一种新型钻机自动化排管系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114251062A(43)申请公布日2022.03.29(21)申请号202010998389.9(22)申请日2020.09.22(71)申请人北京贝特海利装备技术有限公司地址100102北京市朝阳区望京利泽中一路1号博雅国际中心办公A305室(72)发明人唐新铭李瑞芳(51)Int.Cl.E21B19/14(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图8页(54)发明名称一种新型钻机自动化排管系统(57)摘要本发明公开了一种新型钻机自动化排管系统，可应用于海洋钻井平台或陆地钻机。本系统包括自动抓管机、铁钻工、桥吊，鼠洞和自动排管控制系统，位于井架的外侧，地面或大平台以上。其功能是将单根水平钻杆连接成三根钻杆，并按顺序竖直置于井架立根盒内。所述自动抓管机由双侧立柱滑轨支撑架、滑车、上臂、下臂、旋转腕部、抓手组成；所述双侧立柱滑轨支撑架上端与井架二层台连接，下端与地面或大平台固定连接，抓手可伸到地面或大平台直接抓取管子，不需要猫道输送管子。所述桥吊与自动抓管机配合可独立完成排管工作，不影响起下钻，也不需要人工操作。所述系统大大的提高了钻井操作的安全性，提高了生产效率，同时降低了人力成本。CN114251062ACN114251062A权利要求书1/1页1.一种新型钻机自动化排管系统，包括用于抓取管子并垂直放入鼠洞的自动抓管机、用于上卸扣的铁钻工、用于排管的桥吊，鼠洞和自动排管控制系统，其特征是：所述自动抓管机完全置于井架外侧，由双侧立柱滑轨支撑架、滑车、上臂、下臂、旋转腕部、抓手组成；所述双侧立柱滑轨支撑架上端与井架二层台连接，下端与地面或大平台固定连接，抓手可伸到地面或大平台直接抓取管子，不需要猫道输送管子。2.根据权利要求1所述新型钻机自动化排管系统，其特征在于：所述自动抓管机的提升系统，包括起升液压绞车，导向轮，定滑轮和动滑轮；液压起升绞车安装在塔架底部，导向轮和定滑轮安装在塔架顶部，两个动滑轮安装滑车上，驱动抓管机实现升降功能；垂直行程从地面到二层台，不需要吊卡配合，可实现独立排管，不影响起下钻作业。3.根据权利要求1所述新型钻机自动化排管系统，其特征在于：所述自动抓管机，在下臂和抓手之间采用了箱式转腕结构，该结构与下臂铰接，与抓手之间采用转轴连接，由液压缸驱动，使抓手将管子竖直姿态时实现转腕动作，将管子用鼠洞位置移动至临时存放位置。4.根据权利要求1所述新型钻机自动化排管系统，其特征在于：所述的桥吊安装在二层台上方，桥吊的前后滑道梁固定在井架上，前后滑道梁下挂左右滑道梁，左右滑道梁下挂滑车，滑车下挂360度旋转的回转结构，回转机构上固定液压缸驱动的升降机构；故桥吊具备了前后平移，左右平移，360度回转，升降，爪子开合的功能。5.根据权利要求1所述新型钻机自动化排管系统，其特征在于：所述系统自动抓管机和桥吊设备上安装有压力温度位置等的仪表检测装置，所取仪表信号和液压站输入输出信号经过数据采集器进入司钻控制系统，并由司钻控制椅集成显示和操作，实现排管控制集成和远程操作。2CN114251062A说明书1/4页一种新型钻机自动化排管系统技术领域[0001]本发明涉及用于海洋或陆地石油钻井或勘探作业的管子处理系统。背景技术[0002]排管作业就是将取水平放置的单根钻杆旋转成竖直状态，然后接成三根，并垂直排布在立根盒内以备下钻杆时取用，排管作业是钻修机作业的重要环节。传统钻机的排管都是人工作业，井架工需要站在高于钻台面二十几米的二层台上操作，危险系数极高，工作环境恶劣，近些年自动化管子处理系统有一定的研发和应用，但效率也有待提升，方案有进一步优化的空间。目前自动化管子处理系统应用较多的一种方案是猫道、二层台机械、钻台面机械手配合吊卡的模式，操作流程是先用自动猫道将钻杆送到吊卡下面，然后用吊卡提升钻杆，鼠洞配合铁钻工将钻杆从单根接成三根，再用钻台机械手排放钻杆下端就位，然后再用二层台机械手扶钻杆进指梁。相互配合的设备很多，步骤繁琐，效率低。[0003]如中国专利申请号：CN201910220582.7，发明名称：全液压深井钻机。自动排管需要自动猫道，自动排管机，铁钻工，顶驱等配合完成。自动猫道机实现钻具从地面和钻台之间的输送，接卸立根操作需要顶驱配合，不能实现独立排管，系统复杂，作业效率低。[0004]如中国专利申请号：CN201320540562.6，发明名称：一种新型自动抓管机械手。机械手安装在二层台下，因受限于指梁结构只能前后移动不能左右移动，需要折臂且臂够长才能覆盖所有矩形指梁中的立根，如果立根要扩大，机械手就需要重新设计；且没有升降功能没法把管子抬起来，要将钻杆排放入立根需要配合钻台机械手分两步操作，效率偏低。[0005]本发明所述的自动排