钻井管柱自动输送装置的研制与应用

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1、石油机械CHINAPETROLEUMMACHINERY2013年第41卷第2期钻井技术与装备钻井管柱自动输送装置的研制与应用李进付(胜利石油管理局钻井工艺研究院)摘要：为有效解决目前我国石油钻井现场在钻杆、钻铤及套管等钻井管柱上、下钻台作业过程中存在的钻工劳动强度大、危险系数高及效率低等问题，成功研制出钻井管柱自动输送装置。该装置采用成对抓取机械手与双摇杆起升结构实现对钻井管柱的自动抓取与输送。钻井现场试验结果表明，该装置可在手动与无线遥控2种操作模式下，成功实现钻井管柱在地面与钻台面之间的自动、安全、高效、往复输送，从而取代钻工完

2、成起、下钻井管柱的高强度作业，提高作业效率。关键词：自动输送装置；钻井管柱；抓取机械手；双摇杆中图分类号：TE923文献标识码：Bdoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2013．02．012DevelopmentandApplicationofAutomaticDrillStringConveyorLiJinfu(ResearchInstituteofDrillingTechnology，ShengliPetroleumAdministration)Abstract：Tosolvetheproblemswithd

3、rillstringoperationsuchashighriskandloweficiency，anautomaticdrillstringconveyorwasdeveloped．Thedeviceadoptspairedgrippingmanipulatoranddoublerockerhoiststructuretoachievetheautomaticgrippingandconveyingofdrillstrings．Thefieldoperationtestprovesthatthedevicecansuccessfu

4、llyachievetheautomaticandsafeandhigh—eficiencyreciprocatingconveyingofdrillstringsbetweengroundandderrickfloorinmanualmodeorwirelessremotecontroloperationmode．Thus，itreplacesthedrillertocompletethehigh-intensityoperationofdrillstringtripping，improvingtheoperatingeficie

5、ncy．Keywords：automaticconveyor；drillstring；grippingmanipulator；doublerocker近年来，国内石油钻井装备整体技术水平有了在底座同侧的l对抓取机械手将钻井管柱从地面钻很大提高，在钻机变频控制技术、钻机的电液气一杆台架放到装置的V形轨道上，V形轨道上的推车体化控制技术、自动送钻技术等领域显示出比较明夹紧机械手将钻井管柱夹紧，接着双摇杆机构将V显的优势。但在钻井管柱自动化操作装备方面落后形轨道、推车及钻井管柱升至钻台面，从而完成钻国际水平甚远，例如从地面到钻台面的管柱输

6、送装井管柱从地面向钻台面的输送。置、钻台机械手与自动吊卡等井口工具以及二层台立根自动排放装置的缺乏，严重影响了国内石油钻1技术分析机装备的自动化进程J。目前，国内石油钻井现场钻杆上、下钻台普遍采用电动或气动小绞车连接1．1结构钢丝绳向上起吊与下甩，套管上钻台则需租用大型钻井管柱自动输送装置抓取、起升钻杆如图吊车起吊卸载J。上述方式存在劳动强度大、危1、图2所示，装置主要由安装底座、抓取机械手险性高、效率低等问题。为此，胜利钻井工艺研究总成、摇杆总成、推车总成、V形轨道总成、液压院研制了钻井管柱自动输送装置。该装置通过安装系统、控制系

7、统等组成。安装底座摆放于钻机前坡基金项目：中国石化集团公司科研攻关“钻井管柱自动输送技术研究”(J310001)。2013年第41卷第2期李进付：钻井管柱自动输送装置的研制与应用道处，抓取机械手总成共4套，两两对称分布在安上的2个夹紧机械手指同时从钻井台架夹紧，待输装底座两侧，并通过销轴与安装底座固定连接。送钻井管柱后，抓取机械手总成上的摆动油缸摆动前、后摇杆总成下支座通过销轴与安装底座前、后夹紧机械手指与钻井管柱从图1所示位置向上旋转支耳连接，上支座通过销轴与V形轨道总成底部270。，将钻井管柱放到V形轨道的V形槽内，抓的支耳相连

8、接。推车总成通过链轮与V形轨道连取机械手总成上的夹紧机械手指松开夹紧钻井管接，在高压油作用下可驱动推车上马达带动推车沿柱，摆动油缸将夹紧机械手指回旋270。到初始位V形轨道上的链条前、后运移。置；然后推车向前推行到钻井管柱的末端位置，