CN215213351U - 一种双井口自升式钻井平台悬臂梁装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双井口自升式钻井平台悬臂梁装置，包括一悬臂梁体，钻台上设置有井架，钻台上设置有两个钻井，每个钻井均配置有一套钻井设备，每套钻井设备包括一个钻杆卡盘，钻杆卡盘底部配置有导轨且能在导轨上实现水平移动；井架的顶部设置有两个滑轨，每个滑轨上设置有滑轮架，且滑轮架能在滑轨上与相应钻井的钻杆卡盘在其导轨上实现同步水平移动。本实用新型公开的双井口自升式钻井平台悬臂梁装置，解决了单井口自升式钻井平台的悬臂梁钻台的井口作业空间不足而导致的整体作业效率天花板的问题，提升了钻井效率和套管作业效率，缩减工作时间和降低钻井成本，使得新式自升式钻井平台能够增强在运营成本和提高市场竞争能力。

Description

一种双井口自升式钻井平台悬臂梁装置

技术领域

本实用新型涉及自升式钻井平台，具体涉及一种双井口自升式钻井平台悬臂梁装置。

背景技术

自升式钻井平台在浅海油气勘探开发中应用广泛，现有的悬臂梁是当前自升式钻井平台的标准配置，包括了悬臂梁主体及其内置的设备空间(如包含了钻井液处理设备设施、固井设备设施、井控设备设施等)、井口区、钻台区及转盘和钻井设备、井架及其设备等，能实现钻台的整体纵向和横向移动，从而适应生产井钻井作业需求。

悬臂梁的界面形状类似“日”字形状，是一种狭长的结构组合物，其设计为：在悬臂梁远端，布置有高于悬臂梁上表面的钻台结构，钻台上安装井架、立根盒、指梁、二层台、排管机、铁钻工、天车滑轮、游车、顶驱、转盘、钻井绞车、司钻房、气动绞车、节流压井管汇、立管管汇、液压站等钻井设备，主要服务于围绕着转盘中心开展的接立根、起下钻、起下套管、钻井等主线作业流程；而远离钻台一侧的上甲板主要用来存放钻杆和套管、猫道机，主要服务于围绕钻台作业流程开展的辅助工作；下甲板主要是用来安放钻井作业时相关设备，比如振动筛、固井泵等。

目前悬臂梁钻台区域均采用单井口工作流程，即由单台钻井绞车驱动游车；天车滑轮采用固定滑轮组合且速度恒定，铁钻工、排管机与立根盒配合排放和抓取钻杆立柱。单台钻井绞车驱动游车则需要每隔一段时间就进行滑移切割钻井大绳的作业并占用井口时间，天车滑轮固定的滑轮组不能根据钻杆的重量灵活调整起下速度。由于单井口的流程设计导致每一个操作均占用有效井口时间，作业效率低下，不能充分利用钻井系统的设备资源，已经越来越不能满足国内外客户的降本提质增效的需求；尽管目前已经存在双井口式的设计，但多用于深水半潜式钻井平台，因其占用面积大且重量大的原因而几乎没有应用到自升式钻井平台上。即使半潜式钻井平台上采用的双井口设计，其井口间距也是固定间距的。由此可知，现有采用单井口的悬臂梁钻台区域存在井口作业空间不足的问题，整体作业效率遇到了天花板，进而在油价低迷期企业的竞争力无法继续提升。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双井口自升式钻井平台悬臂梁装置，用以解决现有的单井口自升式钻井平台的悬臂梁钻台的井口作业空间不足而导致的整体作业效率受限的问题。

