一种连续运动钻机及其工作方法技术

本发明专利技术提供了一种连续运动钻机及其工作方法，所述连续运动钻机包括底座

【技术实现步骤摘要】
一种连续运动钻机及其工作方法


[0001]本专利技术涉及石油钻井装备
，具体的是一种连续运动钻机，还是一种连续运动钻机及其工作方法
。

技术介绍

[0002]传统施工方式石油钻机在进行钻井施工时，无论自动化程度高低，在起下钻和钻进过程中都需要频繁地中断起下钻柱过程，停下来完成上卸扣操作，起下钻和钻进过程不连续，这种不连续降低了作业效率，不能满足高效钻井的需要；造成井下压力波动，不利于井壁稳定
。
同时，自动化程度不高的传统施工方式石油钻机钻井时，钻台面和二层台上还需要操作人员，人工劳动强度大，存在安全风险；自动化程度较高的传统施工方式石油钻机钻井时，钻台面和二层台上可以减少操作人员，降低劳动强度，但钻机钻井施工的效率没有显著提高
。

技术实现思路

[0003]为了现有钻机起下钻柱不连续的问题，本专利技术提供了一种连续运动钻机及其工作方法，该连续运动钻机及其工作方法能实现连续不间断的起下钻，相对于传统钻机，自动化程度实现了飞跃式提升，可以显著提高钻井施工效率，减少操作人员，降低安全风险
。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005]一种连续运动钻机，包括：
[0006]底座；
[0007]井架，设置在底座上；
[0008]左右设置的两组导轨，导轨设置于井架上，导轨呈直立状态；
[0009]左右设置的两台滑车，滑车与导轨一一对应连接，滑车能够沿导轨上下移动，滑车上设置有上卸扣装置/>、
吊卡和推移装置，上卸扣装置位于吊卡的正上方，推移装置能够使上卸扣装置和吊卡沿水平方向移动并且同步或分别地位于井口的正上方或离开井口的正上方；
[0010]二层台，设置在井架上，二层台能够存放钻柱；
[0011]左右设置的两个钻柱移运装置，钻柱移运装置能够使钻柱沿水平方向移动，钻柱移运装置还能够使钻柱沿竖直方向上下移动，钻柱移运装置能够将二层台上存放的钻柱移动至井口的正上方，钻柱移运装置还能够将井口的正上方的钻柱移动至二层台上存放；
[0012]滑车升降驱动系统，能够使每一台滑车独立的上下移动
。
[0013]一种连续运动钻机的工作方法，所述连续运动钻机的工作方法采用了上述的连续运动钻机，所述连续运动钻机的工作方法含有起钻过程
、
下钻过程和钻进过程中的一个或多个
。
[0014]本专利技术的有益效果是：改变了传统钻机每一次接卸扣都需要在钻台上停顿
、
起下钻只能间断进行的传统施工方式，能实现连续不间断
(
且匀速或不匀速
)
的起下钻，相对于
传统钻机，自动化程度实现了飞跃式提升，可以显著提高钻井施工效率，减少操作人员，降低安全风险
。
附图说明
[0015]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定
。
[0016]图1是本专利技术所述连续运动钻机的主视示意图
。
[0017]图2是本专利技术所述连续运动钻机的左视示意图
。
[0018]图3是本专利技术所述连续运动钻机的俯视示意图
。
[0019]图4是本专利技术所述连续运动钻机的简要示意图
。
[0020]图5是滑车的简要示意图
。
[0021]图6是下钻过程中右侧的滑车高于左侧的滑车的示意图
。
[0022]图7是下钻过程中右侧的滑车低于左侧的滑车的示意图
。
[0023]图8是钻进过程的示意图
。
[0024]1、
底座；
2、
井架；
3、
导轨；
4、
滑车；
5、
上卸扣装置；
6、
吊卡；
7、
顶驱装置；
8、
推移装置；
9、
二层台；
10、
钻柱；
11、
钻柱移运装置；
12、
绞车升降装置；
[0025]101、
上工作面板；
[0026]201、
左架柱；
202、
上架梁；
203、
右架柱；
[0027]401、
车立板；
[0028]801、
第一伸缩机构；
802、
第二伸缩机构；
[0029]1101、
机械手；
1102、
立柱；
[0030]1201、
绞车；
1202、
天车；
1203、
游车；
1204、
绳索
。
具体实施方式
[0031]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合
