自升式平台连续起下钻钻机制造技术

本发明专利技术涉及一种自升式平台连续起下钻钻机，包括安装在悬臂梁上的钻台和主钻井系统，从绞车引出的钻井钢丝绳绕过安装在主井架顶端的天车与游车连接，游车下端悬挂有顶驱，主井架的内部安装有连续起下钻系统和排管系统；连续起下钻系统包括滑车、提升片架、支撑滑移框架，连续旋转铁钻工和前开口动力卡瓦安装在支撑滑移框架内，支撑滑移框架的前立柱和滑车之间铰接有支撑杆；在连续起下钻作业过程中，本发明专利技术中的连续旋转铁钻工和前开口动力卡瓦可按照管具作业需要与顶驱系统交替进出井口中心线位置，可实现对动态管柱的悬持以及对动态管具接头进行连续上扣、卸扣以及泥浆回收等作业过程的高效处理，大大提高了作业效率，可靠性高。靠性高。靠性高。

【技术实现步骤摘要】
自升式平台连续起下钻钻机


[0001]本专利技术属于海洋石油钻井机械领域，具体涉及一种自升式平台连续起下钻钻机。

技术介绍

[0002]当前海洋自升式钻井平台在作业过程中均采用间断的起下钻处理方式。在下钻接钻柱时的主要步骤如下：1）顶驱将钻柱下放至钻台转盘处由卡瓦卡紧固定，钻柱上部露出钻台1200mm高度左右；2）排管机将管具立根从指梁中取出，移运至转盘处将管具立根与钻柱对准；3）铁钻工运动至转盘处，将管具立根与下部钻柱进行上扣连接操作；4）上扣完成后，铁钻工撤回，顶驱提升整个钻柱，然后卡瓦打开；5）顶驱下放整个钻柱至钻台转盘处，然后由卡瓦卡紧固定，重复步骤1）
‑
4）流程，直至完成整个钻柱的下钻操作。起钻操作过程与下钻正好相反。
[0003]由以上的操作过程可知，当前海洋自升式钻井平台在起钻和下钻作业过程中，钻柱首先需要固定卡持在钻台转盘处，完成上卸扣后再进行钻柱的提升或下放，整个过程为断续作业过程，存在处理时间较长，作业效率低。起钻和下钻作业时间一般占用一口井总作业时间的15
‑
40%，因此，提高起钻和下钻作业时效能够大幅提高钻井效率，从而降低钻井作业成本。此外，在钻机的起钻和下钻作业过程中，钻柱的间歇性提升或下放容易引起井内压力波动，从而增加井下事故发生的可能性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种自升式平台连续起下钻钻机，以解决现有海洋自升式平台间歇性起下钻作业效率低的问题，可降低井下事故发生的风险。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：一种自升式平台连续起下钻钻机，包括安装在悬臂梁上的钻台和主钻井系统，主钻井系统包括固定安装在钻台上的绞车和主井架，从绞车引出的钻井钢丝绳绕过安装在主井架顶端的天车与游车连接，游车下端悬挂有顶驱，所述主井架的内部安装有连续起下钻系统和排管系统；所述连续起下钻系统包括前侧开口的C形框架结构的导向井架、滑轮组、提升液缸、连续起下钻用管具处理机构和辅提升钢丝绳，导向井架的下端固定安装在钻台上，导向井架的前开口的两侧分别安装有一个竖直的导轨；连续起下钻用管具处理机构的顶部两侧装卡在两个导轨中；导向井架的内部安装有缸座固定在钻台上的提升液缸，提升液缸的顶部安装有滑轮组，辅提升钢丝绳的一端固定连接在连续起下钻用管具处理机构的顶部，另一端绕过滑轮组后固定在钻台上，提升液缸升降带动连续起下钻用管具处理机构沿导轨上下运动；所述排管系统布置在连续起下钻系统的一侧。
[0006]优选的，所述排管系统包括排管机和动力指梁，排管机下端的行走轨道安装在钻台上，上部的行走轨道安装在主井架上，动力指梁固定在主井架的中部。
[0007]优选的，所述连续起下钻用管具处理机构包括装卡在导向井架上的滑车，滑车的竖梁上安装有滑移顶升液压缸，滑移顶升液压缸的活塞端与滑块相连接，滑块固定在滑车的竖梁上，滑车的顶端与提升片架的顶端相铰接，提升片架的底端与支撑滑移框架的前立柱顶端相铰接，支撑滑移框架的内部安装有连续旋转铁钻工和前开口动力卡瓦，支撑滑移框架的前立柱与滑块之间铰接有支撑杆；提升片架的中部安装有提升索头，提升索头与辅提升钢丝绳相连接。
