台机械手2的钻杆夹持机构201夹持钻杆立根6，钻杆立根6被夹持后，二层台机械手2的伸缩臂杆机构202的驱动油缸202-3处于浮动状态，钻台机械手4通过伸缩臂杆机构402和旋转立柱406的伸缩和旋转配合，使得钻杆立根6的下端实现最短路线到达钻台5的特定位置d (如图5所示，沿路线①-②-③从井口 ο位置通过b-c最终到达d位置)，钻杆立根6的下端达到钻台5的特定位置d后，游动系统8下放，钻杆立根6由底部支撑自身重量，此时二层台机械手2的伸缩臂杆机构202的驱动油缸202-3关闭浮动状态，吊卡7打开，二层台机械手2通过伸缩臂杆机构202、旋吊机构203和滑移机构204的伸缩、旋转、滑移配合使得钻杆立根6的上端实现最短路线到达二层台I指梁内的特定位置E(如图4所示，沿路线1-11-1I1-1V从井口O位置通过B-C-D最终到达E位置)，钻杆立根6的上端到达制定位置E后，钻台机械手4和二层台机械手2的钻杆夹持机构401和201打开，钻台机械手4、二层台机械手2返回初始位置，完成一次存钻杆立根操作。
[0025]取钻杆立根6的过程是将钻杆立根6从立根盒内移送到井口处的过程，是存立根过程的逆过程，具体过程如下:游动系统8将吊卡7提升到位，吊卡7处于打开状态，钻台机械手4和二层台机械手2的钻杆夹持机构401和201夹持钻杆立根6，钻杆立根6被夹持后，钻台机械手4伸缩臂杆机构402的驱动油缸402-3处于浮动状态，二层台机械手2通过伸缩臂杆机构202、旋吊机构203和滑移机构204的伸缩、旋转、滑移配合使得钻杆立根6的上端实现最短路线由二层台I指梁内的特定位置E到达井口中心并与吊卡7开口中心对齐(如图6所示，沿路线V -V1-YD-VDI从E位置通过D-C-B最终到达井口 0)，吊卡7闭合，游动系统8继续提升，直到钻杆立根6的下端离开钻台5 —段距离，此时钻台机械手的伸缩臂杆机构402的驱动油缸402-3关闭浮动状态，钻台机械手4通过伸缩臂杆机构402和旋转立柱406的伸缩、旋转配合，使得钻杆立根6的下端实现最短路线到达井口 ο中心(如图7所示，沿路线④-⑤-⑥从d位置通过c-b最终到达井口 O)，钻杆立根6下端达到井口 ο中心后，钻台机械手4、二层台机械手2的钻杆夹持机构401、201打开，钻台机械手4、二层台机械手2返回初始位置，完成一次取钻杆立根操作。
[0026]在存取其他位置的钻杆立根(6)时，基本方法如上所述，其存取钻杆立根(6)的路径应选择最短路线到达立根盒。
【主权项】
1.一种钻杆立根存取装置，安装在井架(3)的二层台(I)和钻台(5)上，其特征在于:二层台机械手(2)安装在二层台(I)的下端，钻台机械手(4)安装在钻台(5)上；二层台机械手(2 )主要由钻杆夹持机构(201)、伸缩臂杆机构(202 )、旋吊机构(203 )、滑移机构(204)、安装支架(205)组成；滑移机构(204)与安装支架(205)构成滑动配合；滑移机构(204)上安装在旋吊机构(203)上，旋吊机构(203)与滑移机构(204)构成旋转配合；旋吊机构(203)与伸缩臂杆机构(202)连接，伸缩臂杆机构(202)末端设有钻杆夹持机构(201);钻台机械手(4)主要由钻杆夹持机构(401)、伸缩臂杆机构(402 )、旋吊座(403 )、旋转立柱(406 )、滑移小车(404)、滑移导轨(405)组成，钻杆夹持机构(401)与伸缩臂杆机构(402)连接，伸缩臂杆机构(402)与旋吊座(403)连接，旋吊座(403)与旋转立柱(406)固定连接，旋转立柱(406)与滑移小车(404)构成旋转配合，滑移小车(404)与滑移导轨(405)构成滑动配合，滑移导轨(405)安装在钻台(5)上。