。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术
。
[0032]一种连续运动钻机，包括
:
[0033]底座1；
[0034]井架2，设置在底座1上；
[0035]左右设置的两组导轨3，导轨3固定设置于井架2上，导轨3呈直立状态；
[0036]左右设置的两台滑车4，滑车4与导轨3一一对应连接，滑车4能够沿导轨3上下移动，滑车4上设置有上卸扣装置
5、
吊卡6和推移装置8，上卸扣装置5位于吊卡6的正上方，推移装置8能够使上卸扣装置5和吊卡6沿水平方向
(
即垂直于井口轴线的方向
)
移动并且同步或分别地位于井口的正上方或离开井口的正上方；
[0037]二层台9，设置在井架2上，二层台9能够存放钻柱
10(
钻柱
10
并不是所述连续运动钻机的组成部分
)
；
[0038]左右设置的两个钻柱移运装置
11
，钻柱移运装置
11
能够使钻柱
10
沿水平方向移动，钻柱移运装置
11
还能够使钻柱
10
沿竖直方向上下移动，以及钻柱移运装置
11
能够使钻柱
10
做水平方向和竖直方向的复合运动，钻柱移运装置
11
能够将二层台9上存放的钻柱
10
移动至井口的正上方，钻柱移运装置
11
还能够将井口的正上方的钻柱
10
移动至二层台9上存放，钻柱
10
为直立状态；
[0039]滑车升降驱动系统，能够使每一台滑车4独立的上下移动，如图1至图5所示
。
[0040]在本实施例中，底座1含有上工作面板
101
，上工作面板
101
的中部内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种连续运动钻机，其特征在于，所述连续运动钻机包括
:
底座
(1)
；井架
(2)
，设置在底座
(1)
上；左右设置的两组导轨
(3)
，导轨
(3)
设置于井架
(2)
上，导轨
(3)
呈直立状态；左右设置的两台滑车
(4)
，滑车
(4)
与导轨
(3)
一一对应连接，滑车
(4)
能够沿导轨
(3)
上下移动，滑车
(4)
上设置有上卸扣装置
(5)、
吊卡
(6)
和推移装置
(8)
，上卸扣装置
(5)
位于吊卡
(6)
的正上方，推移装置
(8)
能够使上卸扣装置
(5)
和吊卡
(6)
沿水平方向移动并且同步或分别地位于井口的正上方或离开井口的正上方；二层台
(9)
，设置在井架
(2)
上，二层台
(9)
能够存放钻柱
(10)
；左右设置的两套钻柱移运装置
(11)
，钻柱移运装置
(11)
能够使钻柱
(10)
沿水平方向移动，钻柱移运装置
(11)
还能够使钻柱
(10)
沿竖直方向上下移动，钻柱移运装置
(11)
能够将二层台
(9)
上存放的钻柱
(10)
移动至井口的正上方，钻柱移运装置
(11)
还能够将井口的正上方的钻柱
(10)
移动至二层台
(9)
上存放；滑车升降驱动系统，能够使每一台滑车
(4)
独立地上下移动
。2.
根据权利要求1所述的连续运动钻机，其特征在于，底座
(1)
含有上工作面板
(101)
，上工作面板
(101)
内设置有与井口相对应的内通孔，所述内通孔位于井口的正上方
。3.
根据权利要求1所述的连续运动钻机，其特征在于，井架
(2)
含有从左向右依次连接的左架柱
(201)、
上架梁
(202)
和右架柱
(203)
，左侧的导轨
(3)
与左架柱
(201)
连接，右侧的导轨
(3)
与右架柱
(203)
连接，左架柱
(201)
和右架柱
(203)
分别位于井口的左右两侧，上架梁
(202)
将左架柱
(201)
的顶部和右架柱
(203)
的顶部连成一体
。4.
根据权利要求1所述的连续运动钻机，其特征在于，推移装置
(8)
含有第一伸缩机构
(801)
，上卸扣装置
(5)
相对于吊卡
(6)
固定，吊卡
(6)
和上卸扣装置
(5)
均与第一伸缩机构
(801)
连接，第一伸缩机构
(801)
能够使上卸扣装置
(5)
和吊卡
(6)
同步地沿水平方向移动，第一伸缩机构
(801)
能够伸缩，当第一伸缩机构
(801)
处于伸出状态时，吊卡
(6)
和上卸扣装置
(5)
均位于井口的正上方，当第一伸缩机构
(801)
处于缩回状态时，吊卡
(6)
和上卸扣装置
(5)
均离开井口的正上方
。5.
