齿轮齿条式钻具吊装装置，齿式门架轨道单侧为双轨道，两轨道间有门架齿条，门架下有磁条式位移传感器，门架下滚轮置于齿式门架轨道上，门架行走装置置于门架腿前端，门架横梁上横向有齿式小车轨道，齿式小车轨道之间有小车齿条，滑移小车上有磁条式位移传感器，滑移小车置于齿式小车轨道上，齿轮齿条式钻具吊装装置垂直置于滑移小车上，门架横梁下吊架下连接有备钳、卸扣钳及旋扣装置，门架下齿式门架轨道之间置有钻具排放架；所述门架行走装置包括门架电机、门架减速器及门架齿轮，门架电机与门架减速器输入轴相连接，门架齿轮与减速器输出轴相连接，门架齿轮与门架齿条相啮合；所述滑移小车为2台，滑移小车包括小车电机、小车减速器及小车齿轮，小车电机与小车减速器输入轴相连接，小车齿轮与小车减速器输出轴相连接，小车齿轮与小车齿条相啮合；所述齿轮齿条式钻具吊装装置包括吊装减速器、吊装电机及电磁铁，滑移小车上连接有2台吊装减速器，吊装减速器上连接有吊装电机，滑移小车上垂直滑动连接有2根吊装齿条，吊装齿条与减速器上吊装齿轮相啮合，吊装齿条下通过绳链和摆梁连接有电磁铁；所述钻具排放架包括底座和插杆，底座上垂直插有若干插杆，插杆间的间距与钻杆直径同；所述2个备钳连接在吊架的左侧，备钳内纵向置有夹紧液压缸，夹紧液压缸对应活塞端头连接有钳口；所述2个卸扣钳连接在吊架的中部，左靠板有半圆形豁口边缘有凸台，半圆齿轮板的凹槽滑动连接在凸台上，半圆齿轮板与左靠板之间置有悬浮动弹簧，半圆齿轮板外圆弧上有与齿条相啮合的齿，齿条与旋转液压缸相连接，齿条和旋转液压缸连接在左靠板上，2个卸扣钳对应连接在半圆齿轮板上，2个卸扣钳内置有夹紧液压缸，夹紧液压缸对应活塞端头连接有钳口；所述旋扣装置通过框架置于吊架的右侧，框架上纵向连接有滑轨，滑轨上滑动连接有两滑动架，框架上纵向连接有滚轮夹紧液缸，滚轮夹紧液缸通过齿轮和齿条与滑动架相连接，滑动架上横向连接有4个夹紧滚轮，夹紧滚轮上连接有减速器和液压马达。

本发明具有如下有益效果：该智能石油钻机由于采用液压旋升式底座四角连接有液压步进式钻机移运装置，液压旋升式底座上连接有双节直立悬臂式井架，液压旋升式底座上连接有滚筒箱体一体化石油绞车，滚筒箱体一体化石油绞车的驱动电机通过液压联轴器与减速齿轮箱相连接，双节直立悬臂式井架两立柱上连接有一体式游车顶驱，液压旋升式底座上连接有回转式井口送钻具装置，液压旋升式底座上连接有齿轮齿条式钻钳，液压旋升式底座侧面有径向柱塞泥浆泵和钻具自动排放处理装置的结构。因而减少模块，减轻重量，方便运输，提高自动化程度，降低运行成本的特点，而且安全可靠，结构简单。所以说该智能石油钻机具有模块少，重量轻，运输方便，自动化程度高，运行成本低的特点。

