一种海洋钻井平台智能钻具移运排放系统及其使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种海洋钻井平台，特别涉及一种海洋钻井平台智能钻具移运排放系统及其使用方法。该装置的抓管机的下筒体固定在悬臂梁侧壁上，扶正器固定在悬臂梁上，动力猫道上端连接在钻台底座上，动力猫道下端连接在悬臂梁上并能够沿悬臂梁宽度方向移动，动力猫道上设有管具选择器和能够推动管具移动的推车，柱式钻台机器人固定在钻台底座上，柱式钻台机器人能够沿位于钻台底座上的导轨平移，柱式钻台机器人上下分别设有上机械手和下机械手。本发明实现了提高钻井平台钻具的移运、排放操作自动化程度，工作效率高，减轻工人劳动强度，占用空间小，操作过程安全可靠，井架不作为本系统的固定骨架，大大改善了井架在钻井作业中的受力工况。
【专利说明】一种海洋钻井平台智能钻具移运排放系统及其使用方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种海洋钻井平台，特别涉及一种海洋钻井平台智能钻具移运排放系 统及其使用方法。
【背景技术】：
[0002] 在海洋钻井作业中，钻具移运、排列钻具、甩钻具、下钻、起钻等钻井作业工程量非 常大，尤其在井深为9000米以上的油井，人工特别巨大。现有的技术通常将排管部分安装 在井架上，本来钻井架是在钻井作业受风载荷、钩载、自重载荷基础上设计的。如果将排管 设备的几十吨加上后，井架为了满足要求，井架必须进行加强，增加重量，井架受力工况不 理想。现有技术为满足接立根、接单根、甩钻具的功能都设有单鼠洞和双鼠洞设计；其鼠洞 设计为固定鼠洞，这样在接立根过程中不能自动定位和对中，影响排管和钻井作业效率。同 时现有钻井平台钻具的移运、排放操作自动化程度不够，工作效率低，工人劳动强度大，操 作过程不安全可靠，不能形成真正意义上的自动控制和操作。
【发明内容】
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[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种海洋钻井平台智能钻具移运排放系统及其 使用方法，该装置实现了提高钻井平台钻具的移运、排放操作自动化程度，工作效率高，减 轻工人劳动强度，占用空间小，操作过程安全可靠，井架不作为本系统的固定骨架，大大改 善了井架在钻井作业中的受力工况。克服了现有钻井平台钻具的移运、排放操作自动化程 度低，工作效率低，井架受力工况不理想的不足。
[0004] 本发明所采取的技术方案是：一种海洋钻井平台智能钻具移运排放系统，包括抓 管机、柱式钻台机器人、动力鼠洞I、动力猫道和动力鼠洞II ;抓管机的下筒体固定在悬臂 梁侧壁上，扶正器固定在悬臂梁上，动力猫道上端连接在钻台底座上，动力猫道下端连接在 悬臂梁上并能够沿悬臂梁宽度方向移动，动力猫道上设有管具选择器和能够推动管具移动 的推车，柱式钻台机器人固定在钻台底座上，柱式钻台机器人能够沿位于钻台底座上的导 轨平移，柱式钻台机器人上下分别设有上机械手和下机械手，上机械手下端连接扶正吊卡， 动力鼠洞I和动力鼠洞II固定于钻台底座下部，动力鼠洞I和动力鼠洞II均能够带动在鼠 洞内的钻具上下移动，摇臂铁钻工固定在钻台面上，轨道式铁钻工能够沿位于钻台面上的 导轨移动，集中司钻控制室固定在钻台面上。
[0005] -种海洋钻井平台智能钻具移运排放系统的使用方法，该方法步骤如下：
[0006] -、抓管机抓取单根放到动力猫道上，通过管具选择器分离出单根，单根由推车推 送出去，柱式钻台机器人抓取单根；
[0007] 二、第一单根由水平位置通过扶正器和扶正吊卡联合动作变为坚直状态，第一单 根由扶正吊卡送入动力鼠洞I;
[0008] 三、第二单根由动力猫道推送出去，第二单根由水平位置通过扶正器和扶正吊卡 联合动作变为坚直状态，第二单根由扶正吊卡送入动力鼠洞II ;