[0008]优选的，所述连续旋转铁钻工包括安装在支撑滑移框架上的主钳和背钳，背钳位于主钳的下方，主钳包括分别通过销轴铰接在主钳移动机架上的主钳右侧半体和主钳左侧半体，主钳右侧半体和主钳左侧半体的壳体后端分别与两个主钳开合液压缸的活塞杆端相连接，主钳开合液压缸的缸体安装在主钳移动机架上，主钳移动机架的左右两端分别装卡在支撑滑移框架的两根后立柱上，主钳右侧半体和主钳左侧半体的上部分别通过液压泵缸固定销轴与液压油泵缸的缸体端和活塞杆端相连接，主钳右侧半体和主钳左侧半体的开合带动液压油泵缸的伸缩；所述背钳包括分别通过销轴铰接在背钳移动机架上的背钳右侧半体和背钳左侧半体，背钳右侧半体和背钳左侧半体的底部分别与背钳开合液压缸的缸体端和活塞杆端相连接，背钳右侧半体和背钳左侧半体的外缘顶部均安装有泥浆防喷溅橡胶板，背钳移动机架的左右两端分别装卡在支撑滑移框架的两根后立柱上，背钳移动机架的后侧壁与悬持液压缸的一端相连接，悬持液压缸的另一端固定在支撑滑移框架的后横梁上；背钳移动机架和主钳移动机架之间安装有接箍补偿液压缸。
[0009]优选的，所述主钳右侧半体和主钳左侧半体的结构相对称，主钳右侧半体的主钳壳体中部安装有半圆形的旋转夹持组件；半齿圈通过螺栓固定在旋转夹持组件的外缘上，半齿圈与变排量液压马达的驱动齿轮相啮合，变排量液压马达安装在主钳右侧半体的后部；旋转夹持组件的顶端通过销轴与扶管机构的底部相连接，扶管机构的内壁上安装有缓冲橡胶；旋转夹持组件的底部中心处安装有半圆环状的泥浆下盖板和主钳钻杆密封板。
[0010]优选的，所述旋转夹持组件包括三组安装在旋转夹持组件壳体内部的主钳夹紧液压缸，主钳夹紧液压缸的前端安装有主钳钳牙座和主钳钳牙体；旋转夹持组件壳体的外缘开设有液压元件安装槽，液压元件安装槽内安装有与主钳夹紧液压缸相连接的液压管线，液压管线上连接有蓄能器和机械换向阀，机械换向阀的控制杆与控制环相接触，控制环安装在主钳壳体的上方，控制环和主钳壳体之间安装有控制液压缸，控制液压缸的活塞端缩回带动控制环向下移动。
[0011]优选的，所述前开口动力卡瓦包括前端开口的卡瓦座，卡瓦座的前开口两侧分别设置有卡瓦左耳座和卡瓦右耳座，卡瓦左耳座与卡瓦左侧门的后端通过左转轴相连接，卡瓦右耳座与卡瓦右侧门的后端通过右转轴相连接，卡瓦座的中部安装有分体式补心，分体式补心的顶端以及卡瓦座的上表面通过螺栓安装有分体式盖板；卡瓦座的上表面后部焊接有卡瓦提升支座，卡瓦提升支座通过提升装置与卡瓦体相连接；卡瓦座的后部安装有后盖；提升装置包括L型提升臂和铰接在提升臂前端的提升拉杆，提升拉杆的底端与卡瓦体相连接，提升臂的后端铰接在卡瓦提升支座的顶端，卡瓦提升液缸的缸体和活塞杆端分别铰接在卡瓦提升支座和提升臂上。
[0012]优选的，所述卡瓦体为分体结构，包括中间卡瓦分体、左侧卡瓦分体和右侧卡瓦分体，中间卡瓦分体、左侧卡瓦分体和右侧卡瓦分体的顶部均设置有吊装耳板；中间卡瓦分体
的两侧边上的连接耳板通过卡瓦分体连接转轴分别与左侧卡瓦分体和右侧卡瓦分体相邻侧边上的连接耳板相铰接，卡瓦分体连接转轴上安装有数个扭力弹簧。
[0013]优选的，所述分体式补心包括右侧补心分体、中间补心分体和左侧补心分体，右侧补心分体和中间补心分体对称装配在卡瓦座的内壁上，左侧补心分体安装在卡瓦左侧门的内壁上，右侧补心分体、中间补心分体和左侧补心分体的外侧壁中部设置有定位凹槽，卡瓦座的内壁和左侧门的内壁上均设置有与定位凹槽相适配的补心定位凸块；右侧补心分体和中间补心分体的中间缝隙处安装有卡瓦体位置检测传感器。
[0014]本专利技术的有益效果是：1、本专利技术在自升式平台上实现了连续起下钻作业，常规自升式平台钻机起下钻效率一般为600
‑