附图说明：

附图1是本发明结构示意图；

附图2是本发明液压旋升式底座结构示意图；

附图3是本发明液压步进式钻机移运装置结构示意图；

附图4是本发明双节直立悬臂式井架结构示意图；

附图5是本发明滚筒箱体一体化石油绞车结构示意图；

附图6是本发明液压联轴器结构示意图；

附图7是本发明一体式游车顶驱结构示意图；

附图8是本发明回转式井口送钻具装置结构示意图；

附图9是本发明齿轮齿条式钻钳结构示意图；

附图10是本发明径向柱塞泥浆泵结构示意图；

附图11是本发明钻具自动排放处理装置结构示意图。

图中1-座上层，2-底座中层，3-底座下层，4-底座起升液缸，5-液压移运装置，6-滑座，7-滑轨，8-滑鞋，9-顶升液缸，10-步进液缸，11-井架上体，12-井架下体，13-底架，14-起落液缸，15-底座，16-滚筒支撑座，17-滚筒，18-齿轮箱，19-刹车盘，20-主体，21-液缸活塞，22-外齿圈摩擦片，23-内齿圈摩擦片，24-顶驱，25-顶驱吊环，26-外架，27-内架，28-升降油缸，29-旋转架，30-抓管支撑臂，31-备钳，32-松紧扣钳，33-旋扣装置，34-泵体，35-径向柱塞，36-凸轮，37-门架，38-门架行走装置，39-齿式门架轨道，40-滑移小车，41-齿轮齿条式钻具吊装装置。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如附图所示，该智能石油钻机包括液压旋升式底座。液压旋升式底座四角连接有液压步进式钻机移运装置，液压旋升式底座上连接有双节直立悬臂式井架，液压旋升式底座上连接有滚筒箱体一体化石油绞车，滚筒箱体一体化石油绞车的驱动电机通过液压联轴器与减速齿轮箱相连接，双节直立悬臂式井架两立柱上连接有一体式游车顶驱，液压旋升式底座上连接有回转式井口送钻具装置，液压旋升式底座上连接有齿轮齿条式钻钳，液压旋升式底座侧面有径向柱塞泥浆泵和钻具自动排放处理装置。液压旋升式底座由底座上层1、底座中层2、底座下层3组成左、右独立运输模块、转盘梁模块和铺台模块5个，因而减少拆卸模块，缩短折装时间，减轻重量，便于运输，降低钻井成本，底座中层2采用四个立柱，下放后水平叠放在左右底座下层3上，进而缩小体积。由于将滑轮纵向置于顶驱24上端的两驱动电机之间，因而缩短顶驱上下长度，顶驱缩短井也降低，还因游车与顶驱24连接为一体，不用折装，可直接运输，进而减少模块，减轻重量，拆卸时间缩短，搬运成本降低。同时，采用齿轮齿条式钻钳、回转式井口送钻具装置、钻具自动排放处理装置和控制系统控制液压系统，实现智能化。该径向柱塞泥浆泵是径向泥浆泵式指泥浆泵的柱塞缸沿着旋转轴的径向排布，该泥浆泵旋转轴为竖直放置，泥浆泵整体为圆柱体结构，上部为动力驱动结构和水平圆周排列的柱塞组，两台驱动电机对称布置带动柱塞在径向方向上往复运动，因而达到结构冲击小，体积小，重量轻，泵效高，泥浆液输出压力平稳，安全可靠性高。

所述的液压旋升式底座包括底座上层1、底座中层2、底座下层3、底座起升液缸4、液压移运装置5。底座中层2上端分别与底座上层1相铰链连接，底座中层2下端分别与底座下层3相铰链连接，底座中层2上端外与底座下层3之间铰链连接有斜支撑，底座上层1与底座下层3之间铰链连接有底座起升液缸4，底座下层3两端分别连接有液压移运装置5，两底座上层1间连接有底座转盘梁和底座铺台，所述的斜支撑下端有锁紧销轴，锁紧销轴与锁紧液缸相连接，锁紧销轴轴孔内安装位置传感器。该液压旋升式底座由底座上层1、底座中层2、底座下层3组成左、右独立运输模块、转盘梁模块和铺台模块5个，因而减少拆卸模块，缩短折装时间，减轻重量，便于运输，降低钻井成本；底座中层2采用四个立柱，下放后水平叠放在左右底座下层3上，进而缩小体积；底座中层2后部安装折叠式斜撑，起降底座时随立柱自动伸展和折叠，形成稳定三角形结构，到位后液压锁紧，提高稳定性，操作平稳可靠，中部前部安装伸缩式正反丝杠斜支撑，对底座进行辅助锁紧，减少底座作业过程中的晃动，安全可靠性高；底座起升液缸4采用四套液压缸同步起升和回落，底座重心在四个液缸形成平面内部，稳定性好；底座下层3四个角落处安装四套步进式液压移运装置5，在井场近距离搬迁时可以不拆卸井架直接移运，减少拆卸安装时间，提高工作效率，减低生产成本；液压缸起升过程中配置传感器，准确进行缓冲和定位，实现远程操作，运行平稳，安全可靠。

