CN109667554A - 钻机独立建立根的装置及建立根方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钻机独立建立根的装置，在钻机底座前侧基础面安装有单根输送机；在钻台面井口前方依次布置有鼠洞、钻台机械手，铁钻工布置在钻台面井口一侧，操控台、电液控制系统分别布置在钻台面井口另一侧；提升机械手安装在井架两个前立柱中间，排管机械手安装在井架二层台下方。本发明还公开了利用上述装置进行独立建立根的方法，实现了钻机钻井作业的同时独立建立根，整个建立根过程不需要人力作业，降低劳动强度；不占用井口和顶驱，提高了钻井效率；整套装置只需要副司钻一人在司钻房操作，即可完成建立根作业，提高作业安全性。

Description

钻机独立建立根的装置及建立根方法
技术领域
本发明属于石油钻探设备技术领域，涉及一种用于钻机独立建立根的装置，还涉及一种建立根的方法。
背景技术
当前，石油钻机建立根作业方法一般有两种：一种是采用常规模式，利用风动绞车提吊管柱、液压大钳在双小鼠洞(或井口和单小鼠洞)将单根连接为立根、再依靠井架工人力把立根排放到指梁内；另一种是采用管柱处理作业模式，动力猫道输送管柱上钻台，铁钻工分别在小鼠洞和井口处将单根连接为立根，由顶驱上提立根、再依靠二层台机械手把立根排放到指梁内。
上述方法存在以下缺点：方法一建立根时需多人配合、人力作业效率低、风险高、劳动强度大；方法二建立根时需占用井口和顶驱参与，不能实现钻机钻进作业的同时建立根，降低了钻井效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种钻机独立建立根的装置，解决了现有技术中建立根时需多人配合、人力作业效率低、风险高的问题。
本发明的另一目的是提供一种利用该建立根的装置建立根的方法。
本发明所采用的第一种技术方案是，钻机独立建立根的装置，在钻机底座前侧基础面固定安装有单根输送机，在钻台面上还设置有井架，井架的两个前立柱之间通过轨道连接安装有提升机械手，在钻台面井口前方布置有鼠洞，在钻台面鼠洞的正前方设置有钻台机械手，钻台面靠近井口一侧布置有铁钻工，钻台面远离井口一侧设置有操控台，操控台和铁钻工分别位于井口的两侧，钻台面上还设置有电液控制系统；井架二层台的下方通过销轴安装固定有排管机械手；单根输送机、钻台机械手、铁钻工、提升机械手、排管机械手、操控台均与电液控制系统联通；
电液控制系统对装置内各部件动作进行可编程控制，实现安全互锁功能，操控台对装置内各个部件进行远程控制；
单根输送机、钻台机械手、提升机械手和排管机械手上均设置有传感器，用于位置检测或限位控制。
本发明的特点还在于，
单根输送机包括架体，架体的两侧成对对称设置有排管架，架体中间安装有推移滑车，架体前端安装有朝向钻台面鼠洞方向的抬升臂，推移滑车和抬升臂共同作用将单根从钻台下方鼠洞处推送至钻台面。
提升机械手包括轨道、提升滑车、钳头、液压绞车，轨道固定安装在井架的两个前立柱上，提升滑车安装在轨道内，提升滑车下部铰接有钳头，提升滑车的顶部由安装在井架二层台上的液压绞车的钢丝绳牵引。
本发明所采用的第二种技术方案是，利用钻机独立建立根的装置建立根的方法，按照以下步骤实施：
步骤1.单根输送机的排管架将单根Ⅰ滚入架体，推移滑车推动单根Ⅰ前行，随后与抬升臂共同作用将单根Ⅰ从钻台下方鼠洞处向钻台推送；
步骤2.提升机械手的钳头在鼠洞口扣合单根Ⅰ后，液压绞车上提提升滑车，将单根Ⅰ提到钻台面以上；同时，单根输送机重复步骤将单根Ⅱ送到鼠洞等待；
步骤3.钻台机械手推扶单根Ⅰ公接头与单根Ⅱ母接头对正后插入，铁钻工上扣，将单根Ⅰ与单根Ⅱ连接为双根；
步骤4.提升机械手提升单根Ⅰ与单根Ⅱ连接成的双根到钻台面以上，同时，单根输送机重复步骤将单根Ⅲ送到鼠洞等待；
步骤5.钻台机械手推扶双根公接头与单根Ⅲ母接头对正后插入，铁钻工上扣，将双根与单根Ⅲ连接为立根；
