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1、10申请公布号CN103244062A43申请公布日20130814CN103244062ACN103244062A21申请号201310189710922申请日20130520E21B19/1420060171申请人刘承建地址226400江苏省南通市如东县掘港镇江海西路22号72发明人刘承建54发明名称海洋钻井平台自动排管系统57摘要本发明公开了一种海洋钻井平台自动排管系统，包括井架、至少一组用于抓取和排放钻杆的抓管装置、液压猫道、鼠洞和控制整体系统的PLC控制装置，所述井架固定在钻井平台上，所述鼠洞固定在钻井平台的下方，其特征在于所述导轨立柱上设置有上下两个机械臂，所述上、下机械臂的前端上。
2、均设置有旋转式连接座，所述上机械臂的旋转式连接座上至少设置有一个抓管手和一个上、卸扣装置，所述下机械臂的旋转式连接座上至少设置有一个抓管手。本发明的优点是实现钻杆空中对接，对接过程中可自动调节上、下钻杆的位置，可缩短对接时间，提高工作效率，降低施工成本。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图5页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图5页10申请公布号CN103244062ACN103244062A1/1页21海洋钻井平台自动排管系统，包括井架、至少一组用于抓取和排放钻杆的抓管装置、与抓管装置相配套的液压猫道、与抓管装置相配套的鼠洞和控制整体系统的PLC。
3、控制装置，所述井架固定在钻井平台上，所述液压猫道用于将钻杆输送至指定位置，便于抓管装置的抓取；所述鼠洞固定在钻井平台的下方，为钻杆的对接提供空间；所述抓管装置包括用来固定机械臂的导轨立柱、与导轨立柱顶部360旋转式连接的上座、与导轨立柱底部360旋转式连接的下座、固定在钻井平台上的下行轨道和固定在井架顶部的上行轨道，所述上、下座分别固定在上、下行轨道内，其特征在于所述导轨立柱上设置有上下两个机械臂，所述上、下机械臂的前端上均设置有旋转式连接座，所述上机械臂的旋转式连接座上至少设置有一个抓管手和一个上、卸扣装置，所述下机械臂的旋转式连接座上至少设置有一个抓管手。2根据权利要求1所述的海洋钻井平台。
4、自动排管系统，其特征在于所述上机械臂的旋转式连接座上至少设置有一个抓管手，所述下机械臂的旋转式连接座上至少设置有一个抓管手和一个上、卸扣装置。3根据权利要求1或2所述的海洋钻井平台自动排管系统，其特征在于所述上、卸扣装置上设置有扭矩实时监测控制装置。4根据权利要求1或2所述的海洋钻井平台自动排管系统，其特征在于还包括龙门机械臂装置，所述龙门机械臂装置包括两平行设置的龙门架、设置于两龙门架间的升降横梁、固定在升降横梁上的摆动臂和固定在摆动臂底部的抓取装置，所述龙门架的上、下端均通过运行轨道分别固定在井架和钻井平台上，所述升降横梁通过升降轨道固定在龙门架上。5根据权利要求4所述的海洋钻井平台自动排。
5、管系统，其特征在于所述抓取装置由三个抓管手组成，其中至少一个抓管手上设置有防坠落装置。6根据权利要求4所述的海洋钻井平台自动排管系统，其特征在于所述升降横梁为上下两个，所述摆动臂的上部可摆动式地固定在下升降横梁上。7根据权利要求6所述的海洋钻井平台自动排管系统，其特征在于所述摆动臂的摆动幅度为左右各90。权利要求书CN103244062A1/4页3海洋钻井平台自动排管系统技术领域0001本发明涉及一种钻井施工设备，具体地说，涉及一种海洋钻井平台自动排管系统。背景技术0002钻井施工作业过程中，钻具钻杆、钻铤、套管等对接立根是一项非常重要的工序，每次立根需要对接两次。现有的钻井平台排管系统在对接。
6、过程中大多是通过铁钻工或动力钳来实现对接，每次对接都要将钻具放置到鼠洞内进行，对接后从鼠洞内取出，对接过程中需要人工校正钻杆的位置，使得整个对接过程时间较长，工作效率低。另外，对接后的钻具立根输送比较耗时，目前还没有专用设备。因此，需要一种新的技术方案来解决上述技术问题。发明内容0003本发明的目的是提供一种可实现钻具钻杆、钻铤、套管等空中对接，钻具立根或单根输送方便、安全可靠的海洋钻井平台自动排管系统。0004本发明解决上述技术问题采用的技术方案是0005海洋钻井平台自动排管系统，包括井架、至少一组用于抓取和排放钻杆的抓管装置、与抓管装置相配套的液压猫道、与抓管装置相配套的鼠洞和控制整体系统。
