專利名稱：一種用于鉆桿接立根的裝置及鉆桿接立根方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油鉆探設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于鉆桿接立根的裝置，本發(fā)明還涉及利用該裝置進(jìn)行鉆桿接立根的方法。
背景技術(shù)：
目前鉆井時(shí)鉆桿接立根作業(yè)一般方法是利用風(fēng)動(dòng)絞車將鉆桿從貓道沿大門坡道拖拽上鉆臺(tái)，在小鼠洞內(nèi)依靠風(fēng)動(dòng)小絞車和液壓大鉗配合將單根連接為立根，再依靠二層臺(tái)井架工人力把鉆桿立根排放到指梁內(nèi)。上述的作業(yè)方式在鉆桿上、下鉆臺(tái)時(shí)對(duì)其損壞較嚴(yán)重，同時(shí)需要多人配合完成，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)時(shí)易與頂驅(qū)發(fā)生干涉，可能造成設(shè)備損壞或人身傷亡事故。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于鉆桿接立根的裝置，解決了現(xiàn)有鉆桿單根接立根時(shí)需多人配合人力作業(yè)效率低、風(fēng)險(xiǎn)高、勞動(dòng)強(qiáng)度大的問題。本發(fā)明的另一目的是提供一種利用該裝置進(jìn)行鉆桿接立根的方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種用于鉆桿接立根的裝置，在鉆機(jī)鉆臺(tái)面前側(cè)、大門坡道旁邊固定安裝有立根架，在立根架前坡道旁的地面上固定安裝有貓道，在貓道內(nèi)安裝有舉升機(jī)械手；在立根架內(nèi)安裝有扶正夾頭、液壓大鉗、提升滑車以及懸持夾頭；在鉆機(jī)井架上安裝有二層臺(tái)，在二層臺(tái)下方懸吊安裝有自動(dòng)井架工。本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，一種利用該裝置進(jìn)行鉆桿接立根的方法，按照以下步驟實(shí)施步驟I、單根地面?zhèn)魉蛯@桿放入或滾入貓道中間的舉升機(jī)械手卡爪內(nèi)，卡緊后舉升機(jī)械手在油缸的作用下舉升鉆桿，將單根鉆桿直立在立根架內(nèi)；步驟2、連接立根立根架內(nèi)的提升滑車下行，提升滑車將鉆桿夾持牢靠后，舉升機(jī)械手退讓離開鉆桿；提升滑車上行約一單根鉆桿的高度，使得鉆桿下端上升到液壓大鉗的高度；舉升機(jī)械手舉升第二根鉆桿并將第二根鉆桿直立在立根架內(nèi)后，提升滑車下行使第一根鉆桿與之對(duì)好扣，液壓大鉗前移分別夾持上、下鉆桿的下、上接頭后，舉升機(jī)械手退讓尚開第二根鉆桿，扶正夾頭扶正第二根鉆桿，通過液壓大鉗將第二根鉆桿與第一根鉆桿連接好；之后松開扶正夾頭和液壓大鉗，提升滑車?yán)^續(xù)上提組合好的兩根鉆桿約一單根高度，使得第二根鉆桿下端上升到液壓大鉗的高度；舉升機(jī)械手舉升第三根鉆桿并將第三根鉆桿直立在立根架內(nèi)后，提升滑車下行使第二根鉆桿與第三根鉆桿組合并對(duì)好扣，液壓大鉗前移分別夾持第二根鉆桿與第三根鉆桿組合的接頭后，舉升機(jī)械手退讓離開第三根鉆桿，扶正夾頭扶正第三根鉆桿，通過液壓大鉗將第三根鉆桿和前兩根鉆桿組合連接好，完成第三單根的連接，自此完成整個(gè)立根連接；懸持夾頭夾持連接好的立根，提升滑車卡爪松開，下行約一單根高度再夾持立根；提升滑車夾好立根后將整個(gè)立根上提到鉆臺(tái)面以上，整個(gè)立根上端接近二層臺(tái)的高度位置；步驟3、立根鉆臺(tái)傳送自動(dòng)井架工在立根架上方抓取已連接好的立根，提升滑車松開卡爪后，自動(dòng)井架工將立根轉(zhuǎn)移到所需要的位置。