一种适用于双井口排管作业的自动井架工及方法.pdf

本发明公开了一种适用于双井口排管作业的自动井架工，包括一对纵向轨道，在该对纵向轨道上分别设置有一套纵向移动滑车，在两套纵向移动滑车上方共同固定连接有横向轨道；在横向轨道的中部通过纵向驱动液缸与钻机井架连接；在横向轨道内安装有横向移动滑车，该横向移动滑车上安装有回转机构，回转机构与横向驱动马达传动连接；回转机构的下端与倾斜臂的上部固定连接，倾斜臂的下部则与伸缩臂的外筒铰接，伸缩臂的内筒下端安装有夹持钳。本发明还公开了一种利用上述的自动井架工进行立根排放的方法。本发明的装置及方法，满足双井口钻机同时建立根、起下钻、下套管等作业的需要。

权利要求书
1.  一种适用于双井口排管作业的自动井架工，该自动井架工(7)整体 安装在钻机井架(1)的前开口外侧，且位于二层台(3)的上方，其特征在 于：
包括固定安装在钻机井架(1)上的一对纵向轨道(17)，在该对纵向轨 道(17)上分别设置有一套纵向移动滑车(18)，在两套纵向移动滑车(18) 上方共同固定连接有横向轨道(12)；在横向轨道(12)的中部通过纵向驱 动液缸(11)与钻机井架(1)连接；在横向轨道(12)内安装有横向移动 滑车(16)，该横向移动滑车(16)上安装有回转机构(15)，回转机构(15) 与横向驱动马达(13)传动连接；回转机构(15)的下端与倾斜臂(10)的 上部固定连接，倾斜臂(10)的下部则与伸缩臂(9)的外筒铰接，伸缩臂 (9)的外筒中滑动套装有内筒，伸缩臂(9)的内筒下端安装有夹持钳(8)。

2.  根据权利要求1所述的适用于双井口排管作业的自动井架工，其特征 在于：所述的夹持钳(8)、纵向驱动液缸(11)、横向驱动马达(13)均与 电液控制机构14控制连接。

3.  一种架工进行立根排放的方法，其特征在于，利用权利要求1和2所 述的自动井架工，具体按照以下步骤实施，
以下按将立根从任意一个井口排放到立根台区的任意位置和将立根从 立根台区任意位置递送到任意一个井口两种工况进行描述：
工况一，立根(2)从一号井口(4)排入立根台区(6)的任意位置D 处时的作业流程包括：将自动井架工(7)的夹持钳(8)移送到一号井口(4) 处夹持立根(2)，伸缩臂(9)缩回上提立根，倾斜臂(10)合拢，此时立 根处于A点位置，回转机构(15)顺时针旋转90°，横向移动滑车(16) 在横向驱动马达(13)的驱动下在横向轨道(12)上滑行至B点，纵向移动 滑车(18)在纵向驱动液缸(11)的作用下在纵向轨道(17)滑行至C点停 止，倾斜臂(10)展开使立根处于D点位置，伸缩臂(9)伸出下放立根(2) 至立根台(6)中，夹持钳(8)松开，从而完成了立根从井口到立根台的排 放；
工况二，立根从立根台区(6)的任意位置D处递送到一号井口(4)时 的作业流程为上述工况一步骤的逆过程。

