阅读说明：本技术 一种2单根1立柱钻机管柱自动化处理方法 (Automatic processing method for 2-single-1-upright-column drilling machine tubular column ) 是由 乔晓锋 张志伟 张强 惠晓英 贾涛 刘延明 于 2020-04-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种2单根1立柱钻机管柱自动化处理方法,在钻机前的地面上并排布置动力钻杆盒和动力猫道,以及在钻机台面上安装的缓冲机械手,钻机台面上还安装有铁钻工、泥浆防喷盒、动力吊卡,铁钻工安装在小鼠洞和井口之间的区域,动力卡瓦安装在钻机的转盘内,动力吊卡悬挂在钻机游吊系统的吊环上,动力钻杆盒内存储已建好的2单根1立柱,动力猫道用于输送2单根1立柱。本发明一种2单根1立柱钻机管柱自动化处理方法,解决了现有技术中存在的立柱的建立、甩单根过程耗时的问题。(The invention discloses an automatic processing method of a 2-single-1-upright-column drilling machine tubular column, which is characterized in that a power drill rod box and a power catwalk are arranged on the ground in front of a drilling machine side by side, a buffering mechanical arm is arranged on the table top of the drilling machine, an iron roughneck, a slurry blowout prevention box and a power elevator are further arranged on the table top of the drilling machine, the iron roughneck is arranged in an area between a mouse hole and a well mouth, the power elevator is arranged in a rotary table of the drilling machine, the power elevator is hung on a hanging ring of a drilling machine traveling and hanging system, a built 2-single-1 upright column is stored in the power drill rod box, and the power. The invention discloses an automatic processing method for a 2-single-1-upright-column drilling machine tubular column, which solves the problem that the process of establishing and throwing a single column in the prior art is time-consuming.)

一种2单根1立柱钻机管柱自动化处理方法

技术领域

本发明属于油气钻采装备技术领域，涉及一种2单根1立柱钻机管柱自动化处理方法。

背景技术

常规钻机以3单根1立柱进行钻井作业，管柱自动化处理系统需提前或在钻井侯凝期间将一个一个的单根建成立柱，并将立柱排放在二层台指梁内待用。接立柱钻进时，二层台机械手或工人将立柱从二层台指梁取出并交给顶驱后继续钻进。钻完井后将立柱先存放在二层台指梁内，待测井达到要求后，将立柱从二层台指梁取出并交给顶驱，在鼠洞内拆成一个一个的单根甩下钻台，最后再将单根装车运走。立柱的建立、甩单根过程耗时、费力。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。

发明内容

本发明的目的是提供一种2单根1立柱钻机管柱自动化处理方法，解决了现有技术中存在的立柱的建立、甩单根过程耗时的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种2单根1立柱钻机管柱自动化处理方法，在钻机前的地面上并排布置动力钻杆盒和动力猫道，以及在钻机台面上安装的缓冲机械手，钻机台面上还安装有铁钻工、泥浆防喷盒、动力吊卡，铁钻工安装在小鼠洞和井口之间的区域，动力卡瓦安装在钻机的转盘内，动力吊卡悬挂在钻机游吊系统的吊环上，动力钻杆盒内存储已建好的2单根1立柱，动力猫道用于输送2单根1立柱。

本发明的特征还在于，

动力猫道包括猫道主体，猫道主体的两侧均设置有排管架，猫道主体安装有滑车，滑车在猫道主体上滑动，滑车上安装有装载板，装载板远离缓冲机械手的一端还设置有踢出机构。

动力钻杆盒靠近动力猫道的一侧还设置有装载臂。

立柱钻进过程为：动力钻杆盒对盒内2单根1立柱存放框架举升并造斜，立柱滚入动力猫的排管架，排管架外侧液缸伸出产生倾角，通过装载板将管柱装载至动力猫道内，动力猫道举升至钻台面高度，滑车将立柱推向井口中心方向，直至立柱接头完全露出动力猫道一定长度，动力吊卡扣合立柱后，钻机游吊系统开始提升，立柱即将离开动力猫道的送钻柱装置时，缓冲机械手摆出推扶立柱逐渐至井口中心；钻机游吊系统下放立柱，将立柱下端公接头插入井内管柱串母接头，铁钻工将立柱下端与井内管柱串母接头对接，然后铁钻工缩回至初始位置，顶驱将立柱上端与顶驱中心管接在一起，完成后顶驱继续钻进，钻完1立柱后，钻机游吊系统提升井内管柱串高出钻台面1.2m左右，动力卡瓦夹紧井内管柱串，顶驱卸开井内管柱串与顶驱连接接头后，按照上述步骤，开始下一个立柱的连接钻进。