本实用新型提供一种双井口自升式钻井平台悬臂梁装置，包括一悬臂梁体，所述悬臂梁体的固定端设置有钻台，所述钻台上设置有井架，所述钻台上设置有两个钻井，每个钻井均配置有一套钻井设备，每套钻井设备包括一个钻杆卡盘和一个钻杆吊卡，所述钻杆卡盘设置于钻井上，所述钻杆卡盘底部配置有导轨且能在导轨上实现水平移动；所述钻杆吊卡位于钻井的上方；所述井架的顶部设置有两个滑轨，两个滑轨分别对应于两个钻井的正上方；每个滑轨上设置有滑轮架，且所述滑轮架能在滑轨上与相应钻井的钻杆卡盘在其导轨上实现同步水平移动；每个滑轮架上设置有一个天车滑轮组，天车滑轮组包括一个主滑轮，主滑轮上挂设有天车滑轮缆绳，所述钻杆吊卡固定于天车滑轮缆绳的底端。

优选地，所述悬臂梁体包括上甲板、中甲板、下甲板和两个侧板，所述上甲板、所述中甲板、所述下甲板自上而下依次平行设置，两个侧板分别设置于所述上甲板、所述中甲板、所述下甲板的两侧形成所述悬臂梁体。

优选地，两个所述钻井共用一个立根盒，所述立根盒水平设置于所述上甲板上，用于装设钻井所需的钻杆。

优选地，每套钻井设备还包括一个钻杆运输装置、一个多功能机械臂和一个顶驱游车装置，其中，所述钻杆运输装置用于将立根盒内的钻杆运输至钻台的钻井井口位置；所述多功能机械臂设置于钻台上，用于将钻台的钻井井口位置的钻杆运输至所述钻杆吊卡供其夹持。

优选地，所述钻杆运输装置包括猫道机底架、猫道机主道、猫道机、排管机和机械抬杆器，所述猫道机底架设置有上甲板上，所述猫道机主道设置于猫道机底架上，所述猫道机设置于猫道机主道上并能沿着猫道机主道直线运动；两个所述钻井设备的钻杆运输装置的猫道机分别位于所述立根盒的两侧；所述排管机、机械抬杆器设置于所述立根盒与所述猫道机之间。

优选地，一个所述滑轮架、一个所述天车滑轮组的主滑轮和一根所述天车滑轮绳共同组成一套顶驱游车装置，每套顶驱游车装置配置有一套驱动装置，每套驱动装置包括两个绞车、四个绞车动滑轮、一个绞车定滑轮和两根绞车绳；所述天车滑轮组包括一个定滑轮组和一个动滑轮组，所述定滑轮组固定于滑轨外端，所述动滑轮组活动设置于滑轨上；所述主滑轮设置于所述动滑轮组内，所述定滑轮组和所述动滑轮组分别包括两个绞车动滑轮，其中，所述动滑轮组的两个绞车动滑轮分别设置于所述主滑轮的两侧；两个绞车分别于中甲板和下甲板的外端，绞车定滑轮设置在井架和悬臂梁体的连接处；其中一个绞车分别通过一根绞车绳经绞车定滑轮转向90度后，分别缠绕于所述定滑轮组的一个绞车动滑轮和所述动滑轮组的同侧的绞车动滑轮，另一个绞车分别通过另一根绞车绳经绞车定滑轮转向90度后，分别缠绕于所述定滑轮组的另一个绞车动滑轮和所述动滑轮组的另一个绞车动滑轮上；两个绞车同时分别通过两根绞车绳实现对所述动滑轮组垂直高度的控制，从而实现对所述动滑轮组的主滑轮的上升或下降。

优选地，还包括控制器，所述钻杆卡盘配置有至少两个卡盘滚轮和钻台电机，所述钻台电机设置于所述钻台上，所述卡盘滚轮能在所述导轨上移动，其中一个或两个所述卡盘滚轮与所述钻台电机的输出轴连接；所述滑轮架配置有至少两个滑轮架滚轮和井架电机，所述井架电机设置于所述井架的顶部上，所述滑轮架滚轮能在所述滑轨上移动，其中一个或两个所述滑轮架滚轮与所述井架电机的输出轴连接；所述钻台电机和所述井架电机均与所述控制器相连接。

