一种钻修井机及其连续起下钻方法技术

本发明专利技术涉及油气钻修井技术领域，特别涉及一种钻修井机及其连续起下钻方法，所述钻修井机包括底座、井架、顶驱、铁钻工和钻台面，还包括排列设置在所述底座侧的两个指梁机构，两个所述指梁机构相对所述底座的中心线对称，每一所述指梁机构上分别通过回转机构连接排管机，两个所述排管机交替动作。使钻台面底座不需要承受钻杆或立根的载荷，能够实现单独搬家，降低钻机搬家难度，且能够提前为后期的钻井作业准备不同类型的管具，减少钻井过程的非生产时间，提高钻井过程的整体工作效率；通过上述钻修井机的两个排管机交替作业，实现连续起下钻操作，提高钻井作业时起下钻过程的作业效率。提高钻井作业时起下钻过程的作业效率。提高钻井作业时起下钻过程的作业效率。

【技术实现步骤摘要】
一种钻修井机及其连续起下钻方法


[0001]本专利技术涉及油气钻修井
，特别涉及一种钻修井机及其连续起下钻方法。

技术介绍

[0002]在石油天然气开采
，特别是在油气领域的勘探和生产钻探中，需要通过自动化机械设备配合人工、机械操作，实现钻杆、钻铤等管具在井场和钻台面之间的来回传送，以及管具在长度方向的组拼和拆卸。
[0003]现有的陆地钻机主要采用专用车辆将管具运输至井场，采用现场吊车将管具、钻具等杆具吊至管排架上，下钻时，由工人操作动力猫道从管排架上抓取杆具，并移运至钻台面，再由司钻操作液压吊卡抓取钻台面上的杆具并通过顶驱提升，当杆具下部接头离开动力猫道时，由钻工通过辅助工具使杆具下放至井口中，最后，通过钻台面上的铁钻工将新的杆具与井口内的由多杆具组成的立柱连接，起钻时进行逆向操作，上述操作需要3
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4名工人配合操作，作业效率低、安全性差，且容易在管具交接过程中对管具造成损坏。
[0004]中国专利技术专利CN105569566公开了一种自动化钻机，通过在井架上设置双扇形指梁，在钻机底座上设置立根盒，通过连接在井架上的长排管机和短排管机，配合机械猫道传输管具，实现在钻台面上的立根自动化排放和接卸，一定程度上提高了钻机起下钻过程的效率，但是，立根载荷整体施加在钻机井架和底座上，在满立根整体移运过程中重量较重，同时，起下钻作业时，顶驱沿井口上方井架竖直上下，占据井口中心线位置，需要顶驱反复上行移动到位后，排管机才能动作进行立根的取放、移运，难以实现连续的起钻或下钻过程，影响钻修井机工作效率，且容易由于误操作导致立根交接出现安全风险。
[0005]所以，目前亟需要一种技术方案，以进一步提高现有钻机的工作效率，降低起下钻过程的安全风险。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于：针对
技术介绍
中存在的问题，提供了一种钻修井机及其连续起下钻方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种钻修井机，包括底座、井架、顶驱、铁钻工和钻台面，还包括两个指梁机构，所述指梁机构与所述底座排列设置，两个所述指梁机构相对所述底座的中心线对称，每一所述指梁机构上分别设置排管机。
[0008]本专利技术的一种钻修井机，底座和指梁机构分别独立安装在井场地面上，使钻台面底座不需要承受钻杆或立根的载荷，使排管机和指梁组成独立于钻机底座的模块结构，能够实现单独搬家，降低钻机搬家难度，同时，由于带排管机的指梁与钻机底座独立设置，能够实现离线排放立根，使得能够提前为后期的钻井作业准备不同类型的管具，减少钻井作业的等待过程，减少钻井过程的非生产时间，提高钻井过程的整体工作效率，同时，两个排管机交替作业，其中一个所述排管机配合铁钻工接/卸立根时，另一个所述排管机移运排放