起钻/甩钻过程是：

步骤1，钻机游吊系统下放，动力吊卡扣合井内立柱串，钻机游吊系统上提的同时动力卡瓦松开，直至第1个立柱最下端高出钻台面1.2m，动力卡瓦夹紧井内管柱串，铁钻工伸出从立柱下端卸开与井内管柱串的连接，铁钻工缩回至初始位置，泥浆防喷盒扣合管柱串，钻机游吊系统稍提，待泥浆流出后，钻机游吊系统将立柱下端完全从井内管柱串的母扣提出；

步骤2，缓冲机械手从待命位置伸出至井口中心将立柱下端推向动力猫道送钻柱装置，随着游吊系统的下放，立柱沿着动力猫道送钻柱装置下滑，直至立柱下端放在滑车上，动力吊卡打开扣合的立柱，滑车拉动立柱移动直至立柱达到水平状态；

步骤3，动力猫道的踢出机构将立柱从猫道踢至排管架，动力钻杆盒倾斜一定角度，排管架通过倾斜将立柱滚入排管架的端头，动力钻杆盒的装载臂将立柱装载至紧贴着猫道的动力钻杆盒，动力钻杆盒通过倾斜可将立柱滚至紧贴着的另一个动力钻杆盒；

步骤4，重复上述过程直至起钻/甩钻完成。

本发明的有益效果是：

(1)钻井过程无需在钻台面建立柱，钻完井后又无需在钻台面甩单根，免去了建立根和甩单根过程。

(2)钻机不再配置二层台、立根台、鼠洞，管柱自动化处理系统不再配置二层台机械手、动力二层台、钻台机械手、鼠洞这些立根排放设备。

(3)钻台面结构简单、钻井周期变短、钻井费用降低、工人劳动强度降低。

(4)接立柱钻进时二层台机械手、钻台机械手不再参与，取而代之的是效率高的动力猫道和动作简单、效率高的缓冲机械手，从而使得接立柱钻进过程交接工序在低位完成，操作简单，危险程度降低、效率大大提高。对钻井周期短，转场频繁的钻井，避免了重复建立根和拆立根，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。钻机底座及井架的重量大大降低，钻台空间增大，视野好，设备采购费用低，经济效益相当可观。

附图说明

图1是本发明一种2单根1立柱钻机管柱自动化处理方法中装置的排布立面示意图；

图2是本发明一种2单根1立柱钻机管柱自动化处理方法中装置的排布平面示意图；

图3是本发明一种2单根1立柱钻机管柱自动化处理方法中装载臂转运立柱至排管架示意图；

图4是本发明一种2单根1立柱钻机管柱自动化处理方法中装载臂转运立柱至动力钻杆盒示意图；

图5是本发明一种2单根1立柱钻机管柱自动化处理方法中动力钻杆盒之间转运立柱示意图；

图6本发明一种2单根1立柱钻机管柱自动化处理方法中动力吊卡扣合立柱提升示意图；

图7是本发明一种2单根1立柱钻机管柱自动化处理方法中钻台机械手扶持立柱下端离开动力猫道示意图；

图8是本发明一种2单根1立柱钻机管柱自动化处理方法中钻台机械手扶持立柱下端至井口中心示意图。

图中，1.动力钻杆盒，2.动力猫道，3.缓冲机械手，4.铁钻工，5.泥浆防喷盒，6.动力卡瓦，7.动力吊卡，8.滑车，9.装载板，10.排管架，11.踢出机构，12.装载臂。

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。

本发明一种2单根1立柱钻机管柱自动化处理方法，其结构如图1-2所示，在钻机前的地面上并排布置动力钻杆盒1和动力猫道2，以及在钻机台面上安装的缓冲机械手3，钻机台面上还安装有铁钻工4、泥浆防喷盒5、动力吊卡6，铁钻工4安装在小鼠洞和井口之间的区域，动力卡瓦6安装在钻机的转盘内，动力吊卡7悬挂在钻机游吊系统的吊环上，动力钻杆盒1内存储已建好的2单根1立柱，动力猫道2用于输送2单根1立柱。