步骤6.提升机械手提升立根到钻台面以上，交给排管机械手，排管机械手将立根转移到指定位置。
本发明的特点还在于，
提升机械手是一种具有可自动扣合各种管柱，将管柱提升到井架二层台以上并交给排管机械手功能的设备。
本发明的效果是，实现了钻机钻井作业的同时独立建立根，整个建立根过程不需要人力作业，降低劳动强度；建立根作业不占用井口和顶驱，钻进作业和建立根作业同时进行，提高了钻井效率；整套装置功能完善，地面、钻台面和井架二层台等位置均不需人工参与，只需要铁钻工一人在操控台操作，即可完成建立根作业，提高作业安全性。
附图说明
图1是本发明独立建立根装置的侧视图；
图2是本发明独立建立根装置的俯视图；
图3是本发明独立建立根方法的步骤一；
图4是本发明独立建立根方法的步骤二；
图5是本发明独立建立根方法的步骤三；
图6是本发明独立建立根方法的步骤四；
图7是本发明独立建立根方法的步骤五；
图8是本发明独立建立根方法的步骤六；
图9是图1的A向截面图。
图中，1.单根输送机，2.钻台机械手，3.铁钻工，4.排管机械手，5.提升机械手，6.操控台，7.电液控制系统，8.架体，9.排管架，10.推移滑车，11.抬升臂，12.轨道，13.钳头，14.提升滑车，15.液压绞车。
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和图2所示，本发明装置的结构是，在钻机底座前侧基础面固定安装有单根输送机1，在钻台面上还设置有井架，井架的两个前立柱之间通过轨道连接安装有提升机械手4，在钻台面井口前方布置有鼠洞，在钻台面鼠洞的正前方设置有钻台机械手2，钻台面靠近井口一侧布置有铁钻工3，钻台面远离井口一侧设置有操控台6，操控台6和铁钻工3分别位于井口的两侧，钻台面上还设置有电液控制系统7；井架二层台的下方通过销轴安装固定有排管机械手5；单根输送机1、钻台机械手2、铁钻工3、提升机械手4、排管机械手5、操控台6均与电液控制系统7联通；
电液控制系统7对装置内各部件动作进行可编程控制，实现安全互锁功能，操控台6对装置内各个部件进行远程控制；
单根输送机1、钻台机械手2、提升机械手4和排管机械手5上均设置有传感器，用于位置检测或限位控制。
单根输送机1包括架体8，架体8的两侧成对对称设置有排管架9，架体8中间安装有推移滑车10，架体8前端安装有朝向钻台面鼠洞方向的抬升臂11，推移滑车10和抬升臂11共同作用将单根从钻台下方鼠洞处推送至钻台面。单根管柱平放在排管架9上，通过排管架8外部倾斜油缸的伸出使排管架倾斜角度，实现其上单根自动滚入到架体中，推移滑车10推动单根前行，随后与抬升臂11共同作用将单根从钻台下方鼠洞处推送至钻台面。
如图9所示，提升机械手5包括轨道12、提升滑车14、钳头13、液压绞车15，轨道12固定安装在井架的两个前立柱上，提升滑车14安装在轨道12内，提升滑车14下部铰接有钳头13，提升滑车14的顶部由安装在井架二层台上的液压绞车15的钢丝绳牵引，它们的配合动作可使管柱串(单根、双根、立根)由低位的鼠洞口提升到高位的二层台以上，并将立根交给排管机械手4。
本发明的独立建立根方法，其步骤包括：
步骤1.单根输送机1的排管架9将单根Ⅰ滚入架体8，推移滑车10推动单根Ⅰ前行，随后与抬升臂11共同作用将单根Ⅰ从钻台下方鼠洞处向钻台推送，单根Ⅰ母接头露出钻台面(见图3)。
步骤2.提升机械手5的钳头13在鼠洞口扣合单根Ⅰ后，液压绞车15上提提升滑车14，将单根Ⅰ提到钻台面以上；同时，单根输送机1重复步骤1将单根Ⅱ送到鼠洞等待位置(见图4)。
步骤3.钻台机械手2推扶提升机械手5悬吊的单根Ⅰ下端公接头与鼠洞口的单根Ⅱ上端母接头对正，提升机械手5下放，使公接头插入母接头，铁钻工3上扣，将单根Ⅰ与单根Ⅱ连接为双根(见图5)。
步骤4.提升机械手5提升单根Ⅰ与单根Ⅱ连接成的双根到钻台面以上，同时，单根输送机1重复步骤1将单根Ⅲ送到鼠洞等待位置(见图6)。
