一种自动吊卡双补芯作业系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种自动吊卡双补芯作业系统及方法，涉及石油天然气钻探技术领域；作业系统，包括：液压吊卡，中部设置有供补芯穿过的夹持孔，且能够将补芯夹持在所述夹持孔内；顶驱，与所述液压吊卡相连，用于驱动所述液压吊卡上下移动；补芯运转台，在工作状态下位于所述液压吊卡下方，且能够将补芯移出或送入井口，能够自动实现双补芯吊卡作业，避免了人工操作，可彻底解决卡瓦打滑和损伤钻杆问题，并且解决手动双吊卡无法自动化、无法定心问题，从而实现整个管柱处理系统的自动化。作业方法基于前述的作业系统，避免了人工操作，可彻底解决卡瓦打滑和损伤钻杆问题，解决手动双吊卡无法自动化、无法定心问题，从而实现整个管柱处理系统的自动化。处理系统的自动化。处理系统的自动化。

【技术实现步骤摘要】
一种自动吊卡双补芯作业系统及方法


[0001]本专利技术涉及石油天然气钻探
，具体涉及一种自动吊卡双补芯作业系统及方法。

技术介绍

[0002]随着页岩油气资源的逐步开采，浅层油气资源已无法满足需求，对于深层和水平油气藏的开采的需要，钻杆不断接长，重量不断加重。若采用当前配置的手动卡瓦或液压卡瓦，存在的轻载时卡不紧，重载时卡不住、打滑、损伤钻杆管体的问题。
[0003]因此，目前针对于深层和水平油气藏的开采，现场通常使用双手动吊卡作业方式，手动吊卡直接与钻杆接头台阶面接触，承受整个钻柱的重量，不存在卡瓦打滑、损伤钻杆管体等问题。但这种方式，需要人工在井口危险区域来回替换两个手动吊卡，劳动强度大，安全风险高。