优选地，所述钻台电机采用液压装置替换。

优选地，所述井架为门式井架。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型公开了一种双井口自升式钻井平台悬臂梁装置，在悬臂梁体的固定端的钻台上布置双钻井，钻杆卡盘在导轨上实现水平移动的过程过程中，位于钻井的上方的钻杆吊卡随着滑轮架在滑轨上同步水平移动，从而实现了两个井口的位置及其间距的可调，提高了钻井效率；水平设置的立根盒能降低重心，有利于降低自升式钻井平台整体重心和提高稳定性和安全性；两套猫道机分别位于立根盒的两侧，提高了作业效率。本实用新型公开的双井口自升式钻井平台悬臂装置，解决了单井口自升式钻井平台的悬臂梁钻台的井口作业空间不足而导致的整体作业效率天花板的问题，提升了钻井效率和套管作业效率，缩减工作时间和降低钻井成本，使得新式自升式钻井平台能够增强在运营成本和提高市场竞争能力。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提供的双井口自升式钻井平台悬臂梁装置的三维视图；

图2为本实用新型实施例1提供的双井口自升式钻井平台悬臂梁装置的整体垂直方向的剖视图；

图3为本实用新型实施例1提供的井架的垂直方向的剖视图；

图4为本实用新型实施例1提供的钻台的俯视图；

图5为本实用新型实施例1提供的井架的俯视图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型本实用新型公开的双井口自升式钻井平台悬臂梁，采用钻台为基体，在钻台面设计在同一轴线上的两个井口，井口的间距可进行一定量的调整；对应地，钻台面上布置覆盖两个井口的井架，在井架顶部垂直对应两个井口的位置布置两个天车滑轮，天车滑轮的间距同样可以进行一定量的调整，与其配套的游车和顶驱及其轨道均可以跟随井口间距的调整而调整，从而可以实现两个井口均能进行钻井作业的模式，改变了自升式平台钻井只能单一进行钻井作业的固有模式，采用双井口工作，且井口位置可调，将串联作业改变为并行作业，以充分分配利用悬臂梁上设备资源为手段，设计可调距离的双井口，可以实现两个井口同步钻井或者不同井口开展不同步骤作业的功能，比如一个井口进行钻进而另一个井口进行下套管固井等，以提高整体作业效率和作业能力。由于井口布置在紧靠悬臂梁尾部端面，以及两个井口的间距可调整的特性，可以使得该实用新型获得远大于现有设计的悬臂梁井口最远外伸距离(以钻井平台主船体船尾封板为参照位置)，也可以获得远大于现有设计的悬臂梁井口横向移动距离。即极大的扩大了悬臂梁井口覆盖面，提升作业效率降低作业成本。并且对各种辅助设备设施按匹配并行作业的特点进行拆解重组，可以解决自升式钻井平台的现有悬臂梁钻台单一流程设计概念中一些辅助性工作也要占用井口的问题，使得整体作业效率得到大幅提高，更加匹配在国际石油价格低迷的情况下客户对继续降本提质增效的追求，从而提高在油价低迷期企业的竞争力和生存能力。每个井口分别配置两台钻井绞车驱动游车，能大幅度提升游车速度并且不需要滑移切割钻井大绳；天车滑轮游车滑轮组可分组匹配，提供不同速度的滑轮组合，获得轻载的情况下更高速度。同时设计两个井口距离可调，同时联动天车滑轮进行滑移调节。将现有的与井架统一为一体的立根盒进行拆离，并对悬臂梁上钻井设备的重量重心重新分配，使得同等强度情况下结构的有效承载能力显著提高，特别是井架与立根盒分开布置后因其不再承受立根盒的载荷而能在有限的结构大幅增加其结构承载能力。

实施例1

实施例1提供一种双井口自升式钻井平台悬臂梁装置，下面对其结构进行详细描述。

参考图1至图3，该双井口自升式钻井平台悬臂梁装置包括一个悬臂梁体1和一个井架2。

悬臂梁体1包括上甲板11、中甲板12、下甲板13和两个侧板14，上甲板11、中甲板12、下甲板13自上而下依次平行设置，两个侧板14分别设置于上甲板11、中甲板12、下甲板13的两侧形成悬臂梁体1。

