CN112031669B - 一种适用于高寒钻机的液压蟹式换向移运装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种适用于高寒钻机的液压蟹式换向移运装置，属于高寒地区油气钻井勘探领域。本发明包括导轨总成、伸缩液压缸总成、X方向移运小车、后支撑座和前支撑座；其中导轨总成包括X‑Y换向导轨、X方向平移导轨、活动连接板、活动角板、针形插销和插销孔；其中伸缩液压缸总成包括机械爪和平移液缸；其中后支撑座和前支撑座包括机械爪、平移液缸、顶升液缸、支撑柱、钢架外壳等部件；本发明一种适用于高寒钻机的液压蟹式换向移运装置采用模块化导轨，减少拆装的时间，增加移运的平稳性；支撑座中的十字凹滚轮和限位圆管用于实现X‑Y换向，换向时不用拆装钻机，极大的提高了钻井效率，其搬迁效率和性能均高于原有装置。

Description

一种适用于高寒钻机的液压蟹式换向移运装置
技术领域
本发明一种适用于高寒钻机的液压蟹式换向移运装置，属于高寒地区油气钻井勘探领域。
背景技术
随着易开采油气藏的逐年减少，高寒地区油气藏开采已逐渐成为油气藏开采发展的主流，据美国地质调查局估计:(1)未被发现的油气资源中，13％的石油和30％的天然气分布在高寒地区；(2)已探明的油气资源中，22％的油气资源在高寒地区。而我国主要的油气资源进口渠道之一便是俄罗斯及中西亚国家，石油进口量约占20％，天然气占80％。加快以俄罗斯为代表的高寒地区油气资源开发，提升油气资源供给能力，是保障我国能源安全的重大举措。
高寒钻机作为高寒地区油气资源开发的关键设备之一，其目前主要存在的问题为：搬迁移运非钻井时间过长，导致设备无法正常运行、效益低、钻采成本高等问题。这就要求高寒钻机减少非钻井作业时间、提高钻井效率、降低钻井开发成本，同时打多排井并提高井眼密度，就必须实现钻机的高效移运。然而，目前的钻机移运技术只能实现单向列车式移动和单排井作业，多排井时仍然需要拆卸钻机，安装工作量大，移运较为困难，运输车次多，效率低，搬迁运输时间长，使钻机搬迁运移时间占到非钻井作业时间70％以上，严重影响了油田开发效率、增大了油田开发成本。
因此，结合已有的列车式平移，为改变传统单排直列轨道式的钻机移运模式，解决传统列车式移动钻机打多排井就必须拆卸安装的问题，提高油田有效工作时间占比，降低油田开发成本，实现钻机高效、快速、精确移运，同时打多排井的要求，提出了一种适用于高寒钻机的液压蟹式换向移运装置。
发明内容
本发明的目的在于提高高寒钻机的油田有效工作时间占比和实现打多排井时换向问题，提出了一种适用于高寒钻机的液压蟹式换向移运装置。
本发明实现其目的所采用的技术方案是：
本发明一种适用于高寒钻机的液压蟹式换向移运装置，主要由导轨总成、X方向移运小车、支撑座和伸缩液压缸总成组成。导轨总成由X方向平移导轨、X-Y换向导轨、活动角板、活动连接板和针形插销组成；X方向平移导轨由千斤顶、顶升油缸、连接板组成；X-Y换向导轨由X方向导轨和Y方向导轨组成；X方向移运小车由直线排轮、支撑板组成；支撑座由钢架外壳、十字钢支撑架、半球体、十字保持架、限位圆管、耳板、定位板、矩形板、筋板、平移液缸、顶升液缸、机械爪、球体滚珠、十字凹滚轮、支撑柱组成。
运输模块有主机模块、固控模块一、固控模块二、泵房模块、动力模块五个部分。所述主机模块由井架、G型底座、绞车、天车、游车、水龙头、转盘关键部件构成；所述固控模块一由一个补给罐、一个振动筛罐、支架、一个离心机罐等组成；所述固控模块二由一个混浆吸入罐、两个储备泥浆罐、一个灌注撬等组成；所述泵房模块由两台钻井泵以及两套泥浆泵组构成；所述动力模块为VFD/MCC房。
多个平移导轨模块之间通过针形插销连接组成X方向导轨，同时通过针形插销与X-Y换向导轨连接组成完整的轨道；X方向移运小车通过直线排轮在X方向平移导轨上滑动，通过平移液缸伸长和收缩推动X方向移运小车而进行移运固控模块、泵房模块、动力模块和主机模块，自此完成X方向平移；支撑座通过十字凹滚轮在轨道上滑动，支撑座之间通过连接板用插销连接以固定支撑座之间的相对位置，限位圆管用于X-Y方向十字凹滚轮的移动定位，在X方向搬迁时进行X方向定位，换向时将限位圆管取下，换向后再用于Y方向定位，支撑座上方的定位板与主机模块相连接，主机模块与井架相连接，支撑座底部的耳板与平移油缸连接，通过平移液缸伸长和收缩推动，实现主机模块的Y方向移动。
