海底钻机双井架及套管处理系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种海底钻机双井架及套管处理系统和方法，涉及钻井设备技术领域，系统包括双井架装置，包括第一升降井架装置和第二升降井架装置，第一升降井架装置和第二升降井架装置平行共底座垂向设置；注入头装置，安装位于第一升降井架装置上，可沿第一升降井架装置上下移动；吊钩装置，安装位于第二升降井架装置上，可沿第二升降井架装置上下移动；套管存储装置，设于双井架装置的靠近第二升降井架装置上的吊钩装置的一侧；套管输送装置，安装位于套管存储装置和第二升降井架装置之间；以及双井架输送装置，安装位于双井架装置下方，用于驱动双井架装置整体移动。本发明专利技术具有工作效率高、海底作业稳定的优点。

【技术实现步骤摘要】
海底钻机双井架及套管处理系统和方法
本专利技术涉及钻井设备
，具体涉及一种海底钻机双井架及套管处理系统和方法。
技术介绍
现有技术中，几乎全部的钻机井架系统都是仅能应用于陆地或海洋平台上，无法适用于海底钻机，海洋井架通常以棱锥式井架和瓶颈式井架这两种结构形式为主，其中棱锥式井架由于立根容量低、二层台操作不便等缺陷，无法适应新形势下的海底钻井需求。海底钻机主要用于海底岩心取样，钻进深度通常在5-200m。在深水钻井平台井架和超深水钻井平台井架领域，陆地或海洋平台井架并不适用，因此亟需要研制出一种适用于海底钻机平台井架系统。
技术实现思路
因此，本专利技术实施例要解决的技术问题在于现有技术中的陆地或海洋平台井架不适用于海底钻机平台，从而提供一种海底钻机双井架及套管处理系统和方法。为此，本专利技术实施例的一种海底钻机双井架及套管处理系统，包括：双井架装置，包括第一升降井架装置和第二升降井架装置，第一升降井架装置和第二升降井架装置平行共底座垂向设置；注入头装置，安装位于第一升降井架装置上，可沿第一升降井架装置上下移动，用于夹持连续管，将连续管下入井内或夹持不动或提出井外；吊钩装置，安装位于第二升降井架装置上，可沿第二升降井架装置上下移动，用于承受套管重量，进行下套管或将套管提出井外操作；套管存储装置，设于双井架装置的靠近第二升降井架装置上的吊钩装置的一侧，用于存放两种以上规格的套管；套管输送装置，安装位于套管存储装置和第二升降井架装置之间，用于在套管存储装置和吊钩装置之间输送套管；以及双井架输送装置，安装位于双井架装置下方，用于驱动双井架装置整体移动，进行下套管或钻进工序的切换。优选地，所述双井架装置包括：双井架、小天车和大天车；第一升降井架装置主要由双井架的右侧井架和小天车构成，第二升降井架装置主要由双井架的左侧井架和大天车构成，小天车固定在双井架的右侧井架顶端，大天车固定在双井架的左侧井架顶端，注入头装置通过钢丝绳与小天车连接，吊钩装置通过钢丝绳与大天车连接。优选地，所述注入头装置包括：注入头主体、驱动链轮、鹅颈管和链轮带；注入头主体与第一升降井架装置连接，可沿第一升降井架装置上下移动，驱动链轮对称分布于注入头主体内且驱动链轮对称线方向与注入头主体上下移动方向平行，用于给连续管提供推力或拉力，鹅颈管位于注入头主体上部且鹅颈管的下端口位于驱动链轮对称线上，用于引导连续管沿驱动链轮对称线上下移动，链轮带分别绕接在对称分布的驱动链轮上，用于为连续管提供夹紧力和摩擦力。优选地，所述吊钩装置包括：大钩，大钩的上部与第二升降井架装置连接。优选地，所述套管存储装置包括：支架、套管一、套管二和套管三；支架用于套管存储，套管一、套管二、套管三分别放置于支架内不同区域。优选地，所述套管输送装置包括：套管输送机、输送机轨道、上卸扣装置和转盘；输送机轨道由套管存储装置延伸至井口，套管输送机位于输送机轨道上，可沿输送机轨道移动并通过套管输送机底部实现360°旋转，用于将套管从套管存储装置输送至井口或从井口输送至套管存储装置，上卸扣装置位于井口边缘，用于将套管连接或拆卸，转盘位于第二升降井架装置下方，用于在拆接套管时夹紧下方套管。