所述的液压步进式钻机移运装置包括滑座6、滑轨7、滑鞋8、顶升液缸9以及步进液缸10。滑轨7纵向连接在滑座6，滑鞋8滑动连接在滑轨7上，顶升液缸9下端连接在滑鞋8上，顶升液缸9上端连接在钻机底座下，步进液缸10一端铰链连接在滑座6上，步进液缸10另一端铰链连接在滑鞋8两侧，顶升液缸9和步进液缸10与液压站相连接，顶升液缸9两侧滑鞋8上通过导向杆座垂直连接有导向杆，导向杆与顶升液缸9滑动连接。四套该液压步进式钻机移运装置以井口为中心分别安装在钻机底座的四个角落，组成一个系统，先由四套顶升液缸9通过滑轨7将整套钻机顶升离开地面，由步进液缸10推移钻机向前或后移动一个液缸行程，收回顶升液缸9将钻机放置在地面后，继续收回液缸将滑鞋8提升离开地面，收回步进液缸10使滑鞋8移动到下一位置，再由顶升液缸9伸出通过滑轨7将钻机抬升离开地面，进行下一个循环动作，形成步进式方式移动钻机；如需改变运移方向，将滑鞋8抬升，从导向杆座抽出导向杆，旋转滑鞋到90度位置，将导向杆插入对应新的导向杆座上，步进液缸10推进方向发生改变，从而实现运移方向改变；整个系统结构小，重量轻，运行平稳，安全可靠，减少拆卸安装时间，减低钻机生产成本。该油田钻机用液压步进式钻机移运装置可在水平和垂直两个方向移动。

所述的双节直立悬臂式井架包括井架上体11、井架下体12、底架13、起落液缸14，井架上体11和井架下体12的立柱为双腹板工字型顶驱轨道槽，井架上体11与井架下体12通过铰链轴铰链连接，井架上体11下端外侧固定有销轴，井架下体12上端有钩于销轴上的挂钩，井架下体12两后下端与底架13两后端铰链连接，井架下体12两前下端与底架13两前端通过锁紧销轴铰链连接，锁紧销轴与锁紧液缸相连接，锁紧液缸通过支撑座连接在底架13两前端上，两起落液缸14倾斜铰链连接在井架下体12前面与钻机底座之间，井架下体12前后与钻机底座之间倾斜铰链连接有下部斜支撑，井架上体下端后侧横向连接有感应触头，对应感应触头的井架下体上端横向连接有位置传感器，下部斜支撑由上丝母通过正旋螺纹与双螺纹丝杆上部相连，双螺纹丝杆下部通过反旋螺纹与下丝母相连，上丝母与井架下体12相连，下丝母与钻机底座相连。该双节直立悬臂式井架分为上体、下体，拆卸模块少，便于整体运输，直立式井架承载性好，减轻井架自身重量；采用井架下体2两后下端与底架13两后端铰链连接的悬臂式销轴，实现井架起升时不越过自身重心，安全可靠性高，便于操作，低位安装，液压起升，运行平稳无载荷冲击，到位后通过传感器传递信号，适合智能化控制，井架上体11、井架下体12之间联接采用找正挂接机构，可准确定位，方便安装联接，双腹板结构，腹板与翼板形成的槽型空间直接作为钻机用设备顶驱的轨道槽，减少了顶驱轨道的安装，同时井架立柱抗扭性好，适合复杂恶劣的外部环境，克服现有的井架安装、拆卸工作量大，模块数量多，运移不便，井场占地面积大的缺点，同时减轻井架构件重量，降低运营成本。

所述的滚筒箱体一体化石油绞车包括底座15、滚筒支撑座16、滚筒17、齿轮箱18以及刹车盘19。滚筒17外圆面表面有螺旋凹槽，滚筒支撑座16固定在底座15上，滚筒17两端有同心半轴，一端同心半轴连接在滚筒支撑座16，并连接有刹车盘19，刹车盘19与刹车钳总成和盘刹液压站相连，另一端同心半轴连接在齿轮箱18轴承座上，齿轮箱18内滚筒17上连接有被动齿轮，被动齿轮与齿轮箱18内主动齿轮相啮合，主动齿轮与驱动电机相连，滚筒17前面有自动排绳器，齿轮箱18与润滑系统相连通，同心半轴端头对应井架开口面固定在底座上，底座15并内低外高倾斜。该滚筒箱体一体化石油绞车的绞车滚筒轴由左右两根同心半轴支撑滚筒17的两端，滚筒17的一端直接安装齿轮箱18输出齿轮，滚筒轴支撑安装在齿轮箱轴承座上，滚筒17另一端直接安装在滚筒支撑座16上，滚筒支撑座16与齿轮箱焊接在底座1上，一体加工，进而缩小轴向尺寸，减轻重量，减少拆卸安装时间，减低生产成本，绞车滚筒轴垂直井架开口面布置，运行平稳，安全可靠，提高了滚筒钢丝绳的使用寿命。