[0009] 四、第三单根由动力猫道推送出去，第三单根和第二单根通过摇臂铁钻工上扣，形 成由两个单根组成的组件；
[0010] 五、扶正吊卡、下机械手、动力鼠洞II联合动作将两个单根组合体起升，扶正吊卡 和下机械手联合动作将两个单根组合体抓住并通过摇臂式铁钻工和动力鼠洞I里的单根 上扣，组成一个立根；
[0011] 六、扶正吊卡和下机械手联合动作抓住立根并通过移动柱式钻台机器人将立根送 到钻台立根存储区。
[0012] 本发明的有益效果是：本发明提高了钻井平台钻具的移运、排放操作自动化程度， 工作效率高，减轻工人劳动强度，占用空间小，操作过程安全可靠，井架不作为本系统的固 定骨架，大大改善了井架在钻井作业中的受力工况。
【专利附图】
【附图说明】：
[0013] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细的说明。
[0014] 图1为海洋钻井平台智能钻具移运排放系统的结构示意图。
[0015] 图2为图1的俯视图。
[0016] 图3为本发明方法步骤一的示意图。
[0017] 图4为本发明方法步骤二的示意图。
[0018] 图5为本发明方法步骤三的示意图。
[0019] 图6为本发明方法步骤四的示意图。
[0020] 图7为本发明方法步骤五的示意图。
[0021] 图8为本发明方法步骤六的示意图。
【具体实施方式】：
[0022] 如图1、图2所示，一种海洋钻井平台智能钻具移运排放系统，包括抓管机1、柱式 钻台机器人2、动力鼠洞I 3、动力猫道5和动力鼠洞II 6 ;抓管机1的下筒体固定在悬臂梁 17侧壁上，扶正器4固定在悬臂梁17上，动力猫道5上端连接在钻台16底座上，动力猫道 5下端连接在悬臂梁17上并能够沿悬臂梁17宽度方向移动，动力猫道5上设有管具选择 器和能够推动管具移动的推车14,柱式钻台机器人2固定在钻台16底座上，柱式钻台机器 人2能够沿位于钻台16底座上的导轨平移，平移靠安装在柱式钻台机器人2下部的驱动装 置。柱式钻台机器人2上下分别设有上机械手9和下机械手12,上机械手9下端连接扶正 吊卡10,动力鼠洞I 3和动力鼠洞II 6固定于钻台底座下部，动力鼠洞I 3和动力鼠洞II 6 均能够带动在鼠洞内的钻具上下移动，两个动力鼠洞均由液缸通过钢丝绳带动动滑轮上下 移动进而带动钻具上下移动。摇臂铁钻工8固定在钻台面上，用于接立根上卸扣。轨道式 铁钻工11能够沿位于钻台面上的导轨移动，用于井口钻具上卸扣。集中司钻控制室13固 定在钻台面上，用于海洋钻井平台智能钻具移运排放系统集中控制和钻井的集中控制。
[0023] -种海洋钻井平台智能钻具移运排放系统的使用方法，该方法步骤如下：
[0024] -、抓管机1抓取单根7放到动力猫道5上，通过管具选择器分离出单根7,单根7 由推车14推送出去，柱式钻台机器人2抓取单根7,如图3所示。
[0025] 二、第一单根由水平位置通过扶正器4和扶正吊卡10联合动作变为坚直状态，第 一单根由扶正吊卡10送入动力鼠洞I 3,如图4所示。
[0026] 三、第二单根由动力猫道5推送出去，第二单根由水平位置通过扶正器4和扶正吊 卡10联合动作变为坚直状态，第二单根由扶正吊卡10送入动力鼠洞II 6,如图5所示。
[0027] 四、第三单根由动力猫道5推送出去，第三单根和第二单根通过摇臂铁钻工8上 扣，形成由两个单根组成的组件，如图6所示。
[0028] 五、扶正吊卡10、下机械手12、动力鼠洞II 6联合动作将两个单根组合体起升，扶 正吊卡10和下机械手12联合动作将两个单根组合体抓住并通过摇臂式铁钻工8和动力鼠 洞I 3里的单根上扣，组成一个立根15,如图7所示。
[0029] 六、扶正吊卡10和下机械手12联合动作抓住立根15并通过移动柱式钻台机器人 2将立根15送到钻台立根存储区，如图8所示。
