CN209976494U - 管柱移运系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及海洋钻井工程设备领域，特别涉及双作业钻井系统的管柱移运系统，该管柱移运系统包括与钻井平台底座固定连接的井架，还包括与所述井架连接的指梁，分别与所述井架和钻井平台底座固定连接的排管机，分别与立根盒区甲板面和所述钻井平台底座固定连接的钻杆坡道，与所述井架固定连接的上导向机械手和下导向机械手，与所述井架活动连接的游车系统，与所述游车系统活动连接的顶驱，与所述钻井平台底座固定连接的铁钻工，本实用新型管柱移运系统的占用空间减少，结构简单，流程简洁易实现，降低了整个移运系统的成本，分担了立根的重量，且立根摆动的工作半径减小，降低了产生安全事故的风险。

Description

管柱移运系统

技术领域

本实用新型涉及海洋钻井平台钻井装备领域，特别涉及双作业钻井系统的管柱移运系统。

背景技术

随着海洋油气资源的勘探开发，现在海洋钻井技术和装备正在向深海延伸。而海洋油气开发是一项高风险、高投资、高收益的工作，对海洋钻井装备的要求也越来越高。在油气开发过程中，保证整个钻井系统的安全、可靠和高效是关键。

在深海钻井平台，对于立根盒区低于钻台面的立根竖直移运至井口方式主要有两种：第一种是通过安装在井架侧面的上下两个小车的平移将立根倾斜，通过顶驱移运至井口；第二种安装在井架正面的立根机械手将立根下端提高到钻台面以上，然后摆到井口与顶驱连接。第一种方式滑移小车行程从立根区到井口区，行程较大，设备所占空间较大，结构复杂，成本较高。第二种方式立根机械手要悬持整个立根的重量（最大约14吨）摆动到井口，工作半径大，满足以上要求造成设备笨重，且存在安全隐患。

现有技术存在以下问题：

1、现有技术中滑移小车的行程是从立根区到井口区，行程较大，整个设备占用的空间较大，且设备的机构复杂，造成整个移运系统的成本较高；

2、现有技术中的立根机械手需要承担整个立根的重量并将立根摆动到井口，工作半径大，故整个设备比较笨重，存在较大的安全隐患。

为解决上述问题，需要实用新型一种适用于双作业钻井系统的管柱移运系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种适用于双作业钻井系统的管柱移运系统。

为了达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案。

一种管柱移运系统，包括与钻井平台底座固定连接的井架，其还包括：

指梁，所述指梁包括固定指梁和可调指梁，所述固定指梁与所述井架固定连接，所述可调指梁由可调指梁主体和可调指梁架构成，所述可调指梁主体与所述井架固定连接，所述可调指梁架与所述井架活动连接；

排管机，所述排管机分别与所述井架和立根盒区甲板面固定连接；

钻杆坡道，所述钻杆坡道分别与所述立根盒区甲板面和所述钻井平台底座的墙体固定连接；

上导向机械手，所述上导向机械手与所述井架固定连接，所述上导向机械手的数量≥1；

下导向机械手，所述下导向机械手与所述井架固定连接，所述下导向机械手的数量≥1；

游车系统，所述游车系统与所述井架活动连接，所述游车系统与所述钻井平台底座固定连接，所述游车的数量≤2；

顶驱，所述顶驱与所述游车系统活动连接，所述顶驱的数量≤2，所述顶驱的数量与所述游车系统的数量匹配；

铁钻工，所述铁钻工与所述钻井平台底座固定连接所述铁钻工的数量≥1。

作为本实用新型的优选方案，所述井架由主井架和副井架组成，所述副井架与所述主井架固定连接，所述主井架和副井架的底部均与所述钻井平台底座固定连接，所述副井架由拉架和安装架组成，所述拉架的顶部与所述主井架的上部固定连接，所述安装架两个侧边的中上部设置有上导向机械手安装座，所述安装架的两个侧边的中下部设置有下导向机械手安装座，所述主井架设置了双游车系统，可进行双游车系统作业，提高了作业效率，所述副井架内部空间大，增加了安装所述指梁的数量。

