管柱移运系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及海洋钻井工程设备领域，特别涉及双作业钻井系统的管柱移运系统及方法，该管柱移运系统包括与钻井平台底座固定连接的井架，还包括与所述井架连接的指梁，分别与所述井架和钻井平台底座固定连接的排管机，分别与立根盒区甲板面和所述钻井平台底座固定连接的钻杆坡道，与所述井架固定连接的上导向机械手和下导向机械手，与所述井架活动连接的游车系统，与所述游车系统活动连接的顶驱，与所述钻井平台底座固定连接的铁钻工，本发明专利技术还公开了一种管柱移运方法，本发明专利技术管柱移运系统的占用空间减少，结构简单，流程简洁易实现，降低了整个移运系统的成本，分担了立根的重量，且立根摆动的工作半径减小，降低了产生安全事故的风险。

【技术实现步骤摘要】
管柱移运系统及方法
本专利技术涉及海洋钻井平台钻井装备领域，特别涉及双作业钻井系统的管柱移运系统及方法。
技术介绍
随着海洋油气资源的勘探开发，现在海洋钻井技术和装备正在向深海延伸。而海洋油气开发是一项高风险、高投资、高收益的工作，对海洋钻井装备的要求也越来越高。在油气开发过程中，保证整个钻井系统的安全、可靠和高效是关键。在深海钻井平台，对于立根盒区低于钻台面的立根竖直移运至井口方式主要有两种：第一种是通过安装在井架侧面的上下两个小车的平移将立根倾斜，通过顶驱移运至井口；第二种安装在井架正面的立根机械手将立根下端提高到钻台面以上，然后摆到井口与顶驱连接。第一种方式滑移小车行程从立根区到井口区，行程较大，设备所占空间较大，结构复杂，成本较高。第二种方式立根机械手要悬持整个立根的重量（最大约14吨）摆动到井口，工作半径大，满足以上要求造成设备笨重，且存在安全隐患。现有技术存在以下问题：1、现有技术中滑移小车的行程是从立根区到井口区，行程较大，整个设备占用的空间较大，且设备的机构复杂，造成整个移运系统的成本较高；2、现有技术中的立根机械手需要承担整个立根的重量并将立根摆动到井口，工作半径大，故整个设备比较笨重，存在较大的安全隐患。为解决上述问题，需要专利技术一种适用于双作业钻井系统的管柱移运系统及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种适用于双作业钻井系统的管柱移运系统及方法。为了达到上述目的，本专利技术提供了如下技术方案。一种管柱移运系统，包括与钻井平台底座固定连接的井架，其还包括：指梁，所述指梁包括固定指梁和可调指梁，所述固定指梁与所述井架固定连接，所述可调指梁由可调指梁主体和可调指梁架构成，所述可调指梁主体与所述井架固定连接，所述可调指梁架与所述井架活动连接；排管机，所述排管机分别与所述井架和立根盒区甲板面固定连接；钻杆坡道，所述钻杆坡道分别与所述立根盒区甲板面和所述钻井平台底座的墙体固定连接；上导向机械手，所述上导向机械手与所述井架固定连接，所述上导向机械手的数量≥1；下导向机械手，所述下导向机械手与所述井架固定连接，所述下导向机械手的数量≥1；游车系统，所述游车系统与所述井架活动连接，所述游车系统与所述钻井平台底座固定连接，所述游车的数量≤2；顶驱，所述顶驱与所述游车系统活动连接，所述顶驱的数量≤2，所述顶驱的数量与所述游车系统的数量匹配；铁钻工，所述铁钻工与所述钻井平台底座固定连接所述铁钻工的数量≥1。作为本专利技术的优选方案，所述井架由主井架和副井架组成，所述副井架与所述主井架固定连接，所述主井架和副井架的底部均与所述钻井平台底座固定连接，所述副井架由拉架和安装架组成，所述拉架的顶部与所述主井架的上部固定连接，所述安装架两个侧边的中上部设置有上导向机械手安装座，所述安装架的两个侧边的中下部设置有下导向机械手安装座，所述主井架设置了双游车系统，可进行双游车系统作业，提高了作业效率，所述副井架内部空间大，增加了安装所述指梁的数量。