[0030] 本发明将接管、立柱存储、立式钻具移送集成于柱式钻台机器人2完成，井架不作 为此系统的固定骨架，大大改善了井架在钻井作业中的受力工况。钻台面作为本系统固定 基础，安全可靠。为了满足钻井和排钻具互不干扰，设轨道式和摇臂式两种铁钻工，大大提 高钻井效率。在鼠洞上设有两动力鼠洞，在处理钻具过程中精确定位，精确上扣、卸扣有很 重要的意义。400英尺海洋自升式钻井平台井口区域非常狭小。本系统占用空间小，整个操 作过程全部实现电液控制智能控制，精度高，不需要人工协助，安全性非常好。在海洋钻井， 人工成本非常高，该系统经济性优点非常明显。
[0031] 可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本 发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行 修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之 内。
【权利要求】
1. 一种海洋钻井平台智能钻具移运排放系统，包括抓管机（1)、柱式钻台机器人（2)、 动力鼠洞I (3)、动力猫道（5)和动力鼠洞II (6);其特征在于：抓管机（1)的下筒体固定在 悬臂梁（17)侧壁上，扶正器（4)固定在悬臂梁（17)上，动力猫道（5)上端连接在钻台（16) 底座上，动力猫道（5)下端连接在悬臂梁（17)上并能够沿悬臂梁（17)宽度方向移动，动力 猫道（5)上设有管具选择器和能够推动管具移动的推车（14)，柱式钻台机器人（2)固定在 钻台（16)底座上，柱式钻台机器人（2)能够沿位于钻台（16)底座上的导轨平移，柱式钻台 机器人（2)上下分别设有上机械手（9)和下机械手（12)，上机械手（9)下端连接扶正吊卡 (10)，动力鼠洞I (3)和动力鼠洞II (6)固定于钻台底座下部，动力鼠洞I (3)和动力鼠洞 II (6)均能够带动在鼠洞内的钻具上下移动，摇臂铁钻工（8)固定在钻台面上，轨道式铁钻 工（11)能够沿位于钻台面上的导轨移动，集中司钻控制室（13)固定在钻台面上。
2. -种按照权利要求1所述的海洋钻井平台智能钻具移运排放系统的使用方法，其特 征在于：该方法步骤如下： 一、 抓管机（1)抓取单根（7)放到动力猫道（5)上，通过管具选择器分离出单根（7)，单 根⑵由推车（14)推送出去，柱式钻台机器人⑵抓取单根（7); 二、 第一单根由水平位置通过扶正器（4)和扶正吊卡（10)联合动作变为坚直状态，第 一单根由扶正吊卡（10)送入动力鼠洞I (3); 三、 第二单根由动力猫道（5)推送出去，第二单根由水平位置通过扶正器（4)和扶正吊 卡（10)联合动作变为坚直状态，第二单根由扶正吊卡（10)送入动力鼠洞II (6); 四、 第三单根由动力猫道（5)推送出去，第三单根和第二单根通过摇臂铁钻工（8)上 扣，形成由两个单根组成的组件； 五、 扶正吊卡（10)、下机械手（12)、动力鼠洞II (6)联合动作将两个单根组合体起升， 扶正吊卡（10)和下机械手（12)联合动作将两个单根组合体抓住并通过摇臂式铁钻工（8) 和动力鼠洞I (3)里的单根上扣，组成一个立根（15); 六、 扶正吊卡（10)和下机械手（12)联合动作抓住立根（15)并通过移动柱式钻台机器 人（2)将立根（15)送到钻台立根存储区。
【文档编号】E21B19/14GK104060951SQ201410234346
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月28日 优先权日:2014年5月28日
【发明者】张晓军, 樊岩松, 朱兴, 王嘉波, 赵世刚, 张延忠, 任伟, 张晓宇, 郑永谭, 王玉石 申请人:中国石油集团渤海石油装备制造有限公司, 渤海装备辽河重工有限公司