悬臂梁体1的固定端的端部设置有钻台3，钻台3上设置有井架2，具体地，该井架2为门式井架。

参考图4，钻台3上设置有主井和辅井这两个钻井，每个钻井都有一个井口，每个钻井均配置有一套钻井设备，且两个井口共用一个立根盒31，立根盒31水平设置于悬臂梁体1的上甲板11上，用于装设钻井所需的钻杆30；

每套钻井设备包括一个钻杆卡盘41、一个钻杆吊卡42、一个钻杆运输装置、一个多功能机械臂43和一套顶驱游车装置，其中，顶驱游车装置用于控制钻杆吊卡42的下放；

钻杆卡盘41设置于主井口或辅井口上，钻杆卡盘41底部配置有导轨，能在导轨上实现水平移动；

钻杆运输装置用于将立根盒31内的钻杆30运输至钻台3的钻井井口位置；

带钻杆吊卡42位于钻井的上方，用于夹持钻杆30并向井下输送：

多功能机械臂43设置于钻台3上，用于将钻台3的钻井井口位置的钻杆30运输至带钻杆吊卡42供其夹持。

具体地，钻杆运输装置包括猫道机底架51、猫道机主道52、猫道机53、排管机和机械抬杆器，

猫道机底架51设置有上甲板11上，猫道机主道52设置于猫道机底架51上，猫道机53设置于猫道机主道52上并能沿着猫道机主道52直线运动；

两个钻杆运输装置的猫道机53分别位于立根盒31的两侧，且两个猫道机53与立根盒31的高度相同，用于实现钻杆30向双井口的同步输送。

排管机、机械抬杆器设置于立根盒31与猫道机53之间；

排管机，将钻杆30从立根盒31推到机械抬杆器，机械抬杆器再将钻杆30抬到猫道机53上；

猫道机53沿着猫道机主道52顶着钻杆30直至钻台3的钻井井口位置。

每套顶驱游车装置包括一个滑轮架61、一个天车滑轮组的主滑轮62、一根天车滑轮缆绳，

井架2的顶部设置有两个滑轨，两个滑轨分别对应于两个钻井的正上方；

每个滑轨上设置有滑轮架61，且滑轮架61能在滑轨上与相应钻井的钻杆卡盘41在其导轨上实现同步水平移动。

参考图5，每个滑轮架61上设置有一个天车滑轮组，天车滑轮组包括一个主滑轮62，主滑轮62上挂设有天车滑轮缆绳，钻杆吊卡42固定于天车滑轮缆绳的底端。

当天车滑轮缆绳在主滑轮62上滑动时，实现钻杆吊卡42的上升或下降，以完成钻杆30下井作业。

每套顶驱游车装置配置有一套驱动装置，每套驱动装置包括两个绞车71、四个绞车动滑轮72、一个绞车定滑轮73和两根绞车绳；

具体地，天车滑轮组包括一个定滑轮组和一个动滑轮组，定滑轮组固定于滑轨外端，动滑轮组活动设置于滑轨上；

主滑轮62设置于动滑轮组内，定滑轮组和动滑轮组分别包括两个绞车动滑轮72，其中，动滑轮组的两个绞车动滑轮72分别设置于主滑轮62的两侧；

为了调节该悬臂装置重心，使之更有利于维持平衡，两个绞车71分别于中甲板12和下甲板13的外端，绞车定滑轮73设置在井架2和悬臂梁体1的连接处；其中一个绞车71分别通过一根绞车绳经绞车定滑轮73转向90度后，分别缠绕于定滑轮组的一个绞车动滑轮72和动滑轮组的同侧的绞车动滑轮72，另一个绞车71分别通过另一根绞车绳经绞车定滑轮73转向90度后，分别缠绕于定滑轮组的另一个绞车动滑轮72和动滑轮组的另一个绞车动滑轮72上。