所述的液压联轴器包括主体20、液缸活塞21、外齿圈摩擦片22，内齿圈摩擦片23。液缸活塞21置于主体20端内，液缸活塞21左侧主体20内有2片以上外齿圈摩擦片22，外齿圈摩擦片22之间置有内齿圈摩擦片23，外齿圈摩擦片22外齿与主体20内齿相啮合，内齿圈摩擦片23内齿与轴上齿相啮合，内齿圈摩擦片23与轴之间置有内齿圈扶正弹簧，外齿圈摩擦片22与主体20之间置有外齿圈扶正弹簧，外端外齿圈摩擦片22外主体20内连接有外齿圈压紧锁帽。由于采用液压缸的液缸活塞21推力推动钢制摩擦片产生摩擦力，因而具有使结构紧凑，体积缩小，磨损小，维护方便，传动可靠的特点。

所述的一体式游车顶驱包括顶驱24、顶驱吊环25。顶驱吊环25连接在顶驱24上端的两驱动电机之间，顶驱24通过顶驱滑车连接在双节直立悬臂式井架两立柱工字型顶驱轨道槽上，游车与顶驱吊环25相连接，游车上滑轮的轴横向置于顶驱24上端的两驱动电机之间。将现有滑轮横向置于顶驱24的两驱动电机上，改为将滑轮纵向置于顶驱24上端的两驱动电机之间，因而缩短该一体式顶驱上下长度，将游车与顶驱24连接为一体，不用折装，可直接运输，还减轻重量。该一体式顶驱顶驱24和游车通过吊环联接在一起，整体安装在顶驱滑车上，游车与顶驱24联接错开顶驱电机位置，游车安装在顶驱24驱动电机之间，结构紧凑，体积小，重量轻，运行平稳，安全可靠，顶驱轨道直接安装在井架前立柱内，运输时顶驱游车不需拆卸，可直接随井架运输，节省拆卸安装时间。

所述的回转式井口送钻具装置包括外架26、内架27、升降油缸28、旋转架29、抓管支撑臂30。内架27铰链连接在外架26上，升降油缸28铰链连接在外架26与内架27之间，旋转架29下端转轴与内架27上端转轴座相连接，转轴下端连接有齿轮，齿轮上啮合有齿条，齿条与旋转油缸相连接，抓管支撑臂30通过上悬臂、浮动调整油缸和下悬臂与旋转架29相铰链连接，抓管支撑臂30两端有夹紧钳，抓管支撑臂30上有与夹紧钳相连的夹紧油缸，在升降油缸28、旋转油缸、浮动调整油缸尾部油缸内设置有位移传感器，位移传感器与控制电路相连，通过位移传感器可以通过油缸将外架、内架、旋转架运移到准确位置。该回转式井口送钻具装置外架安装在钻机底座内，安全可靠性高，便于操作；通过升降油缸28进行起升（回落）将钻具从水平状态提升到竖直状态；所述旋转架29与内架27采用旋转轴承支撑联接，将钻具竖直旋转到井口前方；所述液压悬臂式送管对正装置将钻具推送到井口中心并上下调整将钻具准确位置；液压抓管夹紧装置夹紧可靠，适用不同尺寸钻具，可以夹紧运送单根钻具和双根钻具，钻具运送和准确定位，使作业的安全性大大提高。实现井口钻具送转智能化无人操作。