技术实现思路

[0004]针对目前深层和水平油气藏的开采，需要人工在井口危险区域来回替换两个手动吊卡的技术问题；本专利技术提供了一种自动吊卡双补芯作业系统及方法，能够自动实现双补芯吊卡作业，可彻底解决卡瓦打滑和损伤钻杆问题，并且能够解决手动双吊卡无法自动化、无法定心问题，从而实现整个管柱处理系统的自动化。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种自动吊卡双补芯作业系统，包括：液压吊卡，中部设置有供补芯穿过的夹持孔，且能够将补芯夹持在所述夹持孔内；顶驱，与所述液压吊卡相连，用于驱动所述液压吊卡上下移动；补芯运转台，在工作状态下位于所述液压吊卡下方，且能够将补芯移出或送入井口。
[0007]本专利技术提供的自动吊卡双补芯作业系统，液压吊卡能够自动夹持或释放补芯，并通过补芯连接钻杆，由驱动带动液压吊卡上下移动，从而带动钻杆上下移动，同时设置有补芯运转台，能够自动将补芯移动至或移出液压吊卡夹持孔内和井口位，进而通过液压吊卡和补芯运转台来回替换两个补芯。
[0008]因此，本专利技术提供的自动吊卡双补芯作业系统，能够自动实现双补芯吊卡作业，避免了人工操作，可彻底解决卡瓦打滑和损伤钻杆问题，并且解决手动双吊卡无法自动化、无法定心问题，从而实现整个管柱处理系统的自动化。
[0009]在一可选的实施方式中，所述液压吊卡适配有多个支撑部，所述支撑部一端与所述液压吊卡铰接；其中，所述支撑部能够通过吊环后倾平移液压吊卡，而限制补芯向远离所述顶驱的方向移动。以通过支撑部的旋转，控制补芯能够向远离所述顶驱的方向移动,以控制液压吊卡是否与钻杆相连。
[0010]在一可选的实施方式中，所述液压吊卡通过吊环与所述顶驱相连，所述吊环两端分别与对应的所述液压吊卡和所述顶驱铰接，以实现液压吊卡的相连，且使得液压吊卡能
够向驱动的驱动方向的一侧平移。
[0011]在一可选的实施方式中，所述顶驱包括导轨和直线移动模组，所述直线移动模组与所述导轨传动连接，且所述直线移动模组能够沿所导轨长度方向移动，以通过直线移动模组带动液压吊卡上下移动。
[0012]在一可选的实施方式中，所述补芯运转台包括：补芯取放机构，用于取放补芯；伸展机构，与所述补芯取放机构，用于驱动所述补芯取放机构从补芯存放工位移动至井口，以通过伸展机构的伸展带动补芯取放机构移动。
[0013]在一可选的实施方式中，所述补芯取放机构包括：两个夹臂，两所述夹臂相对的一端铰接；夹持驱动器，用于驱动两个所述夹臂相对远离或靠拢，以通过两个夹臂的相对靠拢夹持补芯、两个夹臂的相对远离释放补芯。
[0014]在一可选的实施方式中，所述伸展机构包括：旋转柱，能够绕一预设的轴线转动；直线移动模块，传动连接设置于所述旋转柱上，且能够沿所述旋转柱长度方向移动；伸展连杆组，一端与所述直线移动模块铰接，另一端与所述补芯取放机构铰接；伸展驱动器，一端与所述直线移动模块铰接，另一端与所述伸展连杆组铰接；其中，所述伸展驱动器为直线驱动器，且在所述伸展驱动器伸展时，所述补芯取放机构向远离所述旋转柱的方向移动。
[0015]通过旋转柱的旋转带动伸展连接杆组沿预设的轴线转动、通过连杆组带动补芯取放机构移动，同时直线移动模组能够带动伸展连杆组上下移动，使得补芯取放机构可以上升、旋转和伸出，从而带动补芯取放机构上的补芯移动到井眼中心。
[0016]在一可选的实施方式中，所述伸展连杆组包括两个串接的四连杆机构，以确保伸展机构在伸展过程中的稳定性，进而确保补芯取放机构移动的位置精度。
[0017]第二方面，本专利技术提供了一种自动吊卡双补芯作业方法，基于上述的自动吊卡双补芯作业系统，包括接单根工序，所述接单根工序包括以下步骤：
[0018]S10、通过液压吊卡夹持下补芯，并前倾打开补芯将中心孔与钻杆相连；
[0019]S11、猫道向前将钻杆送入液压吊卡补芯中，上提液压吊卡至钻杆竖直；
[0020]S12、将钻杆下放至下部钻杆中，并使用铁钻工对钻杆上扣；
[0021]S13、通过补芯取放机构夹持并打开下补芯，并将下补芯移动至补芯存放工位；
[0022]S14、顶驱带动液压吊卡下移，使得钻杆放入钻井内；
[0023]所述下钻工序包括以下步骤：
[0024]S15、通过补芯取放机构将中继补芯移动至液压吊卡可夹持工位；
[0025]S16、通过液压吊卡夹持中继补芯，并带动中继补芯上移至二层台高度；
[0026]S17、通过二层台排管机夹持中继钻杆，并带动中继钻杆移动至液压吊卡补芯内并关闭；
[0027]S18、下放中继钻杆，并将中继钻杆与下钻杆对扣，使用铁钻工对其上扣；
[0028]S19、通过补芯取放机构夹持并打开下补芯，并将下补芯移动至补芯存放工位；
[0029]S20、液压吊卡下行，并下放中继钻杆，将中继补芯放入转盘内支撑中继钻杆；
[0030]S21、液压吊卡松开中继补芯后上行，并重复步骤S10～S14或S15～S21直至将钻杆放入钻井内。
[0031]本专利技术提供的自动吊卡双补芯作业方法，液压吊卡能够自动夹持或释放补芯，并通过补芯连接钻杆，由驱动带动液压吊卡上下移动，从而带动钻杆上下移动，同时补芯运转
台能够自动将补芯移动至或移出液压吊卡的移动路径和井口，进而通过液压吊卡和补芯运转台来回替换两个自动的液压吊卡。因此，能够自动实现双补芯吊卡的下钻作业，避免了人工操作，可彻底解决卡瓦打滑和损伤钻杆问题，并且解决手动双吊卡无法自动化、无法定心问题，从而实现整个管柱处理系统的自动化。
[0032]在一可选的实施方式中，还包括起钻工序，所述起钻工序包括以下步骤：
[0033]S22、下移空载的液压吊卡门至井口，并夹持上补芯以带动上钻杆上移；
[0034]S23、当液压吊卡到达二层台后，通过补芯运转台将中继补芯打开并送至井口；
[0035]S24、当中继补芯到达井口位后，通过中继补芯夹持中继钻杆，液压吊卡下移由中继补芯承载钻杆重量；
[0036]S25、补芯运转台的补芯取放机构退出井口位，并对钻柱进行卸扣；
[0037]S26、卸扣动作完成后，液压吊卡打开，排管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动吊卡双补芯作业系统，其特征在于，包括：液压吊卡(100)，中部设置有供补芯穿过的夹持孔(110)，且能够将补芯夹持在所述夹持孔(110)内；顶驱(200)，与所述液压吊卡(100)相连，用于驱动所述液压吊卡(100)上下移动；补芯运转台(300)，在工作状态下位于所述液压吊卡(100)下方，且能够将补芯移出或送入井口。2.根据权利要求1所述的自动吊卡双补芯作业系统，其特征在于，所述液压吊卡(100)适配有多个支撑部(120)，所述支撑部(120)一端与所述液压吊卡(100)铰接；其中，所述支撑部(120)能够在旋转至所述夹持孔(110)内，而限制补芯向远离所述顶驱(200)的方向移动。3.根据权利要求1所述的自动吊卡双补芯作业系统，其特征在于，所述液压吊卡(100)通过吊环(130)与所述顶驱(200)相连，所述吊环(130)两端分别与对应的所述液压吊卡(100)和所述顶驱(200)铰接。4.根据权利要求1所述的自动吊卡双补芯作业系统，其特征在于，所述顶驱(200)包括导轨(210)和直线移动模组(220)，所述直线移动模组(220)与所述导轨(210)传动连接，且所述直线移动模组(220)能够沿所导轨(210)长度方向移动。5.根据权利要求1所述的自动吊卡双补芯作业系统，其特征在于，所述补芯运转台(300)包括：补芯取放机构(310)，用于取放补芯；伸展机构(320)，与所述补芯取放机构(310)，用于驱动所述补芯取放机构(310)从补芯存放工位移动至井口。6.根据权利要求5所述的自动吊卡双补芯作业系统，其特征在于，所述补芯取放机构(310)包括：两个夹臂(311)，两所述夹臂(311)相对的一端铰接；夹持驱动器(312)，用于驱动两个所述夹臂(311)相对远离或靠拢。7.根据权利要求5所述自动吊卡双补芯作业系统，其特征在于，所述伸展机构(320)包括：旋转柱(321)，能够绕一预设的轴线转动；直线移动模块(322)，传动连接设置于所述旋转柱(321)上，且能够沿所述旋转柱(321)长度方向移动；伸展连杆组(323)，一端与所述直线移动模块(322)铰接，另一端与所述补芯取放机构(310)铰接；伸展驱动器(324)，一端与所述直线移动模块(322)铰接，另一端与所述伸展连杆组(323)铰接；其中，所述伸展驱动器(324)...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴俊卿，唐爱民，吕岩，廖国勇，周文会，王麟，王维，汪翰，周余，
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：