两个绞车71同时分别通过两根绞车绳实现对动滑轮组垂直高度的控制，从而实现对动滑轮组的主滑轮62的上升或下降。

本实用新型公开的双井口自升式钻井平台悬臂梁装置，其具体工作流程为：

钻台3上的钻杆卡盘41以及天车滑轮1根据工程需要调节主井口和辅井口的中心距离；

机械抬杆器抬升储存在立根盒31的钻杆30至猫道机主道52，

猫道机53沿着猫道机主道52顶着钻杆30直至钻台3的钻井井口位置；

多功能机械臂43将钻杆30从钻台3的钻井井口位置运输至钻杆吊卡42，钻杆吊卡42夹持钻杆30；

每组的两台绞车71同时分别拉动两根绞车绳，驱动天车滑轮1的动滑轮组在垂直方向上升降，从而实现对动滑轮组的主滑轮62的上升或下降，使钻杆吊卡42夹持的钻杆30上升或下降。

为了实现滑轮架61与相应钻井的钻杆卡盘41实现同步水平移动，一种具体的实施方式是，钻杆卡盘41配置有至少两个卡盘滚轮和钻台电机，钻台电机设置于钻台3上，卡盘滚轮能在导轨上移动，其中一个或两个卡盘滚轮与钻台电机的输出轴连接；滑轮架61配置有至少两个滑轮架滚轮和井架电机，井架电机设置于井架2的顶部上，滑轮架滚轮能在滑轨上移动，其中一个或两个滑轮架滚轮与井架电机的输出轴连接。另一种具体的实施方式是，钻杆卡盘41配置的钻台电机可以采用液压装置达到与钻台电机相同的功能。

为了实现对钻台电机和井架电机的同步控制，该双井口自升式钻井平台悬臂装置还包括控制器，钻台电机和井架电机均与控制器相连接。当采用液压装置代替钻台电机时，液压装置与控制器相连接。

为提高效率，考虑双井口的悬臂梁可以在同一时间先开始完成两个井口的批量钻井，或者一个井口进行钻井的同时另外一个井口进行套管作业。考虑不同导管架的井口间距的差异，将悬臂梁双井口设计为间距可调整的方式，提高对作业需求的自适应性。因此从双井口作业在自升式平台是否适用，是否能匹配实际功能需求，同时为了在功能和技术能力大幅提升的情况下最大限度减少悬臂梁的自重，考虑就悬臂梁重心分布问题、悬臂梁结构上进行设计。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种双井口自升式钻井平台悬臂梁装置，其特征在于，包括一悬臂梁体(1)，

所述悬臂梁体(1)的固定端设置有钻台(3)，所述钻台(3)上设置有井架(2)，

所述钻台(3)上设置有两个钻井，每个钻井均配置有一套钻井设备，每套钻井设备包括一个钻杆卡盘(41)和一个钻杆吊卡(42)，所述钻杆卡盘(41)设置于钻井上，所述钻杆卡盘(41)底部配置有导轨且能在导轨上实现水平移动；所述钻杆吊卡(42)位于钻井的上方；

所述井架(2)的顶部设置有两个滑轨，两个滑轨分别对应于两个钻井的正上方；每个滑轨上设置有滑轮架(61)，且所述滑轮架(61)能在滑轨上与相应钻井的钻杆卡盘(41)在其导轨上实现同步水平移动；

每个滑轮架(61)上设置有一个天车滑轮组，天车滑轮组包括一个主滑轮(62)，主滑轮(62)上挂设有天车滑轮缆绳，所述钻杆吊卡(42)固定于天车滑轮缆绳的底端。

2.如权利要求1所述的双井口自升式钻井平台悬臂梁装置，其特征在于，

所述悬臂梁体(1)包括上甲板(11)、中甲板(12)、下甲板(13)和两个侧板(14)，所述上甲板(11)、所述中甲板(12)、所述下甲板(13)自上而下依次平行设置，两个侧板(14)分别设置于所述上甲板(11)、所述中甲板(12)、所述下甲板(13)的两侧形成所述悬臂梁体(1)。