所述的齿轮齿条式钻钳包括备钳31、松紧扣钳32、旋扣装置33，支架置于轨道上，备钳31置于支架下部，松紧扣钳32置于备钳31上的支架上，旋扣装置33置于松紧扣钳32上的支架上，扶正装置置于旋扣装置33上的支架上；所述支架包括滑轮、支架、导向柱、调整液压缸，支架下底座下连接有支架滚轮，支架滚轮置于轨道上，两导向柱垂直连接在底座上，导向柱上滑动连接有下板、中板、上板和顶板，中板与上板之间和上板与顶板之间分别有浮动弹簧，上板、中板、上板和顶板上分别有半圆形豁口，调整液压缸连接在底座和下板上；所述2个备钳31对应置于下板与中板之间，备钳31内横向置有夹紧液压缸，夹紧液压缸对应活塞端头连接有钳口；所述2个松紧扣钳32对应置于中板与上板之间，中板半圆形豁口上边缘有凸台，半圆齿轮板下的凹槽滑动连接在凸台上，半圆齿轮板下中板上置有悬浮动弹簧，半圆齿轮板外圆弧上有与齿条相啮合的齿，齿条与旋转液压缸相连接，齿条和旋转液压缸连接在下板和中板后侧，2个松紧扣钳32对应连接在半圆齿轮板上，2个松紧扣钳32内横向置有夹紧液压缸，夹紧液压缸对应活塞端头连接有钳口；所述旋扣装置33置于上板和顶板上，上板与顶板后侧横向连接有滑轨，滑轨上滑动连接有两滑动架，上板与顶板后侧横向连接有滚轮夹紧液缸，滚轮夹紧液缸通过齿轮和齿条与滑动架相连接，滑动架上垂直连接有4个夹紧滚轮，夹紧滚轮上连接有减速器和液压马达。该齿轮齿条式钻钳液压齿轮与齿条式，液压缸通过齿轮齿条将液缸推力转化为旋转力，形成旋扣力矩，减少液缸行程增大液缸摆动角度，一次可完成紧扣或卸扣操作；四组动力夹紧滚轮同时旋扣，体积小，重量轻，减少操作时间，实现智能远控操作，减低生产成本，运行平稳，安全可靠。

所述的径向柱塞泥浆泵包括泵体34、径向柱塞35、凸轮36。凸轮36为径向凸出或偏心轴式，凸轮36外连接有轴承，凸轮36连接在立轴上端，凸轮36水平置于泵体34上端孔内，立轴下连接有驱动装置，2个以上径向柱塞35沿着立轴径向排布在泵体34内，滑鞋铰链连接在径向柱塞35内端，滑鞋与凸轮36外径面相接触，泵体34内设置有与柱塞腔相连通的进液通道和出液通道，进液通道和出液通道内分别设置有单向阀，进液通道和出液通道分别与泥浆进口和泥浆排出口相连通。该径向柱塞泥浆泵是径向泥浆泵式指泥浆泵的柱塞缸沿着旋转轴的径向排布，该泥浆泵旋转轴为竖直放置，泥浆泵整体为圆柱体结构，下部为基础座，上部为动力驱动结构和水平圆周排列的柱塞组，两台驱动电机对称布置带动齿轮驱动偏心凸轮，柱塞一端通过滑鞋联接在偏心凸轮槽内，当偏心凸轮旋转时，滑鞋在凸轮槽内滑动，从而带动柱塞在径向方向上往复运动，将钻井泥浆吸入柱塞腔和压入排出管汇中，该油田钻机用径向柱塞泥浆泵结构冲击小，体积小，重量轻，泵效高，泥浆液输出压力平稳，安全可靠性高。

