[發(fā)明專利]海上平臺(tái)用自動(dòng)化修井機(jī)及修井方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910073510.4
• 申請(qǐng)日: 2019-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN109538135A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王濤;侯樹旺;顏志強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南芯樂智能設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): E21B19/08
• 分類號(hào): E21B19/08;E21B19/14;E21B19/15
• 代理公司: 濟(jì)南誠智商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 馬祥明

本發(fā)明公開了一種海上平臺(tái)自動(dòng)化修井機(jī)及修井方法，所述修井機(jī)涉及甲板、鉆臺(tái)和井架，包括底盤舉管模塊、鉆臺(tái)上下管模塊、二層臺(tái)碼管模塊、框型支撐柱、小支撐柱、液壓控制系統(tǒng)和控制中心。修井時(shí)，底盤舉管模塊實(shí)現(xiàn)料臺(tái)上管、抓管、并通過上管機(jī)械手實(shí)現(xiàn)舉管及垂直送管；鉆臺(tái)上下管模塊通過上下管裝置實(shí)現(xiàn)接管、拉管至鉆臺(tái)面以上、并旋轉(zhuǎn)180°沿鉆臺(tái)底座縱向移動(dòng)送至井口；二層臺(tái)碼管模塊通過碼管裝置與二層臺(tái)機(jī)械手及鉆臺(tái)機(jī)械手配合完成豎管碼管并固定，取管反之。本發(fā)明采用的上管結(jié)構(gòu)替代人工，提高了生產(chǎn)效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低安全隱患。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自動(dòng)化修井機(jī)，尤其涉及海上平臺(tái)用修井機(jī)。

背景技術(shù)

修井作業(yè)是油田生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，也是保障油田生產(chǎn)穩(wěn)定的關(guān)鍵工藝。海上修井作業(yè)存在著現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地小、天氣復(fù)雜多變、效率要求高等特點(diǎn)。目前海上修井作業(yè)多采用人工為主的作業(yè)方式，包括:卡瓦的搬放、動(dòng)力鉗的送進(jìn)和退回、油管到鉆臺(tái)面的吊運(yùn)、吊卡的開閉、二層臺(tái)的排管等。人站在二層臺(tái)上，海上風(fēng)大浪急，存在很大的危險(xiǎn)、效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種海上平臺(tái)用自動(dòng)化修井機(jī)，旨在解決從甲板到鉆臺(tái)面的上管、上卸扣、起下管柱、二層臺(tái)管柱的立式碼垛等的自動(dòng)化操作問題，提高現(xiàn)場(chǎng)工作效率，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低安全隱患。

為解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種海上平臺(tái)自動(dòng)化修井機(jī)，涉及甲板、鉆臺(tái)和井架，包括底盤舉管模塊、鉆臺(tái)上下管模塊、二層臺(tái)碼管模塊、框型支撐柱、小支撐柱、液壓控制系統(tǒng)和控制中心，所述底盤舉管模塊包括底盤和上管機(jī)械手，上管機(jī)械手設(shè)置在底盤上，底盤安裝在甲板、位于鉆臺(tái)的支架底部一側(cè)；所述框型支撐柱底部固定在靠近鉆臺(tái)一端的底盤上，小支撐柱安裝在靠近框型支撐柱的底盤上；所述鉆臺(tái)上下管模塊包括鉆臺(tái)底座、上下管裝置和鉆臺(tái)機(jī)械手，上下管裝置和鉆臺(tái)機(jī)械手安裝在鉆臺(tái)底座上，鉆臺(tái)底座固定在鉆臺(tái)上，一端與井架連接，其外端與小支撐柱頂部連接；所述二層臺(tái)碼管模塊包括二層臺(tái)底座、碼管裝置和二層臺(tái)機(jī)械手，碼管裝置和二層臺(tái)機(jī)械手設(shè)置在二層臺(tái)底座上，二層臺(tái)底座的一端與井架連接，其外端與框型支撐柱的頂部連接；所述液壓控制系統(tǒng)控制底盤舉管模塊、鉆臺(tái)上下管模塊和二層臺(tái)碼管模塊的動(dòng)作：底盤舉管模塊實(shí)現(xiàn)料臺(tái)上管、抓管、并通過上管機(jī)械手實(shí)現(xiàn)舉管及垂直送管，鉆臺(tái)上下管模塊通過上下管裝置實(shí)現(xiàn)接管、拉管至鉆臺(tái)面以上、并旋轉(zhuǎn)180°沿鉆臺(tái)底座縱向移動(dòng)送至井口；二層臺(tái)碼管模塊通過碼管裝置與二層臺(tái)機(jī)械手及鉆臺(tái)機(jī)械手配合完成豎管碼管并固定，取管反之。

所述底盤舉管模塊的底盤的左端設(shè)有鉸接座，上管機(jī)械手通過鉸接座鉸接在底盤上，在底盤和上管機(jī)械手的支撐之間設(shè)有舉升油缸，舉升油缸帶動(dòng)上管機(jī)械手臂繞鉸軸從0°-90°擺動(dòng)；所述底盤的一側(cè)安裝有兩套上油管機(jī)構(gòu)一，所述上油管機(jī)構(gòu)一實(shí)現(xiàn)較低料臺(tái)的上料，底盤另一側(cè)安裝有兩套上油管機(jī)構(gòu)二，所述上油管機(jī)構(gòu)二實(shí)現(xiàn)成捆管的上料，并可90°向內(nèi)折疊；所述底盤的右端安裝有倒管機(jī)構(gòu)和測(cè)長及定位裝置，其底部安裝有行走機(jī)構(gòu)和液壓支腿。

所述上管機(jī)械手包括支臂、升降油缸、機(jī)械手支架、機(jī)械手和抓管油缸，兩個(gè)機(jī)械手分別安裝在機(jī)械手支架的上下端，抓管油缸安裝在機(jī)械手支架上；所述機(jī)械手支架和升降油缸固定在支臂上；所述支臂底部設(shè)有鉸接孔，上管機(jī)械手通過支臂底部的鉸接孔鉸接在底盤上；抓管油缸驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的抓管，升降油缸驅(qū)動(dòng)機(jī)械手支架及機(jī)械手沿支臂移動(dòng)。

所述鉆臺(tái)上下管模塊的鉆臺(tái)底座為框型結(jié)構(gòu)，鉆臺(tái)底座上設(shè)有滑軌一和可以XY向移動(dòng)的滑座一，所述上下管裝置固定在該滑座一上、并可沿XY向移動(dòng)；所述鉆臺(tái)機(jī)械手安裝在鉆臺(tái)底座的滑軌一上、可沿滑軌一縱行移動(dòng)。

所述鉆臺(tái)機(jī)械手包括主臂，所述主臂頂部設(shè)有頂端座，頂端座內(nèi)設(shè)有旋轉(zhuǎn)油缸；所述主臂上安裝有上下兩套機(jī)械手裝置，上機(jī)械手裝置安裝在主臂的頂端座上，上機(jī)械手裝置可隨頂端座以180°旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)油缸可控制機(jī)械手裝置一的角度；下機(jī)械手裝置安裝在主臂的背部，將底盤舉管模塊上的上管機(jī)械手送來的油管轉(zhuǎn)移給上機(jī)械手裝置；所述主臂通過鉸接座鉸接在滑軌一上。