作为本实用新型的优选方案，所述排管机包括与所述安装架顶部固定连接的上导轨，与所述上导轨活动连接的上移运小车，与所述上移运小车活动连接的主梁，从上到下依次与所述主梁固定连接的提升绞车、上扶正机械手、夹持机械手和下扶正机械手，与所述主梁下端活动连接的下移运小车，与所述下移运小车活动连接的下导轨，所述下导轨与立根盒区甲板面固定连接，所述排管机的数量为L，L≥1，L个所述排管机共用一个所述上导轨和下导轨，所述主梁可绕自身中心线自转，所述上扶正机械手、夹持机械手和下扶正机械手可进行折叠，节省作业空间，所述上扶正机械手、夹持机械手和下扶正机械手可一次处理单个长9.5米的钻杆的四立根或单个长度为13.5米的钻杆的三立根，降低了劳动强度，所述上扶正机械手、夹持机械手和下扶正机械手均采用液缸进行控制，比较容易实现同步控制，提高运行的稳定性。

作为本实用新型的优选方案，所述上导向机械手包括与所述上导向机械手安装座固定连接的上底座，与所述上底座活动连接的上摆臂，与所述上摆臂活动连接的上摆动液缸，与所述上摆臂的一端活动连接的上导向钳头，所述上摆臂的另一端与所述上底座活动连接，所述上摆动液缸的一端与所述上摆臂的中部活动连接，所述上摆臂的另一端与所述上底座活动连接，所述下导向机械手包括与所述下导向机械手安装座固定连接的下底座，与所述下底座活动连接的下摆臂，与所述下摆臂活动连接的下摆动液缸，与所述下摆臂的一端活动连接的下导向钳头，所述下摆臂的另一端与所述下底座活动连接，所述下摆动液缸的一端与所述下摆臂的中部活动连接，所述下摆动液缸的另一端与所述下底座活动连接，所述上导向机械手和下导向机械手的结构紧凑，降低了所述上导向钳头和下导向钳头的尺寸和运行过程中说占用的空间，所述上导向钳头和下导向钳头均采用液缸控制，控制精度高，能够准确实现各种管子的转移并在运行过程中不妨碍其他设备的正常运作。

作为本实用新型的优选方案，所述钻杆坡道包括坡道主体、随动梭车和安全臂，所述坡道主体的一端与所述立根盒区甲板面固定连接，所述坡道主体的另一端与所述钻井平台底座墙体固定连接，所述随动梭车与所述坡道主体活动连接，所述安全臂与靠近所述坡道主体另一端的所述坡道主体的侧边固定连接，所述随动梭车上设置有围板，所述围板与所述随动梭车固定连接，所述坡道主体的中心线与井眼中心线重合，所述围板防止立根在倾斜过程中滑出所述随动梭车。

作为本实用新型的优选方案，所述顶驱包括与所述游车进行活动连接的顶驱主体，与所述顶驱主体活动连接的吊环，与所述吊环活动连接的液压吊卡。

作为本实用新型的优选方案，所述主井架与所述副井架进行固定连接的一面从上往下依次安装有M个所述指梁，所述M≥1，所述副井架内侧与所述固定指梁相对的面从上往下依次安装有N个所述指梁，N≥1。

作为本实用新型的优选方案，所述游车系统包括与所述主井架固定连接的游车导轨，与所述游车导轨滑动连接的游车，与所述钻井平台底座固定连接的起升液缸底座，与所述起升液缸底座固定连接的起升液缸，所述游车的底部与所述起升液缸的顶端固定连接，所述起升液缸的底部与所述起升液缸底座的顶部固定连接，所述起升液缸底座的底部与所述钻井平台底座固定连接。

作为本实用新型的优选方案，所述排管机、上导向机械手、下导向机械手、钻杆坡道、游车、顶驱、铁钻工及井眼的数量均为2，一个所述排管机、上导向机械手、下导向机械手、钻杆坡道、游车、顶驱、铁钻工及井眼组成一个移运系统，另一个所述排管机、上导向机械手、下导向机械手、钻杆坡道、游车、顶驱、铁钻工及井眼组成另一个移运系统，两个所述移运系统可同时运行也可以只运行一个。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1、本实用新型排管机的行程缩短，整个设备的占用空间减少，移运设备的结构简单，降低了整个移运系统的成本；

2、本实用新型采用钻杆坡道，在移运钻杆、套管和钻铤的过程中，钻杆、套管和钻铤随着随动梭车移动，减少了管具在频繁移运过程中接头的磨损，保护了管具的接头，降低了整个钻机的运营成本；