作为本专利技术的优选方案，所述排管机包括与所述安装架顶部固定连接的上导轨，与所述上导轨活动连接的上移运小车，与所述上移运小车活动连接的主梁，从上到下依次与所述主梁固定连接的提升绞车、上扶正机械手、夹持机械手和下扶正机械手，与所述主梁下端活动连接的下移运小车，与所述下移运小车活动连接的下导轨，所述下导轨与立根盒区甲板面固定连接，所述排管机的数量为L，L≥1，L个所述排管机共用一个所述上导轨和下导轨，所述主梁可绕自身中心线自转，所述上扶正机械手、夹持机械手和下扶正机械手可进行折叠，节省作业空间，所述上扶正机械手、夹持机械手和下扶正机械手可一次处理单个长9.5米的钻杆的四立根或单个长度为13.5米的钻杆的三立根，降低了劳动强度，所述上扶正机械手、夹持机械手和下扶正机械手均采用液缸进行控制，比较容易实现同步控制，提高运行的稳定性。作为本专利技术的优选方案，所述上导向机械手包括与所述上导向机械手安装座固定连接的上底座，与所述上底座活动连接的上摆臂，与所述上摆臂活动连接的上摆动液缸，与所述上摆臂的一端活动连接的上导向钳头，所述上摆臂的另一端与所述上底座活动连接，所述上摆动液缸的一端与所述上摆臂的中部活动连接，所述上摆臂的另一端与所述上底座活动连接，所述下导向机械手包括与所述下导向机械手安装座固定连接的下底座，与所述下底座活动连接的下摆臂，与所述下摆臂活动连接的下摆动液缸，与所述下摆臂的一端活动连接的下导向钳头，所述下摆臂的另一端与所述下底座活动连接，所述下摆动液缸的一端与所述下摆臂的中部活动连接，所述下摆动液缸的另一端与所述下底座活动连接，所述上导向机械手和下导向机械手的结构紧凑，降低了所述上导向钳头和下导向钳头的尺寸和运行过程中说占用的空间，所述上导向钳头和下导向钳头均采用液缸控制，控制精度高，能够准确实现各种管子的转移并在运行过程中不妨碍其他设备的正常运作。作为本专利技术的优选方案，所述钻杆坡道包括坡道主体、随动梭车和安全臂，所述坡道主体的一端与所述立根盒区甲板面固定连接，所述坡道主体的另一端与所述钻井平台底座墙体固定连接，所述随动梭车与所述坡道主体活动连接，所述安全臂与靠近所述坡道主体另一端的所述坡道主体的侧边固定连接，所述随动梭车上设置有围板，所述围板与所述随动梭车固定连接，所述坡道主体的中心线与井眼中心线重合，所述围板防止立根在倾斜过程中滑出所述随动梭车。作为本专利技术的优选方案，所述顶驱包括与所述游车进行活动连接的顶驱主体，与所述顶驱主体活动连接的吊环，与所述吊环活动连接的液压吊卡。作为本专利技术的优选方案，所述主井架与所述副井架进行固定连接的一面从上往下依次安装有M个所述指梁，所述M≥1，所述副井架内侧与所述固定指梁相对的面从上往下依次安装有N个所述指梁，N≥1。作为本专利技术的优选方案，所述游车系统包括与所述主井架固定连接的游车导轨，与所述游车导轨滑动连接的游车，与所述钻井平台底座固定连接的起升液缸底座，与所述起升液缸底座固定连接的起升液缸，所述游车的底部与所述起升液缸的顶端固定连接，所述起升液缸的底部与所述起升液缸底座的顶部固定连接，所述起升液缸底座的底部与所述钻井平台底座固定连接。本专利技术还公开了一种使用前述管柱移运系统的管柱移运方法，其包含以下步骤：步骤一、所述排管机平移至所述指梁位置，所述排管机同步伸出所述上扶正机械手、夹持机械手和下扶正机械手，所述夹持机械手夹持住待移运立根，所述上扶正机械手和下扶正机械手将所述待移运立根上下端进行扶正；步骤二、所述排管机的所述夹持机械手夹持待移运立根向上提升一段距离后，所述排管机同步缩回所述上扶正机械手、夹持机械手和下扶正机械手，所述排管机带动所述待移运立根沿所述上导轨和下导轨平移到井口中心线上；步骤三、所述排管机同步伸出所述上扶正机械手、夹持机械手和下扶正机械手，使所述待移运立根在所述随动梭车的上方位置，所述提升绞车驱动所述夹持机械手将待移运立根下端放到所述随动梭车上；步骤四、所述上摆动液缸驱动所述上摆臂将所述上导向钳头摆动至夹持位置，所述上导向钳头夹持住待移运立根，所述上扶正机械手、夹持机械手和下扶正机械手打开并返回初始位置，所述上摆动液缸驱动所述上摆臂将所述上导向钳头摆动至井口位置；步骤五、所述起升液缸驱动所述游本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.