本實(shí)用新型涉及石油鉆井機(jī)械領(lǐng)域,尤其是鉆具(鉆桿、油管、套管等)上下鉆井平臺(tái)的輸送機(jī)械。
背景技術(shù):
石油鉆井場(chǎng)鉆具上下鉆臺(tái)的裝置叫液壓坡道及鉆桿排放系統(tǒng),或簡(jiǎn)稱動(dòng)力貓道。國(guó)外在上世紀(jì)六十年代已開始動(dòng)力貓道的研究,最初研制出了可編程管子處理系統(tǒng),首先應(yīng)用于海洋鉆井平臺(tái)。海洋鉆井平臺(tái)作業(yè)空間小,操作人員少,設(shè)備不需經(jīng)常拆裝,但自動(dòng)化要求高。因此,可編程管子處理系統(tǒng)應(yīng)用于海洋鉆井平臺(tái)取得了顯著的效果。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,為了能夠擴(kuò)大市場(chǎng)和滿足不同客戶的要求,本世紀(jì)初國(guó)外開始研究開發(fā)適用于陸上石油鉆井平臺(tái)的鉆桿上下鉆臺(tái)及排放自動(dòng)化貓道,并且在種類、型號(hào)上也開始多元化。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展,我國(guó)鉆機(jī)技術(shù)水平已有重大突破,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步提高,除了滿足國(guó)內(nèi)石油鉆探需要外還成批量出口到歐美、中東、前蘇聯(lián)和亞非等地區(qū),但與之配套的石油鉆機(jī)輔助設(shè)備如鉆具輸送裝置等由于研究起步晚,目前我國(guó)鉆機(jī)在鉆井過(guò)程中,鉆桿的上下通過(guò)設(shè)置于貓道上的兩臺(tái)氣動(dòng)絞車,以工人手工操作(裝拆卡住鉆桿的吊卡)配合貓道上氣動(dòng)絞車采用拉、拽的方式進(jìn)行。這種鉆桿上下鉆臺(tái)的方式需要的操作人員多、效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全性差,鉆桿損壞嚴(yán)重。
近年來(lái)國(guó)內(nèi)少數(shù)石油機(jī)械制造廠商開始開發(fā)鉆桿自動(dòng)輸送動(dòng)力貓道,但大部分都是仿制國(guó)外技術(shù)且屬于低檔產(chǎn)品,如鋼絲繩牽引式動(dòng)力貓道、簡(jiǎn)單舉升式動(dòng)力貓道,與國(guó)外同類產(chǎn)品相比存著自動(dòng)化程度低、運(yùn)行過(guò)程中貓道的振動(dòng)和噪聲大,運(yùn)行不平穩(wěn)、裝備可靠性差等缺點(diǎn),難以進(jìn)入批量生產(chǎn)和工程化應(yīng)用,與鉆機(jī)的整體技術(shù)水平不相稱,使得我國(guó)石油鉆探裝備的成套率低,不能滿足國(guó)際上高端市場(chǎng)的需求,難以在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中贏得商機(jī)。特別是俄羅斯,要求鉆機(jī)全部配套鉆具自動(dòng)輸送貓道。
另一方面,近年來(lái)國(guó)內(nèi)一些石油鉆探企業(yè)如中石化、中國(guó)石油、中海油等具有石油鉆探能力的企業(yè)積極參與國(guó)際油田勘探業(yè)務(wù)的招投標(biāo)。而國(guó)際招標(biāo)方從安全、工期、勞動(dòng)保護(hù)等方面考慮,要求投標(biāo)方必須具備鉆桿自動(dòng)輸送裝具等施工裝備,并且作為投標(biāo)資質(zhì)不可或缺的必備條件,在此要求下,中國(guó)企業(yè)不得不購(gòu)買國(guó)外昂貴的鉆具自動(dòng)輸送液壓坡道,或以極高的代價(jià)租賃國(guó)外設(shè)備。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型針對(duì)以上問(wèn)題,提供了一種運(yùn)行平穩(wěn)、振動(dòng)噪聲小、安全可靠的行走小車式石油鉆具輸送裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:包括框架,所述框架的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有翻轉(zhuǎn)組件,中間設(shè)有椼架,所述椼架的一端鉸接在框架上、另一端通過(guò)抬升液壓缸連接所述框架,所述抬升液壓缸的缸體鉸接在框架上、活塞桿鉸接在椼架上;