优选地，所述双井架输送装置包括：减速机、驱动电机、丝杠和滑轨；滑轨安装在双井架装置下方，双井架装置可沿滑轨移动，丝杠的一端与双井架装置联接，另一端通过联轴器与减速机联接，驱动电机通过联轴器与减速机联接，用于为双井架装置的移动提供动力。本专利技术实施例的一种海底钻机双井架及套管处理方法，包括以下步骤：当进行钻进操作时，双井架输送装置驱动双井架装置整体移动，使第一升降井架装置对准井口；控制注入头装置动作，引导连续管下入井内，进行钻进。优选地，所述控制注入头装置动作，引导连续管下入井内，进行钻进的步骤包括：控制驱动链轮转动带动链轮带绕驱动链轮转动，鹅颈管引导连续管穿入链轮带之间，在链轮带夹带下连续管被拉直同时向下运动进入井内，进行钻进。优选地，还包括以下步骤：当进行下管套操作时，双井架输送装置驱动双井架装置整体移动，使第二升降井架装置对准井口；控制套管输送机从套管存储装置的套管一、套管二或套管三中抓取第一根套管，并旋转一定角度，沿输送机轨道将第一根套管输送至井口；控制大钩提取第一根套管，第二升降井架装置控制大钩下放，转盘夹紧第一根套管上方；控制套管输送机从套管存储装置的套管一、套管二或套管三中抓取第二根套管，并旋转一定角度，沿输送机轨道将第二根套管输送至井口；控制上卸扣装置将两根套管进行联接；控制大钩继续将联接好的两根套管进行下放，继续联接，直至完成下套管操作。本专利技术实施例的技术方案，具有如下优点：1.本专利技术实施例提供的海底钻机双井架及套管处理系统，适用于海底钻机平台，通过设置注入头装置可实现连续管钻井作业，连续管钻井作业相比钻杆钻井作业工作效率高；通过设置双井架装置，相比于单井架作业，双井架作业井架高度明显降低，提高了海底作业的稳定性；通过设置环形结构的套管存储装置，采用环形布置，有效缩短套管输送机工作路径，加快输送效率。2.本专利技术实施例提供的海底钻机双井架及套管处理方法，通过移动双井架输送装置能分步进行钻进和下管套步骤，可选用双井架装置，从而降低了井架高度，提高了海底作业的稳定性；通过套管输送装置、吊钩装置的配合步骤，将多根套管实现联接，在缩小套管存储装置体积的同时，更加加快了下套管效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1中海底钻机双井架及套管处理系统的一个具体示例的结构示意图；图2为本专利技术实施例1中海底钻机双井架及套管处理系统的一个具体示例的结构示意图；图3为本专利技术实施例1中海底钻机双井架及套管处理系统的一个具体示例的俯视图；图4为本专利技术实施例1中注入头装置的一个具体示例的结构示意图；图5a为本专利技术实施例1中链轮带未挤压状态的一个具体示例的俯视示意图；图5b为本专利技术实施例1中链轮带挤压状态的一个具体示例的俯视示意图；图6为本专利技术实施例1中套管存储装置的一个具体示例的结构示意图；图7为本专利技术实施例2中海底钻机双井架及套管处理方法的一个具体示例的流程图。附图标记：101、双井架装置；102、注入头装置；103、吊钩装置；104、套管存储装置；105、套管输送装置；106、双井架输送装置；1、双井架；2-1注入头主体；2-2、驱动链轮；2-3、鹅颈管；2-4、链轮带；2-5、纤维钩子；3、小天车；4、大天车；5、大钩；6、减速机；7、驱动电机；8、丝杠；9、滑轨；10-1、支架；10-2、套管一；10-3、套管二；10-4、套管三；11、套管输送机；12、上卸扣装置；13、输送机轨道；14、转盘；15、连续管。