立根，互不干涉，实现连续起下钻操作，能够进一步提高钻井作业时起下钻过程的作业效率，降低出现井下事故的安全风险。
[0009]作为本专利技术的优选方案，所述顶驱包括顶驱主体、伸缩机构、滑车、导轨和吊卡；所述吊卡安装在所述顶驱主体下端，所述伸缩机构前端与所述顶驱主体铰接，后端与所述滑车铰接，所述滑车滑动设置在所述导轨上，所述导轨安装在所述井架上，所述吊卡空载上行或下行时，所述伸缩机构处于收缩状态。使双排管机和顶驱相互配合，实现连续起下钻。
[0010]作为本专利技术的优选方案，所述指梁机构包括由下往上依次设置的支撑座、指梁支架和指梁，所述支撑座上设置用于连接所述排管机的安装座，所述指梁设置排管通道和若干档杆总成。使排管机与指梁能够集成为一个独立的模块作为本专利技术的优选方案，所述指梁呈扇面结构，所述排管通道包括若干长排通道和若干短排通道，所述长排通道和所述短排通道分别沿扇面径向设置，所述长排通道贯穿所述指梁靠近所述排管机的内弧边，所述短排通道一端与所述长排通道通过侧向通道连通。增加指梁扇面结构上能够存放管具或立根的空间，提高指梁的存储能力。
[0011]作为本专利技术的优选方案，所述长排通道和所述短排通道交错分布。
[0012]作为本专利技术的优选方案，所述支撑座上对应所述排管通道设置限位通道。使管具或立根底部受限位通道的限制，上部受指梁排管通道的限制，排放稳定。
[0013]作为本专利技术的优选方案，所述排管机包括立柱，所述立柱底部与所述安装座回转连接，顶部回转连接排管机支架，所述排管机支架设置在所述指梁顶部，所述立柱上通过绞车和钢丝绳牵引滑动设置滑移架，所述滑移架上铰接连接伸缩臂，所述伸缩臂为双平行四边形结构件，所述伸缩臂连接夹持臂，所述夹持臂上端连接夹紧钳和滚子钳，下端连接导向钳。
[0014]作为本专利技术的优选方案，还包括设置在所述指梁机构侧的地面管具处理系统，所述地面管具处理系统包括翻转机械手、管具传输装置和双根连接装置，所述翻转机械手设置在所述底座的中心线上，所述翻转机械手用于切换管具的水平和竖直状态，所述双根连接装置用于接/卸水平传输的管具。使管具在地面上进行水平移运过程中对接为多立根形式，减少在钻台面上进行管具对接的频率，进一步减少钻井过程的非生产时间，提高生产效益。
[0015]作为本专利技术的优选方案，所述地面管具处理系统还包括管具取出装置和管具存储盒，所述双根连接装置设置在所述管具取出装置和所述管具传输装置之间，所述翻转机械手、管具传输装置、双根连接装置、管具取出装置和管具存储盒排列设置在所述底座侧，所述管具存储盒用于排列存放管具。使管具存储盒集中存放管具，在地面进行水平移送过程中进行接卸操作，方便提前为钻井过程准备适宜的工具，进一步提高钻井效率。
[0016]一种钻修井机的连续起下钻方法，顶驱空载下行或上行时，顶驱通过伸缩机构缩回，让出井口中心线，两个排管机交替动作，其中一个排管机配合铁钻工接/卸立根时，另一个排管机移运排放立根，实现连续起下钻。
[0017]本专利技术的一种钻修井机的连续起下钻方法，通过伸缩机构，使顶驱在上行或下行过程中让出井口中心线，两个排管机交替配合，在起钻过程中，实现顶驱空载下行过程、铁钻工在井口进行卸立根过程、从井口移运立根至指梁机构排放存储过程的同步进行，实现连续起钻，在下钻过程中，实现顶驱空载上行过程、铁钻工在井口进行接立根过程、从指梁
机构提取立根至井口准备下一接立根过程的同步进行，实现连续下钻，极大的提高了钻修井作业时起下钻过程的作业效率。