所述X方向平移导轨由多个活动连接板，连接板与连接板之间通过针形插销将单个平移导轨相互连接。
所述X-Y换向导轨由多个活动角板，通过针形插销与X方向平移导轨组装成导轨总成。
所述X方向移运小车的支撑板通过螺栓螺母与直线排轮相连接。
所述支撑座，每个支撑座四周焊接有四个耳板，两个定位板，四个矩形板，支撑座的钢架外壳内部焊接有十字钢支撑架，十字钢支撑架与半球体通过焊接连接，十字保持架焊接在半球体上，十字保持架装有十三个球体滚珠，支撑座底部装有两个顶升液缸。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1.与传统钻机移运技术相比，实现X-Y方向移运搬迁；
2.与传统拆装运输搬迁技术相比，此装置安装工作量小，极大减少钻机搬迁时间，降低油田开发成本；
3.导轨总成的模块化组装实现钻机在凸凹不平地基上的平稳安全运移,从而避免轨道严重变形。
附图说明
图1为本发明一种适用于高寒钻机的液压蟹式换向移运装置的三维立体图；
图2为本发明一种适用于高寒钻机的液压蟹式换向移运装置的导轨总成三维立体图；
图3为本发明一种适用于高寒钻机的液压蟹式换向移运装置的X-Y换向导轨的三维立体图；
图4为本发明一种适用于高寒钻机的液压蟹式换向移运装置的X方向平移导轨的三维立体图；
图5为本发明一种适用于高寒钻机的液压蟹式换向移运装置的X方向移运小车的三维立体图；
图6为本发明一种适用于高寒钻机的液压蟹式换向移运装置的支撑座的外部三维立体图；
图7为本发明一种适用于高寒钻机的液压蟹式换向移运装置的支撑座的内部三维立体图；
图8为本发明一种适用于高寒钻机的液压蟹式换向移运装置的蟹式液压臂总成示意图；
图9为本发明一种适用于高寒钻机的液压蟹式换向移运装置的整体搬迁示意图；
图10为本发明一种适用于高寒钻机的液压蟹式换向移运装置的搬迁原理示意图；
图中：1.导轨总成；2.伸缩液压缸总成；3.X方向移运小车；4.后支撑座；5.前支撑座；6.连接板；7.X-Y换向导轨；8.X方向平移导轨；9.活动连接板；10.活动角板；11.针形插销；12.插销孔；13.直线排轮；14.支撑板；15.机械爪；16.平移液缸；17.顶升液缸；18.支撑柱；19.钢架外壳；20.定位板；21.矩形板；22.耳板一；23.耳板二；24.半球体；25.十字凹滚轮；26.限位圆管；27.定位孔；28.球体滚珠；29.十字保持架30.十字钢支撑架；31.动力模块；32.泵房模块；33.固控模块；34.主机模块；35.井架。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明：
如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本发明一种适用于高寒钻机的液压蟹式换向移运装置，该装置主要由导轨总成1、伸缩液压缸总成2、X方向移运小车3、后支撑座4和前支撑座5组成；所述导轨总成1由X-Y换向导轨7、X方向平移导轨8、活动连接板9、活动角板10、针形插销11和插销孔12组成；所述伸缩液压缸总成2由机械爪15和平移液缸16组成；所述X方向移运小车3由直线排轮13和支撑板14组成；所述后支撑座4和前支撑座5都由机械爪15、平移液缸16、顶升液缸17、支撑柱18、钢架外壳19、定位板20、矩形板21、耳板一22、耳板二23、半球体24、十字凹滚轮25、限位圆管26、定位孔27、球体滚珠28、十字保持架29和十字钢支撑架30组成；伸缩液压缸总成2与X方向移运小车3通过螺栓螺母连接，伸缩液压缸总成2与后支撑座4和前支撑座5通过螺栓螺母连接；伸缩液压缸总成2通过机械爪15放置在导轨总成1上，后支撑座4和前支撑座5通过十字凹滚轮25放置在导轨总成1上，X方向移运小车3通过直线排轮13放置在导轨总成1上；X方向平移导轨8之间通过针形插销11连接组成X方向导轨，同时通过针形插销11与X-Y换向导轨7连接组成导轨总成1；后支撑座4和前支撑座5均通过十字凹滚轮25在导轨总成1上滑动，连接板6与前支撑座5的耳板一22和后支撑座4的耳板二23用插销连接以固定其的相对位置。