3.如权利要求2所述的双井口自升式钻井平台悬臂梁装置，其特征在于，

两个所述钻井共用一个立根盒(31)，所述立根盒(31)水平设置于所述上甲板(11)上，用于装设钻井所需的钻杆(30)。

4.如权利要求3所述的双井口自升式钻井平台悬臂梁装置，其特征在于，

每套钻井设备还包括一个钻杆运输装置、一个多功能机械臂(43)和一个顶驱游车装置，其中，

所述钻杆运输装置用于将立根盒(31)内的钻杆(30)运输至钻台(3)的钻井井口位置；

所述多功能机械臂(43)设置于钻台(3)上，用于将钻台(3)的钻井井口位置的钻杆(30)运输至所述钻杆吊卡(42)供其夹持。

5.如权利要求4所述的双井口自升式钻井平台悬臂梁装置，其特征在于，

所述钻杆运输装置包括猫道机底架(51)、猫道机主道(52)、猫道机(53)、排管机和机械抬杆器，

所述猫道机底架(51)设置有上甲板(11)上，所述猫道机主道(52)设置于猫道机底架(51)上，所述猫道机(53)设置于猫道机主道(52)上并能沿着猫道机主道(52)直线运动；

两个所述钻井设备的钻杆运输装置的猫道机(53)分别位于所述立根盒(31)的两侧；

所述排管机、机械抬杆器设置于所述立根盒(31)与所述猫道机(53)之间。

6.如权利要求4所述的双井口自升式钻井平台悬臂梁装置，其特征在于，

一个所述滑轮架(61)、一个所述天车滑轮组的主滑轮(62)和一根所述天车滑轮绳共同组成一套顶驱游车装置，

每套顶驱游车装置配置有一套驱动装置，每套驱动装置包括两个绞车(71)、四个绞车动滑轮(72)、一个绞车定滑轮(73)和两根绞车绳；

所述天车滑轮组包括一个定滑轮组和一个动滑轮组，所述定滑轮组固定于滑轨外端，所述动滑轮组活动设置于滑轨上；

所述主滑轮(62)设置于所述动滑轮组内，所述定滑轮组和所述动滑轮组分别包括两个绞车动滑轮(72)，其中，所述动滑轮组的两个绞车动滑轮(72)分别设置于所述主滑轮(62)的两侧；

两个绞车(71)分别于中甲板(12)和下甲板(13)的外端，绞车定滑轮(73)设置在井架(2)和悬臂梁体(1)的连接处；

其中一个绞车(71)分别通过一根绞车绳经绞车定滑轮(73)转向90度后，分别缠绕于所述定滑轮组的一个绞车动滑轮(72)和所述动滑轮组的同侧的绞车动滑轮(72)，另一个绞车(71)分别通过另一根绞车绳经绞车定滑轮(73)转向90度后，分别缠绕于所述定滑轮组的另一个绞车动滑轮(72)和所述动滑轮组的另一个绞车动滑轮(72)上；

两个绞车(71)同时分别通过两根绞车绳实现对所述动滑轮组垂直高度的控制，从而实现对所述动滑轮组的主滑轮(62)的上升或下降。

7.如权利要求1所述的双井口自升式钻井平台悬臂梁装置，其特征在于，还包括控制器，

所述钻杆卡盘(41)配置有至少两个卡盘滚轮和钻台电机，所述钻台电机设置于所述钻台(3)上，所述卡盘滚轮能在所述导轨上移动，其中一个或两个所述卡盘滚轮与所述钻台电机的输出轴连接；

所述滑轮架(61)配置有至少两个滑轮架滚轮和井架电机，所述井架电机设置于所述井架(2)的顶部上，所述滑轮架滚轮能在所述滑轨上移动，其中一个或两个所述滑轮架滚轮与所述井架电机的输出轴连接；

所述钻台电机和所述井架电机均与所述控制器相连接。

8.如权利要求1所述的双井口自升式钻井平台悬臂梁装置，其特征在于，所述钻台电机采用液压装置替换。

9.如权利要求1所述的双井口自升式钻井平台悬臂梁装置，其特征在于，所述井架(2)为门式井架。

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