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海底钻机双井架及套管处理系统，其特征在于，包括：双井架装置(101)，包括第一升降井架装置和第二升降井架装置，第一升降井架装置和第二升降井架装置平行共底座垂向设置；注入头装置(102)，安装位于第一升降井架装置上，可沿第一升降井架装置上下移动，用于夹持连续管，将连续管下入井内或夹持不动或提出井外；吊钩装置(103)，安装位于第二升降井架装置上，可沿第二升降井架装置上下移动，用于承受套管重量，进行下套管或将套管提出井外操作；套管存储装置(104)，设于双井架装置(101)的靠近第二升降井架装置上的吊钩装置(103)的一侧，用于存放两种以上规格的套管；套管输送装置(105)，安装位于套管存储装置(104)和第二升降井架装置之间，用于在套管存储装置(104)和吊钩装置(103)之间输送套管；以及双井架输送装置(106)，安装位于双井架装置(101)下方，用于驱动双井架装置(101)整体移动，进行下套管或钻进工序的切换。

【技术特征摘要】
1.一种海底钻机双井架及套管处理系统，其特征在于，包括：双井架装置(101)，包括第一升降井架装置和第二升降井架装置，第一升降井架装置和第二升降井架装置平行共底座垂向设置；注入头装置(102)，安装位于第一升降井架装置上，可沿第一升降井架装置上下移动，用于夹持连续管，将连续管下入井内或夹持不动或提出井外；吊钩装置(103)，安装位于第二升降井架装置上，可沿第二升降井架装置上下移动，用于承受套管重量，进行下套管或将套管提出井外操作；套管存储装置(104)，设于双井架装置(101)的靠近第二升降井架装置上的吊钩装置(103)的一侧，用于存放两种以上规格的套管；套管输送装置(105)，安装位于套管存储装置(104)和第二升降井架装置之间，用于在套管存储装置(104)和吊钩装置(103)之间输送套管；以及双井架输送装置(106)，安装位于双井架装置(101)下方，用于驱动双井架装置(101)整体移动，进行下套管或钻进工序的切换。2.根据权利要求1所述的海底钻机双井架及套管处理系统，其特征在于，所述双井架装置(101)包括：双井架(1)、小天车(3)和大天车(4)；第一升降井架装置主要由双井架(1)的右侧井架和小天车(3)构成，第二升降井架装置主要由双井架(1)的左侧井架和大天车(4)构成，小天车(3)固定在双井架(1)的右侧井架顶端，大天车(4)固定在双井架(1)的左侧井架顶端，注入头装置(102)通过钢丝绳与小天车(3)连接，吊钩装置(103)通过钢丝绳与大天车(4)连接。3.根据权利要求1或2所述的海底钻机双井架及套管处理系统，其特征在于，所述注入头装置(102)包括：注入头主体(2-1)、驱动链轮(2-2)、鹅颈管(2-3)和链轮带(2-4)；注入头主体(2-1)与第一升降井架装置连接，可沿第一升降井架装置上下移动，驱动链轮(2-2)对称分布于注入头主体(2-1)内且驱动链轮(2-2)对称线方向与注入头主体(2-1)上下移动方向平行，用于给连续管提供推力或拉力，鹅颈管(2-3)位于注入头主体(2-1)上部且鹅颈管(2-3)的下端口位于驱动链轮(2-2)对称线上，用于引导连续管沿驱动链轮(2-2)对称线上下移动，链轮带(2-4)分别绕接在对称分布的驱动链轮(2-2)上，用于为连续管提供夹紧力和摩擦力。4.根据权利要求1-3任一项所述的海底钻机双井架及套管处理系统，其特征在于，所述吊钩装置(103)包括：大钩(5)，大钩(5)的上部与第二升降井架装置连接。5.根据权利要求1-4任一项所述的海底钻机双井架及套管处理系统，其特征在于，所述套管存储装置(104)包括：支架(10-1)、套管一(10-2)、套管二(10-3)和套管三(10-4)；支架(10-1)用于套管存储，套管一(10-2)、套管二(10-3)、套管三(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔俊国，肖文生，张林川，梅连朋，庞罕，赵海洋，邹文强，刘思缈，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37