900m/h，采用本专利技术的连续起下钻钻机后，钻柱可保持1800m/h的速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自升式平台连续起下钻钻机，包括安装在悬臂梁（1）上的钻台（2）和主钻井系统（3），主钻井系统（3）包括固定安装在钻台（2）上的绞车（32）和主井架（31），从绞车（32）引出的钻井钢丝绳（36）绕过安装在主井架（31）顶端的天车（33）与游车（34）连接，游车（34）下端悬挂有顶驱（35），其特征在于：所述主井架（31）的内部安装有连续起下钻系统（4）和排管系统（5）；所述连续起下钻系统（4）包括前侧开口的C形框架结构的导向井架（41）、滑轮组（42）、提升液缸（43）、连续起下钻用管具处理机构（44）和辅提升钢丝绳（45），导向井架（41）的下端固定安装在钻台（2）上，导向井架（41）的前开口的两侧分别安装有一个竖直的导轨（46）；连续起下钻用管具处理机构（44）的顶部两侧装卡在两个导轨（46）中；导向井架（42）的内部安装有缸座固定在钻台（2）上的提升液缸（43），提升液缸（43）的顶部安装有滑轮组（42），辅提升钢丝绳（45）的一端固定连接在连续起下钻用管具处理机构（44）的顶部，另一端绕过滑轮组（42）后固定在钻台（2）上，提升液缸（43）升降带动连续起下钻用管具处理机构（44）沿导轨（46）上下运动；所述排管系统（5）布置在连续起下钻系统（4）的一侧。2.根据权利要求1所述的自升式平台连续起下钻钻机，其特征在于：所述排管系统（5）包括排管机（51）和动力指梁（52），排管机（51）下端的行走轨道安装在钻台（2）上，上部的行走轨道安装在主井架（31）上，动力指梁（52）固定在主井架（31）的中部。3.根据权利要求1或2所述的自升式平台连续起下钻钻机，其特征在于：所述连续起下钻用管具处理机构（44）包括装卡在导向井架（41）上的滑车（7），滑车（7）的竖梁上安装有滑移顶升液压缸（12），滑移顶升液压缸（12）的活塞端与滑块（13）相连接，滑块（13）固定在滑车的竖梁上，滑车（7）的顶端与提升片架（10）的顶端相铰接，提升片架（10）的底端与支撑滑移框架（11）的前立柱顶端相铰接，支撑滑移框架（11）的内部安装有连续旋转铁钻工（8）和前开口动力卡瓦（9），支撑滑移框架（11）的前立柱与滑块（13）之间铰接有支撑杆（14）；提升片架（10）的中部安装有提升索头，提升索头与辅提升钢丝绳（45）相连接。4.根据权利要求3所述的自升式平台连续起下钻钻机，其特征在于：所述连续旋转铁钻工（8）包括安装在支撑滑移框架（11）上的主钳（801）和背钳（802），背钳（802）位于主钳（801）的下方，主钳（801）包括分别通过销轴铰接在主钳移动机架（805）上的主钳右侧半体（810）和主钳左侧半体（811），主钳右侧半体（810）和主钳左侧半体（811）的壳体后端分别与两个主钳开合液压缸（806）的活塞杆端相连接，主钳开合液压缸（806）的缸体安装在主钳移动机架（805）上，主钳移动机架（805）的左右两端分别装卡在支撑滑移框架（11）的两根后立柱上，主钳右侧半体（810）和主钳左侧半体（811）的上部分别通过液压泵缸固定销轴与液压油泵缸（812）的缸体端和活塞杆端相连接，主钳右侧半体（810）和主钳左侧半体（811）的开合带动液压油泵缸（812）的伸缩；所述背钳（802）包括分别通过销轴铰接在背钳移动机架（807）上的背钳右侧半体（813）和背钳左侧半体（814），背钳右侧半体（813）和背钳左侧半体（814）的底部分别与背钳开合液压缸的缸体端和活塞杆端相连接，背钳右侧半体（813）和背钳左侧半体（814）的外缘顶部均安装有泥浆防喷溅橡胶板（808），背钳移动机架（807）的左右两端分别装卡在支撑滑移框架（11）的两根后立柱上，背钳移动机架...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱本温，李晓明，李联中，魏双会，刘雅静，陈波，赵健，张庆斌，郑晓东，樊雪燕，
申请(专利权)人：兰州兰石石油装备工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：