[0018]作为本专利技术的优选方案，所述排管机包括排管机A和排管机B，起钻时，包括如下步骤：第一步：顶驱提起井口立柱上行到位后通过设置在钻台面上的卡瓦夹持固定井口立柱；第二步：排管机A扶持立柱；第三步：顶驱缩回让出井口中心并下行；第四步：铁钻工伸至井口卸立根后缩回；第五步：排管机A抓持卸下的立根并移运至指梁机构存储；第六步：顶驱同步伸出，重复第一步，由排管机B重复第二步至第五步；第七步：排管机A和排管机B循环交替，重复第一步至第六步，实现双排管机配合下的连续起钻过程。
[0019]作为本专利技术的优选方案，所述排管机包括排管机A和排管机B，下钻时，包括如下步骤：第一步：顶驱在高位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻修井机，包括底座（1）、井架（2）、顶驱（3）、铁钻工（4）和钻台面（5），其特征在于，还包括两个指梁机构（6），所述指梁机构（6）与所述底座（1）排列设置，两个所述指梁机构（6）相对所述底座（1）的中心线对称，每一所述指梁机构（6）上分别设置排管机（7）。2.如权利要求1所述的一种钻修井机，其特征在于，所述顶驱（3）包括顶驱主体（31）、伸缩机构（32）、滑车（33）、导轨（34）和吊卡（35）；所述吊卡（35）安装在所述顶驱主体（31）下端，所述伸缩机构（32）前端与所述顶驱主体（31）铰接，后端与所述滑车（33）铰接，所述滑车（33）滑动设置在所述导轨（34）上，所述导轨（34）安装在所述井架（2）上。3.如权利要求2所述的一种钻修井机，其特征在于，所述指梁机构（6）包括由下往上依次设置的支撑座（61）、指梁支架（62）和指梁（63），所述支撑座（61）上设置用于连接所述排管机（7）的安装座（64），所述指梁（63）设置排管通道（631）和若干档杆总成。4.如权利要求3所述的一种钻修井机，其特征在于，所述指梁（63）呈扇面结构，所述排管通道（631）包括若干长排通道（6311）和若干短排通道（6312），所述长排通道（6311）和所述短排通道（6312）分别沿扇面径向设置，所述长排通道（6311）贯穿所述指梁（63）靠近所述排管机（7）的内弧边，所述短排通道（6312）一端与所述长排通道（6311）通过侧向通道（6313）连通。5.如权利要求4所述的一种钻修井机，其特征在于，所述长排通道（6311）和所述短排通道（6312）交错分布。6.如权利要求3所述的一种钻修井机，其特征在于，所述支撑座（61）上对应所述排管通道（631）设置限位通道（611）。7.如权利要求3所述的一种钻修井机，其特征在于，所述排管机（7）包括立柱（71），所述立柱（71）底部与所述安装座（64）回转连接，顶部回转连接排管机支架（65），所述排管机支架（65）设置在所述指梁（63）顶部，所述立柱（61）上通过绞车（72）和钢丝绳（73）牵引滑动设置滑移架（74），所述滑移架（74）上铰接连接伸缩臂（75），所述伸缩臂（75）为双平行四边形结构件，所述伸缩臂（75）连接夹持臂（76），所述夹持臂（76）上端连接夹紧钳（77）和滚子钳（78），下端连接导向钳（79）。8.如权利要求1
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7任意一项所述的一种钻修井机，其特征在于，还包括设置在所述指梁机构（6）侧的地面管具处理系统（8），所述地面管具处理系统（8）包括翻转机械手（81）、管具传输装置（82）和双根连接装置（83），所述翻转机械手（81）设置在所述底座（1）的中心线上，所述翻...

【专利技术属性】
技术研发人员：任杰，陈崇，吕兰，田雨，唐爱民，吕岩，罗锐，李志刚，杨雷，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：