用于立根低位排放的管柱自动化处理方法与流程

本发明属于石油钻探设备，涉及用于立根低位排放的管柱自动化处理方法。

背景技术：

1、随着石油钻探工作的不断发展和石油钻机应用技术的不断进步，当前以管柱自动化处理为标志的自动化钻机已日渐成熟。按现有的钻机管柱自动化处理方法功能和应用特点划分，陆地深井超深井钻机管柱处理系统主要包括悬持式、推扶式、组合式等几种结构形式，这几种方式仅是在钻铤处理方式上有少许差异，本质上来说都是采用动力猫道将地面管柱输送至钻台，在钻台进行立根连接及排放，管柱处理过程参与设备多，流程复杂、耗时，钻井周期长、钻井成本高，存在立柱的建立、甩单根过程耗时、费力，无法独立建立根，效率不高的缺点。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供用于立根低位排放的管柱自动化处理方法，解决了现有管柱处理设备复杂，处理效率不高及无法独立建立根的问题。

2、本发明所采用的技术方案是，用于立根低位排放的管柱自动化处理方法，在钻机底座前方布置侧入式动力鼠洞ⅰ和侧入式动力鼠洞ⅱ；钻机底座前侧地面固定安装水平单根输送机；钻机底座包括底部设置的基座，基座上设置两个立根盒；两个立根盒中间设置垂直排管机；垂直排管机主梁上安装立柱导轨；立柱导轨上部设置上机械手，立柱导轨下部设置下机械手；钻台面上设置井口，钻台面上安装铁钻工、操作台、动力吊卡，钻台面上设置井架，井架上安装顶驱，动力吊卡悬挂在钻机游吊系统的吊环上。

3、本发明的特征还在于，

4、下机械手包括下主臂，下主臂连接油缸a，下主臂依靠油缸驱动，下主臂通过销轴连接下滑车，下滑车沿着立柱导轨上下滑移，下主臂下端设置下钳头，下钳头连接油缸b，下钳头依靠油缸b调整倾斜角度，下钳头连接下吊钳，下吊钳连接油缸c；上机械手包括上主臂，上主臂连接油缸d，上主臂依靠油缸d驱动，上主臂通过销轴连接上滑车，上滑车沿着立柱导轨中上下滑移，上主臂下端设置上钳头，上钳头连接油缸e，上钳头依靠油缸e调整倾斜角度。

5、垂直排管机下端通过基座连接导轨a，垂直排管机上端通过井架连接导轨b；水平单根输送机上设置滑车，依靠滑车将单根管柱水平输送到垂直排管机处进行交接，导轨a上设置行走装置，垂直排管机下端设置旋转装置，铁钻工在侧入式动力鼠洞ⅰ、侧入式动力鼠洞ⅱ及井口处作业。

6、采用双鼠洞模式独立建立根的过程为：

7、步骤1、水平单根输送机通过滑车将单根一水平输送到垂直排管机处，下吊钳通过油缸c调整倾斜角度，垂直排管机依靠下机械手上的下吊钳扣合单根一后将单根吊起；

8、步骤2、下滑车上行，同时旋转装置带动立柱导轨旋转，行走装置带动立柱导轨向井口平移，使下机械手角度对准侧入式动力鼠洞ⅰ，依靠油缸a调整下主臂开合角度及油缸b调整吊钳上单根一角度，将下吊钳吊起的单根一输送至侧入式动力鼠洞ⅰ内，由侧入式动力鼠洞ⅰ将单根一夹持后，下吊钳打开；

9、步骤3、按照步骤1和步骤2的操作，将单根二由水平单根输送机输送至侧入式动力鼠洞ⅱ；

10、步骤4、按照步骤1和步骤2的操作，将单根三输送至单根一的上方，依靠油缸b和油缸c将单根三与单根一对扣，由钻台面上的铁钻工旋扣；

11、步骤5、下机械手下行，上机械手下行，上钳头夹持单根三，将单根三和单根一组成的组合体上提，下钳头夹持单根一，上机械手和下机械手一起将单根三和单根一组成的组合体输送至侧入式动力鼠洞ⅱ中单根二的上方，对扣后，由钻台面上的铁钻工旋扣；

12、步骤6、上机械手和下机械手依靠油缸d、油缸a、行走装置和旋转装置配合将单根三、单根一和单根二组成的组合体放到立根盒的指梁内。

13、采用单鼠洞模式独立建立根的过程为：

14、步骤1、水平单根输送机通过滑车将单根一水平输送到垂直排管机处，下吊钳通过油缸c调整倾斜角度，垂直排管机依靠下机械手上的下吊钳扣合单根一后将单根吊起；

15、步骤2、下滑车上行，同时旋转装置带动立柱导轨旋转，行走装置带动立柱导轨向井口平移，使下机械手角度对准侧入式动力鼠洞ⅰ，依靠油缸a调整下主臂开合角度及油缸b调整下吊钳上单根一角度，将下吊钳吊起的单根一输送至侧入式动力鼠洞ⅰ或者侧入式动力鼠洞ⅱ内，将单根一夹持后，下吊钳打开；