如图2、图3和图4所示，所述X方向平移导轨8通过活动连接板9用针形插销11进行连接，完成X方向导轨的组装，活动角板10和针形插销11与X-Y换向导轨7进行连接组装，其中针形插销11通过插销孔12进行固定轨道之间的相对位置，最终完成导轨总成1的组装。
如图6、图7所示，所述后支撑座4和前支撑座5的钢架外壳19上焊接有定位板20、矩形板21、耳板一22和耳板二23，后支撑座4和前支撑座5四周均安装有伸缩液压缸总成2，钢架外壳19内部焊接有十字钢支撑架30，十字钢支撑架30与半球体24焊接，十字保持架29焊接在半球体24内部，十字保持架29上装有十三个球体滚珠28，限位圆管26通过十字保持架29和十字凹滚轮25，后支撑座4和前支撑座5底部分别装有两个顶升液缸17。
其工作原理为:
钻机单排井作业时，机械爪15抓住导轨总成1结构中的凸台，平移液缸16伸长推动钻机沿导轨方向平移1个油缸行程，到位后，油缸后座随活塞杆缩回而向靠近钻机方向移动1个油缸行程，至此完成1个步进动作，上述过程循环反复直到将钻机移动至新井位。伸缩液压缸总成2安装于X方向移运小车3和后支撑座4和前支撑座5上，实现对各个模块的搬迁。
钻机多排井作业时，在Y方向上，通过X-Y换向导轨7，通过连接在支撑座Y方向上的平移油缸16同样原理推动钻机至井位，待Y方位钻井结束，钻机回到X方向继续前进。
如图10所示，1～9为钻井井口，①～⑩为移运先后顺序，四个支撑座对井架和主机模块进行搬运到井口1的位置进行钻井，结束到井口2进行钻井，再到井口3，之后又回到井口1向前到井口4，重复以上步骤。整个过程中，Y方向钻井时，井架和主机模块进行移运钻井，其余模块不进行搬迁。

Claims (1)

1.一种适用于高寒钻机的液压蟹式换向移运装置，该装置包括导轨总成(1)、伸缩液压缸总成(2)、X方向移运小车(3)、后支撑座(4)和前支撑座(5)；所述导轨总成(1)由X-Y换向导轨(7)、X方向平移导轨(8)、活动连接板(9)、活动角板(10)、针形插销(11)和插销孔(12)组成；所述伸缩液压缸总成(2)由机械爪(15)和平移液缸(16)组成；所述X方向移运小车(3)由直线排轮(13)和支撑板(14)组成；所述后支撑座(4)和前支撑座(5)都由机械爪(15)、平移液缸(16)、顶升液缸(17)、支撑柱(18)、钢架外壳(19)、定位板(20)、矩形板(21)、耳板一(22)、耳板二(23)、半球体(24)、十字凹滚轮(25)、限位圆管(26)、球体滚珠(28)、十字保持架(29)和十字钢支撑架(30)组成；
伸缩液压缸总成(2)与X方向移运小车(3)通过螺栓螺母连接，伸缩液压缸总成(2)与后支撑座(4)和前支撑座(5)通过螺栓螺母连接；X方向移运小车(3)通过直线排轮(13)放置在导轨总成(1)上；X方向平移导轨(8)通过活动连接板(9)用针形插销(11)进行连接，完成X方向导轨的组装，活动角板(10)和针形插销(11)与X-Y换向导轨(7)进行连接组装，其中针形插销(11)通过插销孔(12)固定轨道之间的相对位置，最终完成导轨总成(1)的组装；后支撑座(4)和前支撑座(5)均通过十字凹滚轮(25)在导轨总成(1)上滑动，连接板(6)与前支撑座(5)的耳板一(22)和后支撑座(4)的耳板二(23)用插销连接以固定其的相对位置；后支撑座(4)和前支撑座(5)的钢架外壳(19)外部焊接有定位板(20)、矩形板(21)、耳板一(22)和耳板二(23)，后支撑座(4)和前支撑座(5)四周均安装有伸缩液压缸总成(2)，钢架外壳(19)内部焊接有十字钢支撑架(30)，十字钢支撑架(30)与半球体(24)焊接，十字保持架(29)焊接在半球体(24)内部，十字保持架(29)上装有十三个球体滚珠(28)，十字保持架(29)和十字凹滚轮(25)之间插入限位圆管(26)以限制滚动方向，后支撑座(4)和前支撑座(5)底部分别装有两个顶升液缸(17)。
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