所述的钻具自动排放处理装置包括门架37、门架行走装置38、齿式门架轨道39、滑移小车40、齿轮齿条式钻具吊装装置41。齿式门架轨道39单侧为双轨道，两轨道间有门架齿条，门架37下有磁条式位移传感器，门架37下滚轮置于齿式门架轨道39上，门架行走装置38置于门架37腿前端，门架37横梁上横向有齿式小车轨道，齿式小车轨道之间有小车齿条，滑移小车40上有磁条式位移传感器，滑移小车40置于齿式小车轨道上，齿轮齿条式钻具吊装装置41垂直置于滑移小车40上，门架37横梁下吊架下连接有备钳、卸扣钳及旋扣装置，门架37下齿式门架轨道39之间置有钻具排放架；所述门架行走装置38包括门架电机、门架减速器及门架齿轮，门架电机与门架减速器输入轴相连接，门架齿轮与减速器输出轴相连接，门架齿轮与门架齿条相啮合；所述滑移小车40 为2台，滑移小车40包括小车电机、小车减速器及小车齿轮，小车电机与小车减速器输入轴相连接，小车齿轮与小车减速器输出轴相连接，小车齿轮与小车齿条相啮合；所述齿轮齿条式钻具吊装装置41包括吊装减速器、吊装电机及电磁铁，滑移小车40上连接有2台吊装减速器，吊装减速器上连接有吊装电机，滑移小车40上垂直滑动连接有2根吊装齿条，吊装齿条与减速器上吊装齿轮相啮合，吊装齿条下通过绳链和摆梁连接有电磁铁；所述钻具排放架包括底座和插杆，底座上垂直插有若干插杆，插杆间的间距与钻杆直径同；所述2个备钳连接在吊架的左侧，备钳内纵向置有夹紧液压缸，夹紧液压缸对应活塞端头连接有钳口；所述2个卸扣钳连接在吊架的中部，左靠板有半圆形豁口边缘有凸台，半圆齿轮板的凹槽滑动连接在凸台上，半圆齿轮板与左靠板之间置有悬浮动弹簧，半圆齿轮板外圆弧上有与齿条相啮合的齿，齿条与旋转液压缸相连接，齿条和旋转液压缸连接在左靠板上，2个卸扣钳对应连接在半圆齿轮板上，2个卸扣钳内置有夹紧液压缸，夹紧液压缸对应活塞端头连接有钳口；所述旋扣装置通过框架置于吊架的右侧，框架上纵向连接有滑轨，滑轨上滑动连接有两滑动架，框架上纵向连接有滚轮夹紧液缸，滚轮夹紧液缸通过齿轮和齿条与滑动架相连接，滑动架上横向连接有4个夹紧滚轮，夹紧滚轮上连接有减速器和液压马达。该钻具自动排放处理装置采用门型结构，钻具摆放在门型行车下方轨道内侧，行车上配置2台小车，可以吊装单根钻具也可以吊装双根钻具，并实现在转运中两个单根钻具的接扣和卸扣，小车吊装采用电磁铁对钻具进行吸合，不需要人工摘挂吊具，横梁采用中间对接式结构，立柱采用旋升式结构，方便运输和安装，配备运输架配置有活动插管，满足不同尺寸钻具摆放，在吊装中实现两个单根钻具进行接扣和卸扣，提高工作效率，轨道上设置有位移传感器，精确定位行车位置，准确抓举和放置钻具到所需位置，实现智能化控制。

Claims (1)

1.一种智能石油钻机，包括液压旋升式底座，其特征在于：液压旋升式底座四角连接有液压步进式钻机移运装置，液压旋升式底座上连接有双节直立悬臂式井架，液压旋升式底座上连接有滚筒箱体一体化石油绞车，滚筒箱体一体化石油绞车的驱动电机通过液压联轴器与减速齿轮箱相连接，双节直立悬臂式井架两前立柱上连接有一体式游车顶驱，液压旋升式底座上连接有回转式井口送钻具装置，液压旋升式底座上连接有齿轮齿条式钻钳，液压旋升式底座侧面有径向柱塞泥浆泵和钻具自动排放处理装置；

所述的液压旋升式底座包括底座上层(1)、底座中层(2)、底座下层(3)、底座起升液缸(4)、液压移运装置(5)，底座中层(2)上端分别与底座上层(1)相铰链连接，底座中层(2)下端分别与底座下层(3)相铰链连接，底座中层(2)上端外与底座下层(3)之间铰链连接有斜支撑，底座上层(1)与底座下层(3)之间铰链连接有底座起升液缸(4)，底座下层(3)两端分别连接有液压移运装置(5)，两底座上层(1)间连接有底座转盘梁和底座铺台，所述的斜支撑下端有锁紧销轴，锁紧销轴与锁紧液缸相连接，锁紧销轴轴孔内安装位置传感器；

所述的液压步进式钻机移运装置包括滑座(6)、滑轨(7)、滑鞋(8)、顶升液缸(9)以及步进液缸(10)，滑轨(7)纵向连接在滑座(6)上，滑鞋(8)滑动连接在滑轨(7)上，顶升液缸(9)下端连接在滑鞋(8)上，顶升液缸(9)上端连接在钻机底座下，步进液缸(10)一端铰链连接在滑座(6)上，步进液缸(10)另一端铰链连接在滑鞋(8)两侧，顶升液缸(9)和步进液缸(10)与液压站相连接，顶升液缸(9)两侧滑鞋(8)上通过导向杆座垂直连接有导向杆，导向杆与顶升液缸(9)滑动连接；

所述的双节直立悬臂式井架包括井架上体(11)、井架下体(12)、底架(13)、起落液缸(14)，井架上体(11)和井架下体(12)的立柱为双腹板工字型顶驱轨道槽，井架上体(11)与井架下体(12)通过铰链轴铰链连接，井架上体(11)下端外侧固定有销轴，井架下体(12)上端有钩于销轴上的挂钩，井架下体(12)两后下端与底架(13)两后端铰链连接，井架下体(12)两前下端与底架(13)两前端通过锁紧销轴铰链连接，锁紧销轴与锁紧液缸相连接，锁紧液缸通过支撑座连接在底架(13)两前端上，两起落液缸(14)倾斜铰链连接在井架下体(12)前面与钻机底座之间，井架下体(12)前后与钻机底座之间倾斜铰链连接有下部斜支撑，井架上体下端后侧横向连接有感应触头，对应感应触头的井架下体上端横向连接有位置传感器，下部斜支撑由上丝母通过正旋螺纹与双螺纹丝杆上部相连，双螺纹丝杆下部通过反旋螺纹与下丝母相连，上丝母与井架下体(12)相连，下丝母与钻机底座相连；