2.根据权利要求1所述的钻杆立根存取装置，其特征在于:伸缩臂杆机构(202)主要由臂杆(202-1)、T型连接座(202-2)、驱动油缸(202-3)组成；两两长度相同的臂杆(202-1)通过销轴分别与T型连接座(202-2)和旋吊机构(203)连接，连接后呈平行四边形结构；两两长度相同的臂杆(202-1)通过销轴分别与T型连接座(202-2)和钻杆夹持机构(201)连接，并呈平行四边形结构。
3.根据权利要求1或2所述的钻杆立根存取装置，其特征在于:伸缩臂杆机构(402)主要由臂杆(402-1)、T型连接座(402-2)、驱动油缸(402-3)组成；两两长度相同的臂杆(402-1)通过销轴分别与T型连接座(402-2 )和旋吊机构(403 )连接，并呈平行四边形结构；两两长度相同的臂杆(402-1)通过销轴分别与T型连接座(402-2)和钻杆夹持机构(401)连接，并呈平行四边形结构。
4.根据权利要求1所述的钻杆立根存取装置，其特征在于:所述旋吊座(403)与旋转立柱(406 )通过螺栓连接。
5.根据权利要求1所述的钻杆立根存取装置，其特征在于:所述二层台(I)通过销轴安装在井架(3 )上；二层台机械手(2 )上的安装支架(205 )通过螺栓安装在二层台(I)的下端；钻台机械手(4)上的滑移导轨(405)通过螺栓安装在钻台(5)上。
6.一种基于权利要求1所述装置的存钻杆立根的方法，其特征是采用如下步骤: 首先，游动系统(8)通过吊卡(7)将钻杆立根(6)提升出井口位置，由钻台机械手(4)、二层台机械手(2)的钻杆夹持机构(401、201)分别夹持钻杆立根(6)； 然后，钻台机械手(4)通过伸缩臂杆机构(402)和旋转立柱(406)的伸缩和旋转配合，使钻杆立根(6)的下端实现最短路线到达钻台5的特定位置； 接着，二层台机械手(2)通过伸缩臂杆机构(202)、旋吊机构(203)和滑移机构(204)的伸缩、旋转、滑移配合使得钻杆立根(6)的上端实现最短路线到达二层台(I)指梁内的特定位置； 最后，二层台机械手(2 )和钻台机械手(4 )复位至起始位置，完成存钻杆立根操作。
7.一种基于权利要求1所述装置的取钻杆立根的方法，其特征是采用如下步骤: 首先，游动系统(8)将吊卡(7)提升到位，由钻台机械手(4)、二层台机械手(2)的钻杆夹持机构(401、201)分别夹持钻杆立根(6)； 然后，二层台机械手(2 )通过伸缩臂杆机构(202 )、旋吊机构(203 )和滑移机构(204 )的伸缩、旋转、滑移配合使得钻杆立根(6)的上端实现最短路线到达井口中心并与吊卡(7)开口中心对齐； 接着，钻台机械手(4)通过伸缩臂杆机构(202)和旋转立柱(406)的伸缩、旋转配合，使得钻杆立根(6)的下端实现最短路线到达井口 ο中心； 最后，钻台机械手(4)、二层台机械手(2)返回初始位置，完成一次取钻杆立根操作。
【专利摘要】本发明公开一种用于钻杆立根存、取的装置及利用该装置进行钻杆立根存、取的方法，钻杆立根存取装置主要由二层台、二层台机械手、井架、钻台机械手、钻台、钻杆立根、吊卡、游动系统、钻杆夹持机构、伸缩臂杆机构、旋吊机构、滑移机构、安装支架、滑移小车、旋转立柱、旋吊座、滑移导轨组成，游动系统通过吊卡将钻杆立根提升到位，钻台机械手、二层台机械手的钻杆夹持机构夹持钻杆立根，分别通过伸缩臂杆机构、旋转机构和滑移机构的伸缩和旋转配合使得钻杆立根到达特定位置，完成钻杆立根的存取。本发明具有存取钻杆自动化操作，降低工人劳动强度，提高操作安全性；提高钻井效率、降低钻井成本，远距离控制，提高操作的自动化程度的特点。
【IPC分类】E21B19-15
【公开号】CN104563918
【申请号】CN201310510838
【发明人】江正清, 董怀荣, 安庆宝, 王斌斌, 陈志礼, 曲刚
【申请人】中国石油化工集团公司, 中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月27日