所述椼架上設(shè)有托管架,所述托管架的頂部設(shè)有管槽。
所述翻轉(zhuǎn)組件包括升降液壓缸、伸縮液壓缸、伸縮臂和套管,所述套管鉸接在框架的上部,所述升降液壓缸位于套管的下方,所述升降液壓缸的活塞桿鉸接在套管上、缸體鉸接在框架上,所述伸縮液壓缸的缸體設(shè)在套管的一側(cè),所述伸縮液壓缸的活塞桿連接伸縮臂,所述伸縮臂位于套管的內(nèi)孔內(nèi),所述伸縮臂呈L形。
還包括行走小車、導(dǎo)軌和一對(duì)多級(jí)液壓缸,所述行走小車通過(guò)滾輪裝置滑動(dòng)連接在導(dǎo)軌上,所述導(dǎo)軌設(shè)在椼架上,一對(duì)多級(jí)液壓缸設(shè)在行走小車上且用于支撐托管架;
所述滾輪裝置包括一驅(qū)動(dòng)滾輪組和一從動(dòng)滾輪組,所述驅(qū)動(dòng)滾輪組包括具有雙輸出軸的液壓馬達(dá)和一對(duì)滾輪一,所述液壓馬達(dá)設(shè)在行走小車底部中間,一對(duì)滾輪一位于液壓馬達(dá)的兩側(cè),所述液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)一對(duì)滾輪一;
所述從動(dòng)滾輪組包括一對(duì)滾輪二,一對(duì)滾輪二分別設(shè)在行走小車底部?jī)蓚?cè);一對(duì)滾輪一和一對(duì)滾輪二分別適配設(shè)在導(dǎo)軌上。
還包括推管液壓缸,所述推管液壓缸設(shè)在托管架的一端,所述推管液壓缸的活塞桿朝向管槽。
還包括若干組對(duì)稱設(shè)置的翻管液壓缸,所述管槽位于翻板上,所述翻板通過(guò)若干組翻管液壓缸連接在托管架上,所述管槽位于對(duì)稱設(shè)置的翻管液壓缸中間,所述翻管液壓缸的缸體鉸接在托管架上、活塞桿鉸接在翻板上。
本實(shí)用新型在向上輸管工作時(shí),取管時(shí)翻轉(zhuǎn)組件動(dòng)作:伸縮液壓缸的活塞桿伸出,帶動(dòng)伸縮臂沿套管縱向滑動(dòng)伸出,升降液壓缸的活塞桿向上頂起套管,伸縮臂從排管架上取管并繼續(xù)抬高,鉆桿沿著伸縮臂滾動(dòng),此時(shí),成對(duì)翻管液壓缸中的一翻管液壓缸的活塞桿伸出、另一翻管液壓缸的活塞桿縮起將翻板傾斜,鉆桿沿傾斜面滾入管槽內(nèi),完成取管;
提升:抬升液壓缸將椼架抬升;
輸管:液壓馬達(dá)工作,行走小車沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng),到達(dá)上止點(diǎn)后推管液壓缸的活塞桿伸出將鉆桿沿管槽頂出。此時(shí)鉆機(jī)上的機(jī)械手夾住鉆桿一端將鉆桿取走,完成向上輸管一個(gè)行程。
本實(shí)用新型方便加工,操作可靠。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖,
圖2是圖1的俯視圖,
圖3是圖2中A-A面的剖視圖,
圖4是圖2中B-B面的放大剖視圖,
圖5是本實(shí)用新型的工作狀態(tài);
圖中1是椼架,2是框架,3是升降液壓缸,4是伸縮液壓缸,5是伸縮臂,6是套管,7是翻板,8是管槽,9是翻管液壓缸一,10是翻管液壓缸二,11是推管液壓缸,12是托管架,13是多級(jí)液壓缸,14是抬升液壓缸,15是導(dǎo)軌,16是液壓馬達(dá),17是滾輪一,18是行走小車,19是鉆桿。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型如圖1-5所示,包括框架2,所述框架2的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有翻轉(zhuǎn)組件,中間設(shè)有椼架1,所述椼架1的一端鉸接在框架上、另一端通過(guò)抬升液壓缸14連接所述框架,所述抬升液壓缸14的缸體鉸接在框架上、活塞桿鉸接在椼架上;
所述椼架上設(shè)有托管架12,所述托管架12的頂部設(shè)有管槽8。
椼架常規(guī)狀態(tài)時(shí),水平放置;工作時(shí),通過(guò)抬升液壓缸頂起,使得椼架傾斜形成坡道,便于對(duì)鉆具(如鉆桿19)的運(yùn)輸。
所述翻轉(zhuǎn)組件包括升降液壓缸3、伸縮液壓缸4、伸縮臂5和套管6,所述套管6鉸接在框架的上部,所述升降液壓缸3位于套管的下方,所述升降液壓缸3的活塞桿鉸接在套管上、缸體鉸接在框架上,所述伸縮液壓缸4的缸體設(shè)在套管的一側(cè),所述伸縮液壓缸的活塞桿連接伸縮臂,所述伸縮臂位于套管的內(nèi)孔內(nèi),所述伸縮臂呈L形。