所述的滚筒箱体一体化石油绞车包括底座(15)、滚筒支撑座(16)、滚筒(17)、齿轮箱(18)以及刹车盘(19)，滚筒(17)外面有螺旋凹槽，滚筒支撑座(16)固定在底座(15)上，滚筒(17)两端有同心半轴，一端同心半轴连接在滚筒支撑座(16)上，并连接有刹车盘(19)，刹车盘(19)与刹车钳总成和盘刹液压站相连，另一端同心半轴连接在齿轮箱(18)轴承座上，齿轮箱(18)内滚筒(17)上连接有被动齿轮，被动齿轮与齿轮箱(18)内主动齿轮相啮合，主动齿轮与驱动电机相连，滚筒(17)前面有自动排绳器，齿轮箱(18)与润滑系统相连通，同心半轴端头对应井架开口面固定在底座上，底座(15)并内低外高倾斜；

所述的液压联轴器包括主体(20)、液缸活塞(21)、外齿圈摩擦片(22)，内齿圈摩擦片(23)，液缸活塞(21)置于主体(20)右端内，液缸活塞(21)左侧主体(20)内有2片以上外齿圈摩擦片(22)，外齿圈摩擦片(22)之间置有内齿圈摩擦片(23)，外齿圈摩擦片(22)外齿与主体(20)内齿相啮合，内齿圈摩擦片(23)内齿与轴上齿相啮合，内齿圈摩擦片(23)与轴之间置有内齿圈扶正弹簧，外齿圈摩擦片(22)与主体(20)之间置有外齿圈扶正弹簧，外端外齿圈摩擦片(22)外主体(20)内连接有外齿圈压紧锁帽；

所述的一体式游车顶驱包括顶驱(24)、顶驱吊环(25)，顶驱吊环(25)连接在顶驱(24)上端的两驱动电机之间，顶驱(24)通过顶驱滑车连接在双节直立悬臂式井架两立柱工字型顶驱轨道槽上，游车与顶驱吊环(25)相连接，游车上滑轮的轴横向置于顶驱(24)上端的两驱动电机之间；

所述的回转式井口送钻具装置包括外架(26)、内架(27)、升降油缸(28)、旋转架(29)、抓管支撑臂(30)，内架(27)铰链连接在外架(26)上，升降油缸(28)铰链连接在外架(26)与内架(27)之间，旋转架(29)下端转轴与内架(27)上端转轴座相连接，转轴下端连接有齿轮，齿轮上啮合有齿条，齿条与旋转油缸相连接，抓管支撑臂(30)通过上悬臂、浮动调整油缸和下悬臂与旋转架(29)相铰链连接，抓管支撑臂(30)两端有夹紧钳，抓管支撑臂(30)上有与夹紧钳相连的夹紧油缸，在升降油缸(28)、旋转油缸、浮动调整油缸尾部油缸内设置有位移传感器，位移传感器与控制电路相连；

所述的齿轮齿条式钻钳包括备钳(31)、松紧扣钳(32)、旋扣装置(33)，支架置于轨道上，备钳(31)置于支架下部，松紧扣钳(32)置于备钳(31)上的支架上，旋扣装置(33)置于松紧扣钳(32)上的支架上，扶正装置置于旋扣装置(33)上的支架上；所述支架包括滑轮、支架、导向柱、调整液压缸，支架下底座下连接有支架滚轮，支架滚轮置于轨道上，两导向柱垂直连接在底座上，导向柱上滑动连接有下板、中板、上板和顶板，中板与上板之间和上板与顶板之间分别有浮动弹簧，上板、中板、上板和顶板上分别有半圆形豁口，调整液压缸连接在底座和下板上；2个备钳(31)对应置于下板与中板之间，备钳(31)内横向置有夹紧液压缸，夹紧液压缸对应活塞端头连接有钳口；2个松紧扣钳(32)对应置于中板与上板之间，中板半圆形豁口上边缘有凸台，半圆齿轮板下的凹槽滑动连接在凸台上，半圆齿轮板下中板上置有悬浮动弹簧，半圆齿轮板外圆弧上有与齿条相啮合的齿，齿条与旋转液压缸相连接，齿条和旋转液压缸连接在下板和中板后侧，2个松紧扣钳(32)对应连接在半圆齿轮板上，2个松紧扣钳(32)内横向置有夹紧液压缸，夹紧液压缸对应活塞端头连接有钳口；所述旋扣装置(33)置于上板和顶板上，上板与顶板后侧横向连接有滑轨，滑轨上滑动连接有两滑动架，上板与顶板后侧横向连接有滚轮夹紧液缸，滚轮夹紧液缸通过齿轮和齿条与滑动架相连接，滑动架上垂直连接有4个夹紧滚轮，夹紧滚轮上连接有减速器和液压马达；

