动力猫道装置的研制

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1、动力猫道装置的研制许峰毛亚军徐军宋一马伟李勇中石化石油工程机械有限公司第四机械厂摘要：结合页岩气地理环境和钻井的特点，文中研制了动力猫道装置。基于电液控制技术，该装置利用液压绞车、液压油缸等部件实现模块钻机管材的上下钻台的机械化、自动化的操作。现场应用表明，使用动力猫道装置降低了钻井作业人员的劳动强度，提高了钻井管材上下钻台的效率，提高了钻井作业的自动化、机械化水平。关键词：页岩气;动力猫道装置;液压绞车;作者简介：许峰(1984—),男，工学硕士，工程师，从事石油机械设计工作。收稿日期:2017-03-02基金：十

2、三五国家科技重大专项(2016ZX05038)DevelopmentofPowerCatwalkXUFengMAOYajunXUJunSONGYiMAWeiLIYongFourthMachineryFactory,SinopecPetroleumEngineeringMachineryCo.,Ltd.;Abstract：Combiningwiththecharacteristicsofshalegasgeographyanddrilling,apowercatwalkdeviceisdeveloped.Basedon

3、theelectro-hydrauliccontroltechnology,thedeviceuti1izeshydraulicwinch,hydrauliccylindorandothercomponcntstorealizethemochanicalandautomatictransferringoperationofDPtothedrillfloor.Fieldapplicationshowsthattheuseofpowercatwalkdevicetoreducethelaborintensityofdri

4、llingoperater,andincreasesthetransferringefficiencyofDPtothedrillfloortoimprovethedrillingoperationoftheautomationandmechanizationlevel.Keyword：shalegas;wellfactory;powercatwalk;hydraulicwinchcs;Received：2017-03-020引言动力猫道是用于实现钻具（套管、钻杆、钻铤等）自动上下钻台的装置，是现代自动化钻井设备的重

5、要组成部分。我国FI前的陆地钻机屮，钻具的上下钻台作业都以人工操作为主，效率低，工人劳动强度大，动力猫道的应用能够大大提高钻井效率，减少钻具上下钻台时的磨损，降低钻井成本。结合我国钻机工作的实际情况，考虑到国内外的现状，研制适合于我国钻机配套使用的新型全液压动力猫道，满足国内及国际高端市场对钻机的配套钻机钻井的工作，对减轻钻井工人劳动强度、提高钻井效率具有现实意义。基于此，设计一种全液压驱动的自动化猫道，集钻杆坡道、猫道、支架为一体，举升高度、运输长度可调，可以满足不同钻机需要的高效、安全、低成木的钻具输送装置。1发

6、展概况[1T5]动力猫道最早是在国外开始进行研究的，国内的钻井行业屮的动力猫道还处在初步研制阶段。钻井中的动力猫道无论是研究的文献，还是实际钻井过程中的应用都还比较少。动力猫道主要有3种型式：1）CATWALK移送型管柱处理系统是将置于V形槽中的钻具随V形槽被举升到一定位置，然后再由V形槽内部专门的机构推送到钻台坡道口上，再采用吊卡或直接与顶驱对接，最后提升顶驱来使管子竖直。2）11TV（水平到竖直）型管柱处理系统是在一种特殊的起重机大臂上设计抓放管柱的机械手，大臂机械手在地而直接抓取管柱，通过液缸直接推动大臂旋转起

7、升至井架中心位置，将管柱送给井架中心位置的顶驱或自动吊卡，完成接送管柱任务。3）翻转移送型管柱处理系统是将抓管机械手的机械手臂基座固定在钻台面上，机械手将管柱从水平位置抓起，然后机械手臂起升的同时机械手翻转，带动管柱随机械手由水平位置向垂直位置的翻转，最后管柱随机械手翻转至垂直位置并被送到井口。2动力猫道装置设计2.1设计原则1）尽可能减少钻机整体移运时拆装工作量;2）钻机整体移运时的速度满足现场作业效率的要求，移运过程平稳;3）模块化标准化设计，使装置经过很小的改动就可以适应不同的钻台高度需求。2.2总体设计动力猫

8、道装置采用系列化模块设计，采用标准模块加扩展模块的模块划分方式，通过模块组合适应各种高度钻台的要求，如图1所示。适应小于10.5m钻台的动力猫道系列配置标准型底座、移送臂、液压管排架等，根据钻台高度选择合适的标准化坡道和支撑臂模块，装置总体移运尺寸为12.5mX2mX2.9m,移运时不需拆分。适应10.5^12m钻台的动力猫道系列需额外配置标准