3、本实用新型采用排管机、导向机械手、钻杆坡道和顶驱相配合的方式移运立根，分担了立根的重量，且立根摆动的工作半径减小，降低了产生安全事故的风险；

4、本实用新型在立根竖直移运过程中，利用所述钻杆坡道上的随动梭车支撑整个立根的重量，通过所述上导向机械手将立根由竖直状态变为倾斜状态，利用所述游车和顶驱的回程提起立根下端至所述钻井平台底座，立根在所述立根盒区甲板面到钻井平台底座面高度的重力势能由所述游车和顶驱的回程能量转化，减少了整个管柱处理系统能量的消耗，节约了成本；

5、本实用新型的移运过程简单，各移运动作互相不干涉且配合紧密，较大程度的提高了整个管柱移运系统的运作效率。

附图说明

图1为本实用新型正视图；

图2为本实用新型侧视图；

图3为本实用新型俯视图；

图4为本实用新型井架立体图；

图5为本实用新型井架另一立体图；

图6为本实用新型主井架立体图；

图7为本实用新型副井架立体图；

图8为本实用新型排管机立体图；

图9为本实用新型上导向机械手立体图；

图10为本实用新型下导向机械手立体图；

图11为本实用新型钻杆坡道立体图；

图12为本实用新型钻杆坡道另一立体图；

图13为本实用新型随动梭车立体图；

图14为本实用新型顶驱立体图；

图15为本实用新型井架+指梁+游车系统立体图；

图16为本实用新型井架+指梁+游车系统另一立体图。

图中标记：1-井架，11-主井架，12-副井架，2-指梁，21-可调指梁，22-固定指梁，3-排管机，31-上导轨，32-上移运小车，33-主梁，34-提升绞车，35-上扶正机械手，36-夹持机械手，37-下扶正机械手，38-下移运小车，39-下导轨，4-钻杆坡道，41-坡道主体，42-随动梭车，421-围板，43-安全臂，5-上导向机械手，51-上底座，52-上摆臂，53-上摆动液缸，54-上导向钳头，6-下导向机械手，61-下底座，62-下摆臂，63-下摆动液缸，64-下导向钳头，7-游车系统，71-游车，72-游车导轨，73-起升液缸，74-起升液缸底座，8-顶驱，81-顶驱主体，82-吊环，83-液压吊卡，9-铁钻工,1’-待移运立根，2’-立根盒区甲板面，3’-钻井平台底座。

具体实施方式

下面结合实施例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述，但不应将此理解为本实用新型上述主体的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的保护范围。

实施例1

如图1-7，图15-16所示，管柱移运系统由井架1、指梁2、排管机3、钻杆坡道4、上导向机械手5、下导向机械手6、游车系统7、顶驱8和铁钻工9组成，在本实施例中排管机3、钻杆坡道4、上导向机械手5、下导向机械手6、游车系统7、顶驱8和铁钻工9的数量均为2个，井架1与钻井平台底座3’固定连接，井架1由主井架11和副井架12组成，副井架12由拉架121和安装架122组成，安装架122的两个侧边的中上部焊接有上导向机械手安装座123，安装架122的两个侧边的中下部焊接有下导向机械手安装座124，拉架121的顶部与主井架11的上部固定连接，拉架121的底部与安装架122的顶部固定连接，指梁2包括固定指梁22和可调指梁21，在本实施例中指梁2的数量为4个，2个固定指梁22和2个可调指梁21,在其他实施例中，固定指梁22和可调指梁21的数量可根据实际需要进行设定，主井架11与副井架12进行固定连接的一面从上往下依次安装有2个固定指梁22，副井架12内侧与固定指梁22相对的面从上往下依次安装有2个可调指梁，2个排管机3的顶部分别与安装架122的两个侧边的顶部固定连接，2个排管机3的底部与钻井平台底座3’固定连接，,2个上导向机械手5和2个下导向机械手6分别与井架1固定连接，即2个上导向机械手5分别与安装架122的两个侧边的中上部焊接的上导向机械手安装座123固定连接，2个下导向机械手6分别与安装架122的两个侧边的中下部焊接的下导向机械手安装座124固定连接，2个游车系统7与井架1活动连接，即2个游车系统7与主井架11活动连接，2个游车系统7分别安装在主井架11的相对的两个面上，游车系统7的上部与主井架11的上部活动连接，游车系统7的下部与钻井平台底座3’固定连接，2个顶驱8的上部分别与2个游车系统7的底部活动连接，2个铁钻工与钻井平台底座3’固定连接，安装在井口附近。