翻轉(zhuǎn)組件在工作中,伸縮臂可伸縮動(dòng)作,伸縮臂呈L形,形成拉鉤便于鉤住鉆具(如鉆桿19),通過(guò)套管旋轉(zhuǎn)動(dòng)作,便于將鉆具可靠輸送至管槽,操作可靠。
還包括行走小車18、導(dǎo)軌15和一對(duì)多級(jí)液壓缸13,所述行走小車18通過(guò)滾輪裝置滑動(dòng)連接在導(dǎo)軌15上,所述導(dǎo)軌15設(shè)在椼架1上,一對(duì)多級(jí)液壓缸13設(shè)在行走小車上且用于支撐托管架,托管架固定連接多級(jí)液壓缸的活塞桿;使得托管架滑動(dòng)連接在椼架上;
所述滾輪裝置包括一驅(qū)動(dòng)滾輪組和一從動(dòng)滾輪組,所述驅(qū)動(dòng)滾輪組包括具有雙輸出軸的液壓馬達(dá)16和一對(duì)滾輪一17,所述液壓馬達(dá)設(shè)在行走小車底部中間,一對(duì)滾輪一位于液壓馬達(dá)的兩側(cè),所述液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)一對(duì)滾輪一;
所述從動(dòng)滾輪組包括一對(duì)滾輪二,一對(duì)滾輪二分別設(shè)在行走小車底部?jī)蓚?cè);一對(duì)滾輪一和一對(duì)滾輪二分別適配設(shè)在導(dǎo)軌上。
還包括推管液壓缸11,所述推管液壓缸11設(shè)在托管架12的一端,所述推管液壓缸11的活塞桿朝向管槽,便于將位于管槽內(nèi)的鉆具推出,便于后續(xù)夾取等操作。
還包括若干組對(duì)稱設(shè)置的翻管液壓缸(即翻管液壓缸一9和翻管液壓缸二10),所述管槽位于翻板7上,所述翻板7通過(guò)若干組翻管液壓缸連接在托管架上,所述管槽8位于對(duì)稱設(shè)置的翻管液壓缸中間,所述翻管液壓缸的缸體鉸接在托管架上、活塞桿鉸接在翻板上。成對(duì)設(shè)置的翻管液壓缸使得翻板進(jìn)行翻轉(zhuǎn),配合套管旋轉(zhuǎn)動(dòng)作,使得鉆具可靠進(jìn)入管槽內(nèi)或?qū)⒐懿蹆?nèi)的鉆具輸送至伸縮臂上,提高可靠性。
本實(shí)用新型的工作方法為:
一、向上輸管:
取管:伸縮液壓缸4的活塞桿伸出,帶動(dòng)伸縮臂5沿套管6縱向滑動(dòng)伸出,升降液壓缸3的活塞桿向上頂起套管6,伸縮臂5從排管架上取管并繼續(xù)抬高,鉆桿沿著伸縮臂5滾到管槽8上,翻管液壓缸一9的活塞桿伸出、翻管液壓缸二10的活塞桿縮起將翻板傾斜,鉆桿沿傾斜面滾入管槽8內(nèi),完成取管;
提升:抬升液壓缸14將椼架1抬升;
輸管:液壓馬達(dá)16工作,行走小車18沿導(dǎo)軌15向上運(yùn)動(dòng),到達(dá)上止點(diǎn)后推管液壓缸11的活塞桿伸出將鉆桿沿管槽8頂出。此時(shí)鉆機(jī)上的機(jī)械手夾住鉆桿一端將鉆桿取走,完成向上輸管一個(gè)行程。
二、向下輸管:
接管:推管液壓缸11的活塞桿伸出,鉆機(jī)上的機(jī)械手送至管槽8,鉆桿沿管槽8下滑至推管液壓缸11的活塞桿上止點(diǎn)位置,推管液壓缸11的活塞桿縮回,鉆桿全部落入管槽8;
向下運(yùn)管:液壓馬達(dá)16工作,行走小車18沿導(dǎo)軌15向下運(yùn)動(dòng),回到與椼架1的初始位置;抬升液壓缸14將椼架1放平,完成向下輸管;
卸管:翻管液壓缸二10的活塞桿伸出、翻管液壓缸一9的活塞桿縮起將翻板7傾斜,鉆桿滾到伸縮臂5上并被伸縮臂5端部的鉤擋??;升降液壓缸3的活塞桿向下縮起將鉆桿放到排管架上;升降液壓缸3的活塞桿繼續(xù)向下縮進(jìn),當(dāng)伸縮臂5端部的鉤低于鉆桿下部時(shí),伸縮液壓缸4的活塞桿收縮,帶動(dòng)伸縮臂5沿套管6縱向滑動(dòng)縮進(jìn),完成一次向下輸管行程。
本實(shí)用新型集自動(dòng)取管、輸送、卸管于一體,智能化程度高,輸送速度快,每個(gè)上下行程約50-60秒,大幅提高輸管效率,節(jié)省大量人力;創(chuàng)造性地采用抬升液壓缸、多級(jí)液壓缸組合提升鉆桿及利用行走小車輸送鉆桿的結(jié)構(gòu),輸送高度可調(diào),應(yīng)用范圍拓寬;全部動(dòng)力均由液壓站提供,運(yùn)行平穩(wěn)可靠,振動(dòng)小噪音低,安全性高;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,造價(jià)低,運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用小。