[發(fā)明專利]一種鉆臺(tái)管柱自動(dòng)化智能處理頂驅(qū)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310242935.X
• 申請(qǐng)日: 2023-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN116181250A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李秀蘭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化大新科能源科技有限公司
• 主分類號(hào): E21B19/083
• 分類號(hào): E21B19/083;E21B19/06;E21B44/02
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 姜海榮

本發(fā)明公開了一種鉆臺(tái)管柱自動(dòng)化智能處理頂驅(qū)系統(tǒng)，涉及石油鉆井設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，包括井架、升降機(jī)構(gòu)、頂驅(qū)和管柱吊卡，井架同側(cè)的兩根立柱上安裝有齒條；升降機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源通過可編程PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，升降機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出端連接有齒輪，齒輪與齒條嚙合，使得升降機(jī)構(gòu)能夠沿著井架爬行升降；頂驅(qū)安裝在升降機(jī)構(gòu)的底部；管柱吊卡通過拉桿與頂驅(qū)連接。本發(fā)明通過齒輪和齒條的配合結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)升降機(jī)構(gòu)在井架上的升降動(dòng)作，通過可編程PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行控制能夠滿足自動(dòng)化操控，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化起鉆、下鉆和鉆進(jìn)的操作，解決了目前管柱升降過程耗時(shí)費(fèi)力的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油鉆井設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種鉆臺(tái)管柱自動(dòng)化智能處理頂驅(qū)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，國內(nèi)對(duì)于能源的需求越來越大，并且國內(nèi)各行各業(yè)對(duì)石油有著較強(qiáng)的依賴，為了更好地促進(jìn)我國石油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為我國提供更好的能源供應(yīng)環(huán)境，現(xiàn)有的開采技術(shù)需要不斷地提升改進(jìn)。隨著石油鉆井設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，其作業(yè)的安全性、可靠性和工作效率等問題成為了研究的重點(diǎn)與熱點(diǎn)。石油鉆井管柱自動(dòng)化智能處理是目前石油裝備發(fā)展的重要方向，也是實(shí)現(xiàn)無人化鉆井作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。實(shí)現(xiàn)石油鉆井管柱自動(dòng)化智能處理不僅能夠提升作業(yè)的安全性、可靠性和工作效率，還可以降低人力勞動(dòng)，降低開采成本。

目前，國外的石油鉆井管柱自動(dòng)化智能處理裝置的研究已經(jīng)取得相當(dāng)多的成果，其技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。而我國在石油鉆井設(shè)備技術(shù)上的起步發(fā)展較晚，目前我國自主研制的裝備受自身工作性能和傳統(tǒng)操作方式等諸多因素的影響，仍有很大的發(fā)展空間。對(duì)于管柱自動(dòng)化智能鉆井裝備我國也有單位進(jìn)行研制，但現(xiàn)有的技術(shù)方法存在有管柱升降過程耗時(shí)耗力的問題。

因此，如何提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化起鉆、下鉆和鉆進(jìn)操作，且能夠?qū)崿F(xiàn)管柱升降過程省時(shí)省力的鉆臺(tái)管柱自動(dòng)化智能處理頂驅(qū)系統(tǒng)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種鉆臺(tái)管柱自動(dòng)化智能處理頂驅(qū)系統(tǒng)，旨在解決上述技術(shù)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種鉆臺(tái)管柱自動(dòng)化智能處理頂驅(qū)系統(tǒng)，包括：

井架，所述井架同側(cè)的兩根立柱上安裝有齒條；

升降機(jī)構(gòu)，所述升降機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源通過可編程PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，所述升降機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出端連接有齒輪，所述齒輪與所述齒條嚙合，使得所述升降機(jī)構(gòu)能夠沿著所述井架爬行升降；

頂驅(qū)，所述頂驅(qū)安裝在所述升降機(jī)構(gòu)的底部；

管柱吊卡，所述管柱吊卡通過拉桿與所述頂驅(qū)連接。

通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明通過齒輪和齒條的配合結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)升降機(jī)構(gòu)在井架上的升降動(dòng)作，通過可編程PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行控制能夠滿足自動(dòng)化操控，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化起鉆、下鉆和鉆進(jìn)的操作，解決了目前管柱升降過程耗時(shí)費(fèi)力的問題。

優(yōu)選的，在上述一種鉆臺(tái)管柱自動(dòng)化智能處理頂驅(qū)系統(tǒng)中，所述井架前側(cè)的兩根立柱內(nèi)外表面均安裝有所述齒條；所述升降機(jī)構(gòu)包括驅(qū)控箱、驅(qū)動(dòng)齒輪和限位齒輪；所述驅(qū)控箱內(nèi)部安裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過可編程PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，所述驅(qū)動(dòng)齒輪與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力輸出軸穿出所述驅(qū)控箱的端頭固定連接，所述驅(qū)動(dòng)齒輪與至少一根齒條嚙合，所述限位齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述驅(qū)控箱的外側(cè)壁，所述限位齒輪與其他的所述齒條嚙合。本發(fā)明采用驅(qū)動(dòng)齒輪和限位齒輪與齒條形成夾持結(jié)構(gòu)，使得升降機(jī)構(gòu)在井架上的爬行穩(wěn)定性更強(qiáng)。

優(yōu)選的，在上述一種鉆臺(tái)管柱自動(dòng)化智能處理頂驅(qū)系統(tǒng)中，所述驅(qū)動(dòng)齒輪和所述限位齒輪的數(shù)量均為偶數(shù)個(gè)，且均對(duì)稱布置在所述驅(qū)控箱的兩側(cè)。通過對(duì)稱的結(jié)構(gòu)布置形式，能夠進(jìn)一步提高驅(qū)動(dòng)的穩(wěn)定性和爬行升降的平穩(wěn)操控。