如图8所示，排管机3包括与安装架122顶部固定连接的上导轨31，与上导轨31活动连接的上移运小车32，与上移运小车32活动连接的主梁33，从上到下依次与主梁33固定连接的提升绞车34、上扶正机械手35、夹持机械手36和下扶正机械手37，与主梁33下端活动连接的下移运小车38，与下移运小车38活动连接的下导轨39，下导轨39与立根盒区甲板面2’固定连接，在本实施例中2个排管机3共用一个上导轨31和下导轨39。

如图9-10所示，上导向机械手5包括与上导向机械手安装座123固定连接的上底座51，与上底座51活动连接的上摆臂52，与上摆臂52活动连接的上摆动液缸53，与上摆臂52的一端活动连接的上导向钳头54，上摆臂52由两根上杆件组成，两根上杆件的一端分别与上底座51铰接，两根上杆件的另一端分别与上导向钳头54铰接，上摆动液缸53的一端与一根上杆件的中部铰接，上摆动液缸53的另一端与另一根上杆件的一端共同与上底座51铰接，下导向机械手6包括与下导向机械手安装座124固定连接的下底座61，与下底座61活动连接的下摆臂62，与下摆臂62活动连接的下摆动液缸63，与下摆臂62活动连接的下导向钳头64，下摆臂62由两根下杆件组成，两根下杆件的一端分别与下底座61铰接，两根下杆件的另一端分别与下导向钳头64铰接，下摆动液缸63的一端与一根下杆件的中部铰接，下摆动液缸63的另一端与另一根下杆件的一端共同与下底座61铰接。

如图11-13所示，钻杆坡道4包括坡道主体41、随动梭车42和安全臂43，坡道主体41的一端与立根盒区甲板面2’固定连接，坡道主体41的另一端与钻井平台底座3’的墙体固定连接，随动梭车42与坡道主体41活动连接，安全臂43与靠近坡道主体41另一端的坡道主体41的侧边固定连接，随动梭车42上设置有围板421，围板421与随动梭车42固定连接，坡道主体41的中心线与井眼中心线重合，围板421的结构可以将立根1’的一端完全包围住，防止在移运立根1’的过程中立根1’翻出随动梭车，从而引发安装事故。

如图14所示，顶驱8由顶驱主体81、吊环82和液压吊卡组成，顶驱主体81的顶部与游车系统7的底部活动连接，吊环82与顶驱主体81的底部活动连接，液压吊卡83与吊环82的底部活动连接。

如图15所示，游车系统7由游车71、游车导轨72、起升液缸73和起升液缸底座74组成，游车导轨72与主井架11固定连接，与钻井平台底座3’垂直，游车71与游车导轨72滑动连接，起升液缸73的顶部与游车71的底部固定连接，起升液缸73的底部与起升液缸底座74的顶部固定连接，起升液缸底座74的底部与钻井平台底座3’固定连接。为了方便描述，在图1中未展现起升液缸73和起升液缸底座74。

在本实施例中，共有两个移运系统，每一个移运系统均包含有一个排管机3、上导向机械手5、下导向机械手6、钻杆坡道4、游车7、顶驱8和铁钻工9，根据经常工作的实际需求，两个所述移运系统可同时运行也可以只运行一个，另外一个备用。

Claims (9)

1.管柱移运系统，包括与钻井平台底座固定连接的井架，其特征在于，还包括：

指梁，所述指梁包括固定指梁和可调指梁，所述固定指梁与所述井架固定连接，所述可调指梁由可调指梁主体和可调指梁架构成，所述可调指梁主体与所述井架固定连接，所述可调指梁架与所述井架活动连接；