7、的PLC控制装置，所述井架固定在钻井平台上，所述液压猫道用于将钻杆输送至指定位置，便于抓管装置的抓取；所述鼠洞固定在钻井平台的下方，为钻杆的对接提供空间；所述抓管装置包括用来固定机械臂的导轨立柱、与导轨立柱顶部360旋转式连接的上座、与导轨立柱底部360旋转式连接的下座、固定在钻井平台上的下行轨道和固定在井架顶部的上行轨道，所述上、下座分别固定在上、下行轨道内，所述导轨立柱上设置有上下两个机械臂，所述上、下机械臂的前端上均设置有旋转式连接座，所述上机械臂的旋转式连接座上至少设置有一个抓管手和一个上、卸扣装置，所述下机械臂的旋转式连接座上至少设置有一个抓管手。0006所述上机械臂的旋转式连接座上。
8、至少设置有一个抓管手，所述下机械臂的旋转式连接座上至少设置有一个抓管手和一个上、卸扣装置。0007所述上、卸扣装置上设置有扭矩实时监测控制装置。0008还包括龙门机械臂装置，所述龙门机械臂装置包括两平行设置的龙门架、设置于两龙门架间的升降横梁、固定在升降横梁上的摆动臂和固定在摆动臂底部的抓取装置，所述龙门架的上、下端均通过运行轨道分别固定在井架和钻井平台上，所述升降横梁通过升降轨道固定在龙门架上。0009所述抓取装置由三个抓管手组成，其中至少一个抓管手上设置有防坠落装置。0010所述升降横梁为上下两个，所述摆动臂的上部可摆动式地固定在下升降横梁上。0011所述摆动臂的摆动幅度为左右各90。00。
9、12本发明通过PLC控制装置对各部件实施远程监测控制，实现远程控制作业，达到钻井平台无人化作业的标准，降低恶劣天气施工的危险，保障钻井平台人身安全。说明书CN103244062A2/4页40013本发明的优点是实现钻杆空中对接，对接过程中可自动调节上、下钻杆的位置，避免上、卸扣过程中发生卡死现象的发生，可缩短对接时间，提高工作效率，减少铁钻工或动力钳的使用，降低施工成本，同时通过龙门机械臂装置可对钻杆单根进行对接或将立根从钻杆盒运输到井口或将立根运输到指定位置。附图说明0014图1为本发明实施例1的结构示意图。0015图2为本发明的实施例2的结构示意图。0016图3为龙门机械臂装置的结构示意图。
10、。0017图4为龙门机械臂装置的抓取装置结构示意图。0018图5为实施例3的结构示意图。0019图6为实施例4的结构示意图。0020其中1、井架，2、抓管装置，3、液压猫道，4、鼠洞，5、钻井平台，6、钻杆，7、机械臂，8、导轨立柱，9、上座，10、下座，11、下行轨道，12、上行轨道，13、抓管手，14、上、卸扣装置，15、扭矩实时监测控制装置，16、龙门机械臂装置，17、龙门架，18、升降横梁，19、摆动臂，20、抓取装置，21、运行轨道，22、升降轨道，23、多级液压缸，24、防坠落装置，25、旋转式连接座。具体实施方式0021实施例10022如图1、图3和图4所示，海洋钻井平台自动排管。
11、系统，包括井架1、至少一组用于抓取和排放钻杆6的抓管装置2、与抓管装置相配套的液压猫道3、与抓管装置相配套的鼠洞4和控制整体系统的PLC控制装置图中未画出，井架1固定在钻井平台5上，液压猫道3用于将钻杆6输送至指定位置，便于抓管装置的抓取；鼠洞4固定在钻井平台的下方，为钻杆的对接提供空间；抓管装置包括用来固定机械臂7的导轨立柱8、与导轨立柱8顶部360旋转式连接的上座9、与导轨立柱底部360旋转式连接的下座10、固定在钻井平台上的下行轨道11和固定在井架顶部的上行轨道12，上、下座分别固定在上、下行轨道内，在导轨立柱8上设置有上下两个机械臂7，在上、下机械臂的前端上均设置有旋转式连接座25，在。