步骤5.钻台机械手2推扶提升机械手5悬吊的双根下端公接头与鼠洞口的单根Ⅲ上端母接头对正，提升机械手5下放，使公接头插入母接头，铁钻工3上扣，将双根与单根Ⅲ连接为立根(见图7)。
步骤6.提升机械手5提升立根到钻台面以上，排管机械手4卡持立根后，提升机械手5的钳头13打开，排管机械手4将立根转移到所需要的位置(立根区或井口)，供钻井作业使用(如图8)。
本发明的建立根装置及方法，实现了钻机钻井作业的同时独立建立根，整个建立根过程不需要人力作业，降低劳动强度；不占用井口和顶驱，钻进作业和建立根作业同时进行，提高了钻井效率；整套装置功能完善，地面、钻台面和井架二层台等区域均不需人工参与，只需要一人在操控台操作，即可完成建立根作业，提高作业安全性。

Claims (5)

1.钻机独立建立根的装置，其特征在于：在钻机底座前侧基础面固定安装有单根输送机(1)，在钻台面上还设置有井架，所述井架的两个前立柱之间通过轨道连接安装有提升机械手(4)，在钻台面井口前方布置有鼠洞，在钻台面鼠洞的正前方设置有钻台机械手(2)，钻台面靠近井口一侧布置有铁钻工(3)，钻台面远离井口一侧设置有操控台(6)，所述操控台(6)和铁钻工(3)分别位于井口的两侧，所述钻台面上还设置有电液控制系统(7)；所述井架二层台的下方通过销轴安装固定有排管机械手(5)；所述单根输送机(1)、钻台机械手(2)、铁钻工(3)、提升机械手(4)、操控台(6)均与电液控制系统(7)联通，所述电液控制系统(7)对装置内各部件动作进行可编程控制，实现安全互锁功能，所述操控台(6)对上述各个部件进行远程控制；
所述单根输送机(1)、钻台机械手(2)、提升机械手(4)、排管机械手(5)上均设置有传感器，用于位置检测或限位控制。
2.根据权利要求1所述的钻机独立建立根的装置，其特征在于：所述单根输送机(1)包括架体(8)，所述架体(8)的两侧成对对称设置有排管架(9)，所述架体(8)中间安装有推移滑车(10)，所述架体(8)前端安装有朝向钻台面鼠洞方向的抬升臂(11)，所述推移滑车(10)和抬升臂(11)共同作用将单根从钻台下方鼠洞处推送至钻台面。
3.根据权利要求1所述的钻机独立建立根的装置，其特征在于：提升机械手(5)包括轨道(12)、提升滑车(14)、钳头(13)、液压绞车(15)，所述轨道(12)固定安装在井架的两个前立柱上，所述提升滑车(14)安装在轨道(12)内，所述提升滑车(14)下部铰接有钳头(13)，所述提升滑车(14)的顶部由安装在井架二层台上的液压绞车(15)的钢丝绳牵引。
4.一种利用权利要求1-3任一项所述的钻机独立建立根的装置建立根的方法，其特征在于，按照以下步骤实施：
步骤1.单根输送机(1)的排管架(9)将单根Ⅰ滚入架体(8)，推移滑车(10)推动单根Ⅰ前行，随后与抬升臂(11)共同作用将单根Ⅰ从钻台下方鼠洞处向钻台推送；
步骤2.提升机械手(5)的钳头(13)在鼠洞口扣合单根Ⅰ后，液压绞车(15)上提提升滑车(14)，将单根Ⅰ提到钻台面以上；同时，单根输送机1重复步骤1将单根Ⅱ送到鼠洞等待；
步骤3.钻台机械手(2)推扶单根Ⅰ公接头与单根Ⅱ母接头对正后插入，铁钻工(3)上扣，将单根Ⅰ与单根Ⅱ连接为双根；
步骤4.提升机械手(5)提升单根Ⅰ与单根Ⅱ连接成的双根到钻台面以上，同时，单根输送机1重复步骤1将单根Ⅲ送到鼠洞等待；
步骤5.钻台机械手(2)推扶双根公接头与单根Ⅲ母接头对正后插入，铁钻工(3)上扣，将双根与单根Ⅲ连接为立根；
步骤6.提升机械手(5)提升立根到钻台面以上，交给排管机械手(4)，排管机械手(4)将立根转移到指定位置。
5.根据权利要求4所述的利用钻机独立建立根的装置建立根的方法，其特征在于：所述的提升机械手(5)是一种具有可自动扣合各种管柱，将管柱提升到井架二层台以上并交给排管机械手(4)功能的设备。
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