排管机，所述排管机分别与所述井架和立根盒区甲板面固定连接；

钻杆坡道，所述钻杆坡道分别与所述立根盒区甲板面和所述钻井平台底座的墙体固定连接；

上导向机械手，所述上导向机械手与所述井架固定连接，所述上导向机械手的数量≥1；

下导向机械手，所述下导向机械手与所述井架固定连接，所述下导向机械手的数量≥1；

游车系统，所述游车系统与所述井架活动连接，所述游车系统与所述钻井平台底座固定连接，所述游车的数量≤2；

顶驱，所述顶驱与所述游车系统活动连接，所述顶驱的数量≤2，所述顶驱的数量与所述游车系统的数量匹配；

铁钻工，所述铁钻工与所述钻井平台底座固定连接所述铁钻工的数量≥1。

2.根据权利要求1所述的管柱移运系统，其特征在于：所述井架由主井架和副井架组成，所述副井架与所述主井架固定连接，所述主井架和副井架的底部均与所述钻井平台底座固定连接，所述副井架由拉架和安装架组成，所述拉架的顶部与所述主井架的上部固定连接，所述安装架两个侧边的中上部设置有上导向机械手安装座，所述安装架的两个侧边的中下部设置有下导向机械手安装座。

3.根据权利要求2所述的管柱移运系统，其特征在于：所述排管机包括与所述安装架顶部固定连接的上导轨，与所述上导轨活动连接的上移运小车，与所述上移运小车活动连接的主梁，从上到下依次与所述主梁固定连接的提升绞车、上扶正机械手、夹持机械手和下扶正机械手，与所述主梁下端活动连接的下移运小车，与所述下移运小车活动连接的下导轨，所述下导轨与立根盒区甲板面固定连接，所述排管机的数量为L，L≥1，L个所述排管机共用一个所述上导轨和下导轨。

4.根据权利要求3所述的管柱移运系统，其特征在于：所述上导向机械手包括与所述上导向机械手安装座固定连接的上底座，与所述上底座活动连接的上摆臂，与所述上摆臂活动连接的上摆动液缸，与所述上摆臂的一端活动连接的上导向钳头，所述上摆臂的另一端与所述上底座活动连接，所述上摆动液缸的一端与所述上摆臂的中部活动连接，所述下导向机械手包括与所述下导向机械手安装座固定连接的下底座，与所述下底座活动连接的下摆臂，与所述下摆臂活动连接的下摆动液缸，与所述下摆臂的一端活动连接的下导向钳头，所述下摆臂的另一端与所述下底座活动连接，所述下摆动液缸的一端与所述下摆臂的中部活动连接。

5.根据权利要求4所述的管柱移运系统，其特征在于：所述钻杆坡道包括坡道主体、随动梭车和安全臂，所述坡道主体的一端与所述立根盒区甲板面固定连接，所述坡道主体的另一端与所述钻井平台底座墙体固定连接，所述随动梭车与所述坡道主体活动连接，所述安全臂与靠近所述坡道主体另一端的所述坡道主体的侧边固定连接，所述随动梭车上设置有围板，所述围板与所述随动梭车固定连接，所述坡道主体的中心线与井眼中心线重合。

6.根据权利要求5所述的一种管柱移运系统，其特征在于：所述顶驱包括与所述游车进行活动连接的顶驱主体，与所述顶驱主体活动连接的吊环，与所述吊环活动连接的液压吊卡。

7.根据权利要求6所述的管柱移运系统，其特征在于：所述主井架与所述副井架进行固定连接的一面从上往下依次安装有M个所述指梁，所述M≥1，所述副井架内侧与所述固定指梁相对的面从上往下依次安装有N个所述指梁，N≥1。

8.根据权利要求7所述的管柱移运系统，其特征在于：所述游车系统包括与所述主井架固定连接的游车导轨，与所述游车导轨滑动连接的游车，与所述钻井平台底座固定连接的起升液缸底座，与所述起升液缸底座固定连接的起升液缸，所述游车的底部与所述起升液缸的顶端固定连接，所述起升液缸的底部与所述起升液缸底座的顶部固定连接，所述起升液缸底座的底部与所述钻井平台底座固定连接。

9.根据权利要求8所述的管柱移运系统，其特征在于：所述排管机、上导向机械手、下导向机械手、钻杆坡道、游车、顶驱、铁钻工及井眼的数量均为2，一个所述排管机、上导向机械手、下导向机械手、钻杆坡道、游车、顶驱、铁钻工及井眼组成一个移运系统，另一个所述排管机、上导向机械手、下导向机械手、钻杆坡道、游车、顶驱、铁钻工及井眼组成另一个移运系统，两个所述移运系统同时运行或只运行一个。

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