说明书一种适用于双井口排管作业的自动井架工及方法
技术领域
本发明属于石油钻探设备技术领域，涉及一种适用于双井口排管作业的 自动井架工，本发明还涉及一种利用该自动井架工进行立根排放的方法。
背景技术
自动井架工是用于石油钻机二层台立根排放作业的装置，目前的自动井 架工只适用于单井口排管作业，它只能将钻杆立根或钻铤立根在单一的井 口、立根台区来回递送。现发明一种自动井架工，能够适用于双井口排管作 业，它可以将钻杆立根或钻铤立根从任意一个井口排放到立根台区的任意位 置，也可以将钻杆立根或钻铤立根从立根台区任意位置递送到任意一个井 口，以满足双井口钻机同时建立根、起下钻、下套管等作业的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于双井口排管作业的自动井架工，满足双 井口钻机同时建立根、起下钻、下套管等作业的需要。
本发明的另一目的是提供一种利用该自动井架工进行立根排放的方法。
本发明采用的技术方案是，
一种适用于双井口排管作业的自动井架工，该自动井架工整体安装在钻 机井架的前开口外侧，且位于二层台的上方，
包括固定安装在钻机井架上的一对纵向轨道，在该对纵向轨道上分别设 置有一套纵向移动滑车，在两套纵向移动滑车上方共同固定连接有横向轨 道；在横向轨道的中部通过纵向驱动液缸与钻机井架连接；在横向轨道内安 装有横向移动滑车，该横向移动滑车上安装有回转机构，回转机构与横向驱 动马达传动连接；回转机构的下端与倾斜臂的上部固定连接，倾斜臂的下部 则与伸缩臂的外筒铰接，伸缩臂的外筒中滑动套装有内筒，伸缩臂的内筒下 端安装有夹持钳。
本发明采用的另一技术方案是，
一种架工进行立根排放的方法，利用上述的自动井架工，具体按照以下 步骤实施，
以下按将立根从任意一个井口排放到立根台区的任意位置和将立根从 立根台区任意位置递送到任意一个井口两种工况进行描述：
工况一，立根从一号井口排入立根台区的任意位置D处时的作业流程包 括：将自动井架工的夹持钳移送到一号井口处夹持立根，伸缩臂缩回上提立 根，倾斜臂合拢，此时立根处于A点位置，回转机构顺时针旋转90°，横 向移动滑车在横向驱动马达的驱动下在横向轨道上滑行至B点，纵向移动滑 车在纵向驱动液缸的作用下在纵向轨道滑行至C点停止，倾斜臂展开使立根 处于D点位置，伸缩臂伸出下放立根至立根台中，夹持钳松开，从而完成了 立根从井口到立根台的排放；
工况二，立根从立根台区的任意位置D处递送到一号井口时的作业流程 为上述工况一步骤的逆过程。
本发明的有益效果是，实现了双井口钻机的钻杆立根或钻铤立根在任意 井口及立根台区任意位置来回递送，省去了立根在不同立根台区的搬运作 业，缩短钻井排管周期，提高生产效率，降低钻井成本。
附图说明
图1是本发明自动井架工在双井口钻机的安装位置立面示意图；
图2是本发明自动井架工在双井口排管作业的工作状态平面示意图；
图3是本发明自动井架工结构示意图。
图中，1.钻机井架，2.立根，3.二层台，4.一号井口，5.二号井口，6.立 根区，7.自动井架工，8.夹持钳，9.伸缩臂，10.倾斜臂，11.纵向驱动液缸， 12.横向轨道，13.横向驱动马达，14.电液控制机构，15.回转机构，16.横向移 动滑车，17.纵向轨道，18.纵向移动滑车。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1、图2、图3，本发明自动井架工的结构是，该自动井架工7整体 安装在钻机井架1的前开口外侧，且位于二层台3的上方，
包括固定安装在钻机井架1上的一对纵向轨道17，在该对纵向轨道17 上分别设置有一套纵向移动滑车18(左、右纵向轨道17上共有两套移动滑 车18)，在两套纵向移动滑车18上方共同固定连接有横向轨道12；在横向 轨道12的中部通过纵向驱动液缸11与钻机井架1连接；在横向轨道12内 安装有横向移动滑车16，该横向移动滑车16上安装有回转机构15，回转机 构15与横向驱动马达13传动连接；回转机构15的下端与倾斜臂10的上部 固定连接，倾斜臂10的下部则与伸缩臂9的外筒铰接，伸缩臂9的外筒中 滑动套装有内筒，伸缩臂9的内筒下端安装有夹持钳8。
夹持钳8、纵向驱动液缸11、横向驱动马达13均与电液控制机构14控 制连接。
本发明自动井架工各部件的主要功能是：纵向轨道17是整个自动井架 工的安装基础，自动井架工自重及其夹持的立根载荷都通过它传递到钻机井 架1上；纵向轨道17、纵向移动滑车18以及纵向驱动液缸11使自动井架工 具有纵向移动的能力，单液缸推动自动井架工纵向移动结构简单、可避免左、 右两个纵向移动滑车18不同步；横向轨道12、横向移动滑车16及横向驱动 马达13使自动井架工具有横向移动的能力，回转机构15使自动井架工具有 旋转功能，倾斜臂10使自动井架工具有展臂功能，伸缩臂9使自动井架工 夹持的立根能够根据作业需要进行上提、下放，夹持钳8用于夹持不同外径 的钻杆或钻铤立根；另外自动井架工各执行部件均安装有传感器等位置信号 检测元件，电液控制机构14可根据各信号对自动井架工的运行轨迹、限位 互锁等进行可编程控制，使自动井架工能够安全高效排放立根。
本发明自动井架工进行立根排放的方法，具体按照以下步骤实施，以下 按将立根从任意一个井口排放到立根台区的任意位置和将立根从立根台区 任意位置递送到任意一个井口两种工况进行描述：
工况一，参照图2、图3，立根2从一号井口4排入立根台区6的任意 位置D处时的作业流程包括：将自动井架工7的夹持钳8移送到一号井口4 处夹持立根2，伸缩臂9缩回上提立根，倾斜臂10合拢，此时立根处于A 点位置，回转机构15顺时针旋转90°，横向移动滑车16在横向驱动马达 13的驱动下在横向轨道12上滑行至B点，纵向移动滑车18在纵向驱动液 缸11的作用下在纵向轨道17滑行至C点停止，倾斜臂10展开使立根处于 D点位置，伸缩臂9伸出下放立根2至立根台6中，夹持钳8松开，从而完 成了立根从井口到立根台的排放；
工况二，参照图2、图3，立根从立根台区6的任意位置D处递送到一 号井口4时的作业流程为上述步骤的逆过程，不再赘述。
同理，将立根从二号井口5排入立根台区6的任意位置或从立根台区6 的任意位置递送到二号井口5的作业过程与上述流程类似，以此类推。