[發(fā)明專利]二層臺管柱排放系統(tǒng)及其工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110068266.6
• 申請日: 2011-03-21
• 公開（公告）號: CN102174879A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭立臣;童征;高向前;王新忠;李濤;孫福超
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B19/14
• 分類號: E21B19/14
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油天然氣開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及二層臺管柱排放系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術(shù)

當(dāng)今的石油天然氣行業(yè)對HSE(健康、安全和環(huán)境)越來越重視，特別是在工作條件苛刻的鉆井、修井領(lǐng)域，逐漸減輕工人的勞動強度、提高作業(yè)效率、保證施工安全已經(jīng)成為今后主要的發(fā)展趨勢。

目前，現(xiàn)有鉆機、修井機的管柱排放作業(yè)均由鉆工站在二層臺上完成，工作條件艱苦，安全性沒有保證，作業(yè)效率低，在惡劣天氣條件下可能無法進(jìn)行。而在國內(nèi)的鉆機或修井機上，用于石油天然氣鉆探和修井的自動化設(shè)備技術(shù)的發(fā)展還只停留在研究階段。公開號為CN2522228的實用新型專利介紹了一種能在二層臺上將井架中心的鉆桿拉進(jìn)到井架內(nèi)側(cè)和從井架內(nèi)側(cè)拉出鉆桿到井架中心的機械手，它由銷栓、軸柱、一號液壓缸軸、二層臺、二號液壓缸、一號液壓缸、扇形齒輪體、齒條、小平形支桿、大平形支桿、三號液壓缸、三號液壓缸桿、四號液壓缸桿、活叉頭、死叉頭體、四號液壓缸、叉頭銷組成，在二層臺上安裝上機械手后，可實現(xiàn)一定程度的管柱排放自動化。但是，該系統(tǒng)總體上比較笨重，維護(hù)保養(yǎng)比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種二層臺管柱排放系統(tǒng)，用以在實現(xiàn)二層臺管柱排放自動化的過程中減化機械結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備費用和維護(hù)成本，該系統(tǒng)包括：

縱向移動總成1、機械手總成2、機械臂總成3、滑車總成4、走臺總成5、二層臺管排架6；其中：

機械臂總成3包括前臂16和上臂10，均為抗彎曲焊接結(jié)構(gòu)，機械臂總成3的運動由兩只長行程油缸提供；機械臂總成3一端與機械手總成2連接，另一端與滑車總成4連接；

機械手總成2由液壓驅(qū)動，內(nèi)部為一柱塞油缸，夾持部分固定有鉗牙板25，用于夾緊管體，機械手總成2上安裝有接觸式位移傳感器26，用于對管體與機械手總成2之間的相對位置進(jìn)行檢測，管體接觸到接觸式位移傳感器26的探頭后，接觸式位移傳感器26向機械手總成2發(fā)出夾緊管體的信號；

滑車總成4頂部為一低速大扭矩液壓馬達(dá)，通過傳動法蘭30與機械臂總成3連接，驅(qū)動機械臂總成3做旋轉(zhuǎn)運動，滑車總成4兩側(cè)為滾子組；

縱向移動總成1利用滾珠絲杠螺母36與滑車總成4固定在一起，其液壓馬達(dá)帶動傳動絲杠45，轉(zhuǎn)化為傳動螺母的直線運動，以實現(xiàn)滑車的縱向移動；

走臺總成5位于縱向移動總成1的上方，周圍有護(hù)欄；

二層臺管排架6位于走臺總成5的上方，為一懸臂結(jié)構(gòu)，在遠(yuǎn)端安裝有兩只支撐加強桿，加強桿另一端與井架二層臺以下的位置鉸接，構(gòu)成三角形支撐結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明實施例還提供一種上述系統(tǒng)的工作方法，用以在實現(xiàn)二層臺管柱排放自動化的過程中減化機械結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備費用和維護(hù)成本，該方法包括：

現(xiàn)場起鉆時，縱向移動總成1將滑車總成4定位至走臺總成5的近井口一側(cè)，滑車總成4驅(qū)動機械臂總成3朝向井口，機械臂總成3伸出至待處理的管柱，機械手總成2夾持管柱，機械臂總成3將管柱提離鉆臺面，待穩(wěn)定后機械臂總成3縮回，滑車總成4驅(qū)動機械臂總成3旋轉(zhuǎn)至走臺總成5與二層臺管排架6指梁之間的空間，縱向移動總成1工作將滑車總成4定位到需要放置管柱的某一排指梁，之后機械臂總成3伸出將管柱推至指定位置，待穩(wěn)定后放下管柱；

現(xiàn)場下鉆時，滑車總成4驅(qū)動機械臂總成3旋轉(zhuǎn)至走臺總成5與二層臺管排架6指梁之間的空間，縱向移動總成1工作將滑車總成4定位到需要提取管柱的某一排指梁，之后機械臂總成3伸出至待處理的管柱，機械手總成2夾持管柱，機械臂總成3將管柱提離二層臺管排架6，待穩(wěn)定后縱向移動總成1將滑車總成4定位至走臺總成5的近井口一側(cè)，滑車總成4驅(qū)動機械臂總成3朝向井口，機械臂總成3伸出，待穩(wěn)定后放下管柱。

本發(fā)明實施例的二層臺管柱排放系統(tǒng)將抓取管柱的機械手總成與機械臂總成、滑車總成、縱向移動總成、走臺總成、二層臺管排架等子系統(tǒng)集成在一起，所有總成和部件均符合石油天然氣行業(yè)鉆井及修井作業(yè)設(shè)備規(guī)范，可安裝在現(xiàn)有陸地鉆機或修井機、海洋陸地鉆機或修井機上，取代現(xiàn)有的二層臺及配套設(shè)備，滿足鉆井、修井等作業(yè)時抓取、排放管柱的需要。該系統(tǒng)輕便、緊湊，與現(xiàn)有技術(shù)相比，機械結(jié)構(gòu)得到簡化，體積和重量大大減小，在設(shè)備搬運和安裝過程中速度更快；該系統(tǒng)設(shè)備費用和維護(hù)成本低，與現(xiàn)有技術(shù)相比，系統(tǒng)整體上結(jié)構(gòu)緊湊，機械部件較少，成本較低，通用性強，可適應(yīng)石油天然氣開發(fā)現(xiàn)場惡劣苛刻的工作環(huán)境，便于維護(hù)檢修，符合國內(nèi)鉆井、修井作業(yè)的特點。

附圖說明