所述的径向柱塞泥浆泵包括泵体(34)、径向柱塞(35)、凸轮(36)，凸轮(36)为径向凸出，凸轮(36)连接在立轴上端，凸轮(36)水平置于泵体(34)上端孔内，立轴下连接有驱动装置，2个以上径向柱塞(35)沿着立轴径向排布在泵体(34)内，滑鞋铰链连接在径向柱塞(35)内端，滑鞋与凸轮(36)外径面相接触，泵体(34)内设置有与柱塞腔相连通的进液通道和出液通道，进液通道和出液通道内分别设置有单向阀，进液通道和出液通道分别与泥浆进口和泥浆排出口相连通；

所述的钻具自动排放处理装置包括门架(37)、门架行走装置(38)、齿式门架轨道(39)、滑移小车(40)、齿轮齿条式钻具吊装装置(41)，齿式门架轨道(39)单侧为双轨道，两轨道间有门架齿条，门架(37)下有磁条式位移传感器，门架(37)下滚轮置于齿式门架轨道(39)上，门架行走装置(38)置于门架(37)腿前端，门架(37)横梁上横向有齿式小车轨道，齿式小车轨道之间有小车齿条，滑移小车(40)上有磁条式位移传感器，滑移小车(40)置于齿式小车轨道上，齿轮齿条式钻具吊装装置(41)垂直置于滑移小车(40)上，门架(37)横梁下吊架下连接有备钳、卸扣钳及旋扣装置，门架(37)下齿式门架轨道(39)之间置有钻具排放架；所述门架行走装置(38)包括门架电机、门架减速器及门架齿轮，门架电机与门架减速器输入轴相连接，门架齿轮与减速器输出轴相连接，门架齿轮与门架齿条相啮合；所述滑移小车(40)为2台，滑移小车(40)包括小车电机、小车减速器及小车齿轮，小车电机与小车减速器输入轴相连接，小车齿轮与小车减速器输出轴相连接，小车齿轮与小车齿条相啮合；所述齿轮齿条式钻具吊装装置(41)包括吊装减速器、吊装电机及电磁铁，滑移小车(40)上连接有2台吊装减速器，吊装减速器上连接有吊装电机，滑移小车(40)上垂直滑动连接有2根吊装齿条，吊装齿条与减速器上吊装齿轮相啮合，吊装齿条下通过绳链和摆梁连接有电磁铁；所述钻具排放架包括底座和插杆，底座上垂直插有若干插杆，插杆间的间距与钻杆直径相同；2个备钳连接在吊架的左侧，备钳内纵向置有夹紧液压缸，夹紧液压缸对应活塞端头连接有钳口；2个卸扣钳连接在吊架的中部，左靠板有半圆形豁口边缘有凸台，半圆齿轮板的凹槽滑动连接在凸台上，半圆齿轮板与左靠板之间置有悬浮动弹簧，半圆齿轮板外圆弧上有与齿条相啮合的齿，齿条与旋转液压缸相连接，齿条和旋转液压缸连接在左靠板上，2个卸扣钳对应连接在半圆齿轮板上，2个卸扣钳内置有夹紧液压缸，夹紧液压缸对应活塞端头连接有钳口；所述旋扣装置通过框架置于吊架的右侧，框架上纵向连接有滑轨，滑轨上滑动连接有两滑动架，框架上纵向连接有滚轮夹紧液缸，滚轮夹紧液缸通过齿轮和齿条与滑动架相连接，滑动架上横向连接有4个夹紧滚轮，夹紧滚轮上连接有减速器和液压马达。