12、上机械臂的旋转式连接座25上设置有一个抓管手13和一个上、卸扣装置14，上、卸扣装置14位于上部抓管手13的下方，在下机械臂的旋转式连接座25上设置有两个抓管手13，同时在上、卸扣装置14上设置有扭矩实时监测控制装置15。0023为了便于钻杆立根运输，排管系统还包括龙门机械臂装置16，龙门机械臂装置包括两平行设置的龙门架17、设置于两龙门架间的升降横梁18、固定在升降横梁上的摆动臂19和固定在摆动臂底部的抓取装置20，龙门架17的上、下端均通过运行轨道21分别固定在井架1和钻井平台5上，升降横梁18通过升降轨道22固定在龙门架上。为了增强稳固性，升降横梁18为上下两个，摆动臂19的上部可摆动式。
13、地固定在下升降横梁上，通过在上升降横梁上设置多级液压缸23驱动摆动臂19摆动，摆动臂的摆动幅度可达到左右90。为了抓取立根方便快捷，抓取装置20由三个抓管手组成，为了安全，在中间一个抓管手上设置了防坠落装置24，以防止立根在运输过程中因断电或其他原因发生坠落造成事故。0024这里要说明的是，龙门机械臂装置除具有运输立根功能外，还可以对钻杆或其他说明书CN103244062A3/4页5钻具进行接单根。即通过抓管手抓取钻杆或其他钻具如钻铤、套管，配合铁钻工或动力钳进行单根对接，对接后再输送到指定位置放置。整个过程可单独完成，也可与抓管装置同步进行，互不干扰。0025本发明的排管步骤为00261接通。
14、动力源，抓管装置旋至其相配套的液压猫道位置，上机械臂上的抓管手抓取第一根钻杆；00272上机械臂上升至一定高度，钻杆变为竖直状态；00283下机械臂上的两抓管手抓取第二根钻杆，上述至一定高度，钻杆变为竖直状态；00294上机械臂下降，使得第一根钻杆位于第二根钻杆的上方，若上、下两钻杆的位置发生了偏移，可通过上、下机械臂上旋转式连接座来带动钻杆转动调整上下钻杆的位置，达到微调或校正的作用，保证上下钻杆穿过钻杆对中器；00305上、卸扣装置动作，将两根钻杆对接，上扣过程由扭矩实时监测控制装置实施安全控制；00316上下机械臂同时下降，将钻杆放置鼠洞内，在下机械臂下降至一定高度后，下机械臂上的两抓管。
15、手自动松开并收缩，上机械臂继续下降至一定高度后松开，鼠洞口的气动卡瓦卡紧钻杆；00327上机械臂的抓管手抓取第三根钻杆并上升至一定高度；00338下机械臂的两抓管手抓紧鼠洞内的钻杆；00349上机械臂下降至一定高度，使得第三根钻杆位于第一根钻杆的上方，穿过钻杆对中器；003510上、卸扣装置动作，将钻杆对接；003611上、下机械臂同时上升，将对接后的钻杆排至钻杆盒备用，完成对接排管过程。0037而在排管过程中，龙门机械臂装置可同步地将钻杆盒内的钻杆立根运输到井口使用，运输过程与排管过程互不干扰，独立进行。0038整个排管、运输过程完全可PLC控制装置，通过远程监测控制仪器实现远程控制作业，达。
16、到钻井平台无人化作业的标准，降低恶劣天气施工的危险，保障钻井平台人身安全。0039实施例20040如图2所示，在上机械臂的旋转式连接座25上设置有两个抓管手13，在下机械臂的旋转式连接座25上设置有一个抓管手13和一个上、卸扣装置14，上、卸扣装置14位于下部抓管手13的上方，同时在上、卸扣装置14上设置有扭矩实时监测控制装置15。0041本实施例的其他结构同实施例1。0042实施例30043如图5所示，在上机械臂的旋转式连接座25上设置有三个抓管手13，在下机械臂的旋转式连接座25上设置有两个抓管手13和一个上、卸扣装置14，上、卸扣装置14位于下部抓管手13的上方，同时在上、卸扣装置14上。
17、设置有扭矩实时监测控制装置15。0044本实施例的其他结构同实施例1。说明书CN103244062A4/4页60045实施例40046如图6所示，在上机械臂的旋转式连接座25上设置有一个抓管手13，在下机械臂的旋转式连接座25上设置有一个抓管手13和一个上、卸扣装置14，上、卸扣装置14位于下部抓管手13的上方，同时在上、卸扣装置14上设置有扭矩实时监测控制装置15。0047本实施例的其他结构同实施例1。说明书CN103244062A1/5页7图1说明书附图CN103244062A2/5页8图2说明书附图CN103244062A3/5页9图3图4说明书附图CN103244062A4/5页10图5说明书附图CN103244062A105/5页11图6说明书附图CN103244062A11。