本發(fā)明的有益效果是，顯著提高了接立根作業(yè)效率，大大減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度；減少鉆臺(tái)及二層臺(tái)的操作人員，降低鉆井作業(yè)勞動(dòng)力成本，提高作業(yè)安全性；整套裝置功能強(qiáng)大，只需要副司鉆一人在控制臺(tái)操作即可完成整個(gè)接立根作業(yè)，并將立根排放到二層臺(tái)指梁內(nèi)。
圖I是本發(fā)明的鉆桿接立根裝置結(jié)構(gòu)立面示意圖；圖2是本發(fā)明的鉆桿接立根裝置結(jié)構(gòu)俯視示意圖；圖3是本發(fā)明的鉆桿接立根方法作業(yè)流程圖之一；圖4是本發(fā)明的鉆桿接立根方法作業(yè)流程圖之二 ；圖5是本發(fā)明的鉆桿接立根方法作業(yè)流程圖之三；圖6是本發(fā)明的鉆桿接立根方法作業(yè)流程圖之四；圖7是本發(fā)明的鉆桿接立根方法作業(yè)流程圖之五；圖8是本發(fā)明的鉆桿接立根方法作業(yè)流程圖之六；圖9是本發(fā)明的鉆桿接立根方法作業(yè)流程圖之七；圖10是本發(fā)明的鉆桿接立根方法作業(yè)流程圖之八；圖11是本發(fā)明的鉆桿接立根方法作業(yè)流程圖之九。圖中，I.貓道，2.舉升機(jī)械手，3.電液控制系統(tǒng)，4.扶正夾頭，5.提升滑車，6.液壓大鉗，7.立根架，8.懸持夾頭，9.自動(dòng)井架工，10. 二層臺(tái)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖I、圖2所示，本發(fā)明的用于鉆桿接立根的裝置結(jié)構(gòu)是，在鉆機(jī)鉆臺(tái)面前側(cè)、大門坡道旁邊固定安裝有立根架7，在立根架7前坡道旁的地面上(基礎(chǔ)面)固定安裝有貓道I，在貓道I內(nèi)安裝有舉升機(jī)械手2 ;在立根架7內(nèi)安裝有用于扶正鉆桿單根的扶正夾頭4、用于旋扣或緊扣的液壓大鉗6、用于提鉆桿的提升滑車5以及鉆桿的懸持夾頭8 ;在鉆機(jī)井架上安裝有二層臺(tái)10，在二層臺(tái)10下方懸吊安裝有自動(dòng)井架工9。扶正夾頭4、液壓大鉗6、提升滑車5以及懸持夾頭8均安裝在立根架7內(nèi)，它們相互配合用于將鉆桿單根連接為立根。舉升機(jī)械手2、扶正夾頭4、提升滑車5、液壓大鉗6以及懸持夾頭8均與電液控制系統(tǒng)3聯(lián)通，電液控制系統(tǒng)3集成在地面的液壓站內(nèi)，接受統(tǒng)一的控制。自動(dòng)井架工9懸吊于二層臺(tái)10下方，用于將立根從立根架7內(nèi)吊運(yùn)到所需要的位置(二層臺(tái)指梁內(nèi)或井口)供鉆井作業(yè)使用。、
上述各個(gè)部件(舉升機(jī)械手2、扶正夾頭4、提升滑車5、液壓大鉗6、懸持夾頭8以及自動(dòng)井架工9)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)均設(shè)置有位置傳感器，用于位置檢測(cè)或限位控制，并利用電液控制系統(tǒng)3對(duì)該套裝置內(nèi)各部件動(dòng)作進(jìn)行可編程控制，具有安全互鎖功能。