[發明專利]鉆桿定位裝卸卡鉗

有效

• 申請號: 201210087880.1
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN102606094A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 王新翰;趙樂寧;劉化天;王銳
• 申請（專利權）人: 王新翰
• 主分類號: E21B19/18
• 分類號: E21B19/18
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 白冬冬

技術領域

本發明屬于油田機械領域。

背景技術

油氣鉆井的鉆桿裝卸作業主要由人力進行，石油鉆桿由井架懸吊于井口上方，由石油工人將鉆桿扶正到正確位置，用人力將鉆桿與下一級鉆桿旋扣安裝到位。這種作業方式不僅需要高強度體力勞動，安裝精度依賴操作人員操作水平，還具有很高的危險性。

在目前的鉆井作業中，鉆桿一般是吊運至井口旋轉機構上方，由若干名技術人員手扶對準螺紋，借助大鉗進行定位,手動旋緊至下一級鉆桿進行下鉆作業。這種工作方式需要大量體力勞動，鉆井設備的大量油污也使得工作條件非常惡劣。拆卸鉆桿過程與安裝鉆桿同樣需要大量體力勞動。裝卸鉆桿過程中比較依賴操作人員的經驗和主觀判斷。安全性較差。一方面，鉆井如果發生井噴，很容易導致井口正在作業的工人受傷；另一方面，較為沉重的鉆桿如側向倒下或墜落，也將對下方工人生命安全產生重大威脅。鉆井平臺井口安全事故具有難預見性和難避免性，即使生產過程中嚴格遵守操作規程，設備零件制作達標，仍然有不可控制的地質因素或其他自然因素可以導致安全事故。

發明內容

本發明的目的是提供一種盡可能的減少工作人員在井口的工作時間、加大操作時工人與井口設備的距離，提高裝卸鉆桿的精度，可以代替人力執行鉆桿裝卸工作的鉆桿定位裝卸卡鉗。

本發明是由裝卸部分、定位部分、輔助部分三部分組成：

a、裝卸部分：鉆桿定位卡鉗直接安裝于鉆桿卡鉗架上,旋緊卡鉗安裝于鉆桿旋緊環上，鉆桿旋緊環由鉆桿旋緊電機驅動，鉆桿旋緊卡鉗，鉆桿旋緊環與鉆桿旋緊電機構成的系統安裝在鉆桿卡鉗架上，鉆桿卡鉗架上部裝有鉆桿緩沖環，鉆桿卡鉗架與鉆桿定位卡鉗、鉆桿旋緊卡鉗、鉆桿旋緊環、鉆桿旋緊電機、鉆桿緩沖環由縱向絲杠驅動；

b、定位部分：縱向絲杠驅動鉆桿卡鉗架在縱向運動支架上作平動，縱向絲杠剛性固定于鉆桿卡鉗架上，鉆桿卡鉗架螺紋部分位于橫向運動支架內部，由縱向絲杠驅動電機驅動；縱向絲杠上有感應導軌，隱藏于橫向運動支架內部；縱向運動支架安裝在橫向運動支架上，橫向運動支架由橫向絲杠驅動，由橫向感應導軌控制和校正；機座上的橫向絲杠驅動電機驅動橫向絲杠；

c、輔助部分：支架配重安裝于橫向運動支架上，縱向運動支架的對側。

本發明應用不僅是降低油氣井開采成本、提高工程質量的需要，更是保障石油工人人身安全，提高工人工作條件的需要。鉆桿定位安裝卡鉗，可以代替人力執行鉆桿裝卸工作，本裝置運用現有成熟技術，用兩組液壓卡鉗抓取和旋緊鉆桿，兩個軸向的絲杠控制卡鉗水平位置，并由感應導軌監控位移，達到自動裝卸鉆桿的效果。

本發明有如下有益效果：

1、安全性高。生產過程中需要人員接觸鉆桿的步驟是設定安裝，在設定安裝時由于固定卡鉗夾緊待安裝鉆桿，在緊急情況下（如井噴和鉆桿墜落）所有作用力都由鉆桿定位裝卸卡鉗承擔。在設定安裝結束后，人員可以撤離井口區域，由鉆桿定位裝卸卡鉗自行裝、卸作業。降低人員和設備的風險系數。

2、減輕人員工作量。由于旋緊鉆桿所需扭矩較大，工作人員工作量大，由自動裝置代替人力能減少人員工作量和強度，同時改善其工作條件。

3、安裝精度高。相比人工安裝鉆桿，鉆桿定位裝卸卡鉗不依賴主觀經驗和判斷，完全按照數據進行安裝，單次作業質量具有均一性。目前技術感應導軌所使用的常規原件對位置的控制比手工更加精確，提高工作質量。

4、安裝效率高。機械的運行速度快于人工，例如在旋緊步驟中，機器夾持鉆桿可以以較高轉速短時間內安裝完畢，工作周期縮短，同樣工作時間內進行的工作循環數量增加，提高生產效率。

5、制造成本低。本發明運用成熟技術，電力驅動，結合傳感與數控技術，制造材料常見。機器成本可以預見能控制在合理的范圍。

6、適應范圍廣。本發明可以用于陸地，海洋油氣鉆井平臺，改變尺寸設計還可用于其他礦產開采，建筑、礦井事故救援等領域。

7、氣候適應能力強。由于油氣鉆井在全球范圍內分布廣泛，石油工作人員裝卸鉆桿時可能面對影響施工的惡劣氣候，鉆桿定位裝卸卡鉗可以在各種氣候條件下工作，提高生產效率，改善工人工作條件。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖；

圖2是本發明圖1的后視圖；

圖3是本發明圖1的俯視圖；

圖4是本發明圖3的后視圖；

圖5是本發明局部立體視圖；

圖6是本發明立體示意圖；

圖7是本發明工作示意圖。

具體實施方式

本發明是由裝卸部分、定位部分、輔助部分三部分組成：