16、步骤3、按照步骤1和步骤2操作，下机械手将单根二输送至单根一的上方，依靠油缸b和油缸c将单根二与单根一对扣，由钻台面上的铁钻工旋扣；

17、步骤4、按步骤1和步骤2操作，下机械手的下吊钳吊起单根三输送至钻台前方，上机械手将单根二、单根一组成的双根用上钳头夹持后上行，下机械手下吊钳吊起单根三放入侧入式动力鼠洞ⅰ，上机械手下行，与单根三对扣，由钻台面上的铁钻工旋扣。

18、步骤5、下机械手下行，上机械手下行，上钳头夹持单根三，将单根三和单根一组成的组合体上提，下钳头夹持单根一，上机械手和下机械手一起将单根三和单根一组成的组合体输送至侧入式动力鼠洞ⅱ中单根二的上方，对扣后，由钻台面上的铁钻工旋扣；

19、步骤6、上机械手和下机械手依靠油缸d、油缸a、行走装置和旋转装置配合将单根三、单根一和单根二组成的组合体放到立根盒的指梁内。

20、钻进过程为：

21、步骤1、上机械手和下机械手依靠油缸d、油缸a、行走装置和旋转装置配合将单根三、单根一和单根二组成的组合体从立根盒内取出；

22、步骤2、上机械手和下机械手上行，在油缸d、油缸a、行走装置和旋转装置配合下将单根三、单根一和单根二组成的组合体输送至井口的钻柱上方；

23、步骤3、顶驱与单根三、单根一和单根二组成的组合体上扣，顶驱下行使单根三、单根一和单根二组成的组合体与井口的钻柱对扣后，由钻台面上的铁钻工旋扣。

24、起钻过程为：

25、步骤1、顶驱利用动力吊卡将井口内的钻柱提升出井口三根单根；

26、步骤2、由钻台面上的铁钻工旋扣，将三根单根从钻柱卸下；

27、步骤3、上机械手和下机械手依靠油缸d、油缸a、行走装置和旋转装置配合将三根单根放到立根盒的指梁内。

28、从井口甩钻过程为：

29、步骤1、顶驱利用动力吊卡将井口内的钻柱提升出井口一根单根，打开动力吊卡，并脱离；

30、步骤2、下机械手的下吊钳与单根上段扣合；

31、步骤3、由钻台面上的铁钻工旋扣，将单根从钻柱卸下；

32、步骤4、下机械手在油缸a、油缸b、油缸c、行走装置和旋转装置的配合下，将单根放置到水平单根输送机的滑车上；

33、步骤5、水平单根输送机的滑车向远离井口侧移动，单根完全放置到水平单根输送机上后，下机械手打开下吊钳，单根输送至水平单根输送机。

34、采用双鼠洞模式从立根盒甩钻过程为：

35、步骤1、垂直排管机的上机械手和下机械手将立根放置在侧入式动力鼠洞ⅰ或者侧入式动力鼠洞ⅱ内；

36、步骤2、由铁钻工卸扣，分成双根和单根；

37、步骤3、由下机械手将双根放置在侧入式动力鼠洞ⅱ或者侧入式动力鼠洞ⅰ内；

38、步骤4、由铁钻工卸扣，将双根分成两根单根；

39、步骤5、下机械手先将下吊钳吊起的单根，按照从井口甩钻过程的步骤4、步骤5输送至水平单根输送机，下机械手再从侧入式动力鼠洞ⅱ和侧入式动力鼠洞ⅰ将单根用下吊钳吊起后，按照从井口甩钻过程的步骤4、步骤5分别输送至水平单根输送机。

40、采用单鼠洞模式从立根盒甩钻过程为，以侧入式动力鼠洞ⅰ为例：

41、步骤1、垂直排管机的上机械手和下机械手将立根放置在侧入式动力鼠洞ⅰ；

42、步骤2、由铁钻工卸扣，分成双根和单根；

43、步骤3、下机械手用下吊钳将单根从侧入式动力鼠洞ⅰ扣合后，将单根吊起，移至钻台面前侧；

44、步骤4、上机械手将上钳头夹持双根放置在侧入式动力鼠洞ⅰ内。

45、步骤5、下机械手将单根输送至水平单根输送机上；

46、步骤6、下机械手的下吊钳将双根上部的单根吊住后，由铁钻工卸扣；

47、步骤7、下机械手利用下吊钳将两根单根分别输送至水平单根输送机上。

48、本发明的有益效果是：本发明采用立根低位，排放及输送一体化的管柱处理模式，简化了管柱处理设备功能、数量和种类，钻台空间增大，视野好，实现了独立建立根，提高了管柱处理效率和提高作业安全性，大大缩短了钻井周期、提高了作业效率、降低了工人劳动强度，设备采购费用低，经济效益相当可观。