本發(fā)明的鉆桿接立根方法，利用前述的鉆桿接立根裝置，按照以下步驟實(shí)施步驟I、單根地面?zhèn)魉蛯@桿放入或滾入貓道I中間的舉升機(jī)械手2卡爪內(nèi)，卡緊后舉升機(jī)械手2在油缸的作用下舉升鉆桿，將單根鉆桿直立在立根架7內(nèi)(參見圖3)。步驟2、連接立根立根架7內(nèi)的提升滑車5下行，提升滑車5將鉆桿夾持牢靠后，舉升機(jī)械手2退讓離開鉆桿(如圖4);提升滑車5上行約一單根鉆桿的高度，使得鉆桿下端上升到液壓大鉗6的聞度(如圖5);舉升機(jī)械手2舉升第二根鉆桿并將第二根鉆桿直立在立根架7內(nèi)后,提升滑車5下行使第一根鉆桿與之對(duì)好扣，液壓大鉗6前移分別夾持上、下鉆 桿的下、上接頭后，舉升機(jī)械手2退讓離開第二根鉆桿，扶正夾頭4扶正第二根鉆桿，通過液壓大鉗6將第二根鉆桿與第一根鉆桿連接好(如圖6);之后松開扶正夾頭4和液壓大鉗6,提升滑車5繼續(xù)上提組合好的兩根鉆桿約一單根高度，使得第二根鉆桿下端上升到液壓大鉗6的聞度(如圖7);舉升機(jī)械手2舉升第三根鉆桿并將第三根鉆桿直立在立根架7內(nèi)后，提升滑車5下行使第二根鉆桿與第三根鉆桿組合并對(duì)好扣,液壓大鉗6前移分別夾持兩根鉆桿(第二根鉆桿與第三根鉆桿)組合的下、上接頭后，舉升機(jī)械手2退讓離開第三根鉆桿，扶正夾頭4扶正第三根鉆桿，自此通過液壓大鉗6將第三根鉆桿和前兩根鉆桿組合連接好，完成第三單根的連接，自此完成整個(gè)立根連接(如圖8);懸持夾頭8夾持連接好的立根，提升滑車5卡爪松開，下行約一單根高度再夾持立根(如圖9);提升滑車5夾好立根后將整個(gè)立根上提到鉆臺(tái)面以上，整個(gè)立根上端接近二層臺(tái)10的高度位置，以便安裝在二層臺(tái)10下方的自動(dòng)井架工9抓取(如圖10)。步驟3、立根鉆臺(tái)傳送自動(dòng)井架工9在立根架7上方抓取已連接好的立根，提升滑車5松開卡爪后，自動(dòng)井架工9將立根轉(zhuǎn)移到所需要的位置(二層臺(tái)指梁內(nèi)或井口)，供鉆井作業(yè)使用(如圖11)。操作鉆桿下鉆臺(tái)的步驟與上述的步驟相反。本發(fā)明的鉆桿接立根方法與現(xiàn)有常規(guī)人工操作方式相比，鉆桿上、下鉆臺(tái)，接、卸立根均不需占用頂驅(qū)及井口工具，節(jié)省大量時(shí)間，提高鉆井效率；鉆桿輸送及接立根過程均為機(jī)械化操作，不需工人在危險(xiǎn)區(qū)域作業(yè)，明顯減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，避免發(fā)生不安全事故。
權(quán)利要求
1.一種用于鉆桿接立根的裝置，其特征在于在鉆機(jī)鉆臺(tái)面前側(cè)、大門坡道旁邊固定安裝有立根架(7)，在立根架(7)前坡道旁的地面上固定安裝有貓道(1)，在貓道(I)內(nèi)安裝有舉升機(jī)械手(2);在立根架(7)內(nèi)安裝有扶正夾頭(4)、液壓大鉗(6)、提升滑車(5)以及懸持夾頭(8);在鉆機(jī)井架上安裝有二層臺(tái)(10)，在二層臺(tái)(10)下方懸吊安裝有自動(dòng)井架工(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于鉆桿接立根的裝置，其特征在于所述的舉升機(jī)械手(2)、扶正夾頭(4)、提升滑車(5)、液壓大鉗(6)以及懸持夾頭(8)均與電液控制系統(tǒng)(3)聯(lián)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于鉆桿接立根的裝置，其特征在于所述的舉升機(jī)械手 (2)、扶正夾頭(4)、提升滑車(5)、液壓大鉗(6)、懸持夾頭(8)以及自動(dòng)井架工(9)均設(shè)置有位置傳感器。