管柱移运系统，包括与钻井平台底座固定连接的井架，其特征在于，还包括：指梁，所述指梁包括固定指梁和可调指梁，所述固定指梁与所述井架固定连接，所述可调指梁由可调指梁主体和可调指梁架构成，所述可调指梁主体与所述井架固定连接，所述可调指梁架与所述井架活动连接；排管机，所述排管机分别与所述井架和立根盒区甲板面固定连接；钻杆坡道，所述钻杆坡道分别与所述立根盒区甲板面和所述钻井平台底座的墙体固定连接；上导向机械手，所述上导向机械手与所述井架固定连接，所述上导向机械手的数量≥1；下导向机械手，所述下导向机械手与所述井架固定连接，所述下导向机械手的数量≥1；游车系统，所述游车系统与所述井架活动连接，所述游车系统与所述钻井平台底座固定连接，所述游车的数量≤2；顶驱，所述顶驱与所述游车系统活动连接，所述顶驱的数量≤2，所述顶驱的数量与所述游车系统的数量匹配；铁钻工，所述铁钻工与所述钻井平台底座固定连接所述铁钻工的数量≥1。

【技术特征摘要】
1.管柱移运系统，包括与钻井平台底座固定连接的井架，其特征在于，还包括：指梁，所述指梁包括固定指梁和可调指梁，所述固定指梁与所述井架固定连接，所述可调指梁由可调指梁主体和可调指梁架构成，所述可调指梁主体与所述井架固定连接，所述可调指梁架与所述井架活动连接；排管机，所述排管机分别与所述井架和立根盒区甲板面固定连接；钻杆坡道，所述钻杆坡道分别与所述立根盒区甲板面和所述钻井平台底座的墙体固定连接；上导向机械手，所述上导向机械手与所述井架固定连接，所述上导向机械手的数量≥1；下导向机械手，所述下导向机械手与所述井架固定连接，所述下导向机械手的数量≥1；游车系统，所述游车系统与所述井架活动连接，所述游车系统与所述钻井平台底座固定连接，所述游车的数量≤2；顶驱，所述顶驱与所述游车系统活动连接，所述顶驱的数量≤2，所述顶驱的数量与所述游车系统的数量匹配；铁钻工，所述铁钻工与所述钻井平台底座固定连接所述铁钻工的数量≥1。2.根据权利要求1所述的管柱移运系统，其特征在于：所述井架由主井架和副井架组成，所述副井架与所述主井架固定连接，所述主井架和副井架的底部均与所述钻井平台底座固定连接，所述副井架由拉架和安装架组成，所述拉架的顶部与所述主井架的上部固定连接，所述安装架两个侧边的中上部设置有上导向机械手安装座，所述安装架的两个侧边的中下部设置有下导向机械手安装座。3.根据权利要求2所述的管柱移运系统，其特征在于：所述排管机包括与所述安装架顶部固定连接的上导轨，与所述上导轨活动连接的上移运小车，与所述上移运小车活动连接的主梁，从上到下依次与所述主梁固定连接的提升绞车、上扶正机械手、夹持机械手和下扶正机械手，与所述主梁下端活动连接的下移运小车，与所述下移运小车活动连接的下导轨，所述下导轨与立根盒区甲板面固定连接，所述排管机的数量为L，L≥1，L个所述排管机共用一个所述上导轨和下导轨。4.根据权利要求3所述的管柱移运系统，其特征在于：所述上导向机械手包括与所述上导向机械手安装座固定连接的上底座，与所述上底座活动连接的上摆臂，与所述上摆臂活动连接的上摆动液缸，与所述上摆臂的一端活动连接的上导向钳头，所述上摆臂的另一端与所述上底座活动连接，所述上摆动液缸的一端与所述上摆臂的中部活动连接，所述上摆臂的另一端与所述上底座活动连接，所述下导向机械手包括与所述下导向机械手安装座固定连接的下底座，与所述下底座活动连接的下摆臂，与所述下摆臂活动连接的下摆动液缸，与所述下摆臂的一端活动连接的下导向钳头，所述下摆臂的另一端与所述下底座活动连接，所述下摆动液缸的一端与所述下摆臂的中部活动连接，所述下摆臂的另一端与所述下底座活动连接。5.根据权利要求4所述的管柱移运系统，其特征在于：所述钻杆坡道包括坡道主体、随动梭车和安全臂，所述坡道主体的一端与所述立根盒区甲板面固定连接，所述坡道主体的另一端与所述钻井平台底座墙体固定连接，所述随动梭车与所述坡道主体活动连接，所述安全臂与靠近所述坡道主体另一端的所述坡道主体的侧边固定连接，所述随动梭车上设置有围板，所述围板与所述随动梭车固定连接，所述坡道主体的中心线与井眼中心线重合。6.根据权利要求5所述的管柱移运系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：田雨，陈崇，高杭，李志刚，吕岩，陆军坊，吴正华，于芳，杨雷，肖勇，周珍珍，游青青，石庆丽，
申请(专利权)人：四川宏华石油设备有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51