根据权利要求4所述的连续运动钻机，其特征在于，滑车
(4)
上还设置有顶驱装置
(7)
，顶驱装置
(7)
位于上卸扣装置
(5)
的上方，推移装置
(8)
能够使顶驱装置
(7)
移动并使顶驱装置
(7)
位于井口的正上方或离开井口的正上方
。6.
根据权利要求5所述的连续运动钻机，其特征在于，推移装置
(8)
还含有第二伸缩机构
(802)
，顶驱装置
(7)
与第二伸缩机构
(802)
连接，第二伸缩机构
(802)
能够伸缩，当第一伸缩机构
(801)
和第二伸缩机构
(802)
均处于伸出状态时，顶驱装置
(7)
位于井口的正上方，当第一伸缩机构
(801)
和第二伸缩机构
(802)
处于缩回状态时，顶驱装置
(7)
离开井口的正上方
。7.
根据权利要求1所述的连续运动钻机，其特征在于，钻柱移运装置
(11)
含有依次连接的机械手
(1101)、
立柱
(1102)
和立柱旋转驱动机构，左侧的立柱
(1102)
和右侧的立柱
(1102)
分别位于井口的左右两侧，机械手
(1101)
能够使钻柱
(10)
沿水平方向移动，机械手
(1101)
还能够使钻柱
(10)
上下移动
。8.
根据权利要求1所述的连续运动钻机，其特征在于，所述滑车升降驱动系统含有左右
设置的两个绞车升降装置
(12)
，绞车升降装置
(12)
含有绞车
(1201)、
天车
(1202)
和绳索
(1204)
，绞车
(1201)
固定于底座
(1)
上，天车
(1202)
固定于井架
(2)
的顶端，绳索
(1204)
依次绕过天车
(1202)
和滑车
(4)
，绳索
(1204)
的一端与绞车
(1201)
连接，绳索
(1204)
的另一端与井架
(2)
或底座
(1)
连接，绞车
(1201)
收放绳索
(1204)
能够使滑车
(4)
上下移动
。9.
根据权利要求1所述的连续运动钻机，其特征在于，所述滑车升降驱动系统含有左右设置的两个绞车升降装置
(12)
，绞车升降装置
(12)
含有绞车
(1201)、
天车
(1202)、
游车
(1203)
和绳索
(1204)
，绞车
(1201)
固定于底座
(1)
上，天车
(1202)
固定于井架
(2)
的顶端，游车
(1203)
位于滑车
(4)
和天车
(1202)
之间，游车
(1203)
与滑车
(4)
一一对应连接，绳索
(1204)
依次绕过天车
(1202)
和游车
(1203)
，绳索
(1204)
的一端与绞车
(1201)
连接，绳索
(1204)
的另一端与井架
(2)
或底座
(1)
连接，绞车
(1201)
收放绳索
(1204)
能够使滑车
(4)
上下移动
。10.
一种连续运动钻机的工作方法，其特征在于，所述连续运动钻机的工作方法采用了权利要求1至权利要求9任一项所述的连续运动钻机，所述连续运动钻机的工作方法含有起钻过程
、
下钻过程和钻进过程中的一个或多个；所述起钻过程含有以下步骤：步骤
1a、
左侧的滑车
(4)
移动至滑车下极限位，左侧的滑车
(4)
上的上卸扣装置
(5)
和吊卡
(6)
移动至井口的正上方，随后左侧的吊卡
(6)
挂上钻柱
(10)
上端的接箍，左侧的滑车
(4)
从滑车下极限位向井架
(2)
的上部移动，钻柱
(10)
随左侧的滑车
(4)
向上移动；步骤
2a、
右侧的滑车
(4)
移动至滑车下极限位，左侧的钻柱移运装置
(11)
的机械手
(1101)
移动至机械手低工位，右侧的滑车
(4)
上的上卸扣装置
(5)
和吊卡
(6)
移动至井口的正上方，随后右侧的吊卡
(6)
挂上钻柱
(10)
下端的接箍，右侧的吊卡
(6)
承受钻柱
(10)
的载荷，完成荷载转移；同时，左侧的钻柱移运装置
(11)
的机械手
(1101)
移动至井口的正上方，右侧的滑车
(4)
上的吊卡
(6)
和左侧的钻柱移运装置
(11)
的机械手
(1101)
继续不停顿地向上移动，同...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志雄，方太安，左卫东，金玲，李杨，张娜，
申请(专利权)人：北京康布尔石油技术发展有限公司中国石油集团工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：