4.一種利用權(quán)利要求1-3所述的裝置利用該裝置進(jìn)行鉆桿接立根的方法，其特征在于，按照以下步驟實(shí)施 步驟I、單根地面?zhèn)魉蛯@桿放入或滾入貓道(I)中間的舉升機(jī)械手(2)卡爪內(nèi)，卡緊后舉升機(jī)械手(2)在油缸的作用下舉升鉆桿，將單根鉆桿直立在立根架(7)內(nèi)； 步驟2、連接立根 立根架(7)內(nèi)的提升滑車(5)下行，提升滑車(5)將鉆桿夾持牢靠后，舉升機(jī)械手(2)退讓離開鉆桿；提升滑車(5)上行約一單根鉆桿的高度，使得鉆桿下端上升到液壓大鉗(6)的高度；舉升機(jī)械手(2 )舉升第二根鉆桿并將第二根鉆桿直立在立根架(7 )內(nèi)后，提升滑車(5 )下行使第一根鉆桿與之對(duì)好扣，液壓大鉗(6)前移分別夾持上、下鉆桿的下、上接頭后,舉升機(jī)械手(2)退讓離開第二根鉆桿，扶正夾頭(4)扶正第二根鉆桿，通過液壓大鉗(6)將第二根鉆桿與第一根鉆桿連接好； 之后松開扶正夾頭(4)和液壓大鉗(6)，提升滑車(5)繼續(xù)上提組合好的兩根鉆桿約一單根高度，使得第二根鉆桿下端上升到液壓大鉗(6)的高度； 舉升機(jī)械手(2)舉升第三根鉆桿并將第三根鉆桿直立在立根架(7)內(nèi)后,提升滑車(5)下行使第二根鉆桿與第三根鉆桿組合并對(duì)好扣，液壓大鉗(6)前移分別夾持第二根鉆桿與第三根鉆桿組合的接頭后，舉升機(jī)械手(2)退讓離開第三根鉆桿，扶正夾頭(4)扶正第三根鉆桿，通過液壓大鉗(6)將第三根鉆桿和前兩根鉆桿組合連接好，完成第三單根的連接，自此完成整個(gè)立根連接；懸持夾頭(8)夾持連接好的立根，提升滑車(5)卡爪松開，下行約一單根高度再夾持立根；提升滑車(5)夾好立根后將整個(gè)立根上提到鉆臺(tái)面以上，整個(gè)立根上端接近二層臺(tái)(10)的高度位置； 步驟3、立根鉆臺(tái)傳送自動(dòng)井架工(9)在立根架(7)上方抓取已連接好的立根，提升滑車(5)松開卡爪后，自動(dòng)井架工(9)將立根轉(zhuǎn)移到所需要的位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于鉆桿接立根的裝置，在鉆機(jī)大門坡道旁邊固定安裝有立根架，在立根架內(nèi)安裝有液壓大鉗、扶正夾頭、提升滑車、懸持夾頭；在立根架前坡道旁的地面上固定安裝有貓道，貓道內(nèi)裝有舉升機(jī)械手；在鉆機(jī)井架上安裝有二層臺(tái)，在其下方懸吊安裝有自動(dòng)井架工。本發(fā)明還公開了利用該裝置進(jìn)行鉆桿接立根的方法，利用上述的裝置使鉆桿輸送及整個(gè)接立根過程實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作，鉆桿上鉆臺(tái)、接立根均不需占用頂驅(qū)及井口工具，節(jié)省時(shí)間，提高鉆井效率；同時(shí)不需工人在危險(xiǎn)區(qū)域作業(yè)，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，避免發(fā)生人身事故。
文檔編號(hào)E21B19/16GK102720448SQ20121019309
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者周天明, 樊春明, 畢小鈞, 白丙建, 賈秉彥, 高明 申請(qǐng)人:寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司