动力猫道2包括猫道主体，猫道主体的两侧均设置有排管架10，猫道主体安装有滑车8，滑车8在猫道主体上滑动，滑车8上安装有装载板9，装载板9远离缓冲机械手3的一端还设置有踢出机构11。

如图3-5所示，动力钻杆盒1靠近动力猫道2的一侧还设置有装载臂12。

立柱钻进过程为：如图3、6-8所示，动力钻杆盒1对盒内2单根1立柱存放框架举升并造斜，立柱滚入动力猫2的排管架10，排管架10外侧液缸伸出产生倾角，通过装载板9将管柱装载至动力猫道2内，动力猫道2举升至钻台面高度，滑车8将立柱推向井口中心方向，直至立柱接头完全露出动力猫道2一定长度，动力吊卡7扣合立柱后，钻机游吊系统开始提升，立柱即将离开动力猫道2的送钻柱装置时，缓冲机械手3摆出推扶立柱逐渐至井口中心；钻机游吊系统下放立柱，将立柱下端公接头插入井内管柱串母接头，铁钻工4将立柱下端与井内管柱串母接头对接，然后铁钻工4缩回至初始位置，顶驱将立柱上端与顶驱中心管接在一起，完成后顶驱继续钻进，钻完1立柱后，钻机游吊系统提升井内管柱串高出钻台面1.2m左右，动力卡瓦6夹紧井内管柱串，顶驱卸开井内管柱串与顶驱连接接头后，按照上述步骤，开始下一个立柱的连接钻进。

起钻/甩钻过程是：

步骤1，钻机游吊系统下放，动力吊卡7扣合井内立柱串，钻机游吊系统上提的同时动力卡瓦6松开，直至第1个立柱最下端高出钻台面1.2m，动力卡瓦6夹紧井内管柱串，铁钻工4伸出从立柱下端卸开与井内管柱串的连接，铁钻工4缩回至初始位置，泥浆防喷盒5扣合管柱串，钻机游吊系统稍提，待泥浆流出后，钻机游吊系统将立柱下端完全从井内管柱串的母扣提出；

步骤2，缓冲机械手3从待命位置伸出至井口中心将立柱下端推向动力猫道送钻柱装置，随着游吊系统的下放，立柱沿着动力猫道送钻柱装置下滑，直至立柱下端放在滑车8上，动力吊卡7打开扣合的立柱，滑车8拉动立柱移动直至立柱达到水平状态；

步骤3，如图4-5所示，动力猫道2的踢出机构11将立柱从猫道踢至排管架10，动力钻杆盒1倾斜一定角度，排管架10通过倾斜将立柱滚入排管架10的端头，动力钻杆盒1的装载臂12将立柱装载至紧贴着猫道的动力钻杆盒1，动力钻杆盒1通过倾斜可将立柱滚至紧贴着的另一个动力钻杆盒1；

步骤4，重复上述过程直至起钻/甩钻完成。

本发明对于钻井周期短、转场频繁的钻机，省却了频繁建立根和甩单根的工作，大大缩短了钻井周期、提高了钻井效率、降低了工人劳动强度。传统管柱自动化处理系统所需的二层台机械手、动力二层台、钻台机械手、鼠洞、立根台不再配置，钻台不再存放立柱，钻机底座及井架的重量可以大大降低，钻台空间增大，视野好，经济效益相当可观。

本发明钻机不再配置二层台、立根台、鼠洞，管柱自动化处理系统不再配置二层台机械手、动力二层台、钻台机械手、鼠洞这些立根排放设备。整个钻井、起下钻、甩钻主要以2单根1立柱为主，钻进和下钻过程中2单根1立柱从动力钻杆盒直接输送至井口，甩钻程中2单根1立柱从井口直接输送至动力钻杆盒。

2单根1立柱第一次在井场或工厂内提前建好并存于动力钻杆盒，在其他井位钻井将不再建立柱，直接使用已建好的立柱。动力猫道具有排放、输送2单根1立柱或单根的功能。动力钻杆盒、动力猫道采用拖挂式结构，方便快速转场。

下钻过程与钻井过程管柱自动化处理流程不同的是下钻过程立柱上端不需要与顶驱中心管连接，其他处理流程完全相同。