[实用新型]垂直排管系统

说明书

技术领域

本发明属于石油钻井技术领域，涉及一种垂直排管系统。

背景技术

在石油钻井行业，起下钻时需要将钻柱从井心移至指梁处存放以及从指梁处移至井心，钻柱通常为近30米的钻杆或钻铤的组合，重量最重近10吨。

传统人工作业劳动强度高，危险性大。正逐步被机械化设备所替代，市面上主要有以下几类设备：

（1）移管天吊系统可以很好的解决替代人工作业的问题，但是存在设备笨重，难以适应钻机快速安装、转场的特点；

（2）双臂立式排管系统，可以同时完成接管功能，但控制系统复杂，设备笨重，难以适应钻机快速安装、转场的特点；

（3）猴台上机械手系统可以解决替代人工作业的问题，也方便转场安装，但占用了猴台操作空间，在某些需要人工猴台作业的时候不太方便操作，同时受设备限制，载荷提升能力较弱；

（4）猴台下机械手系统不占用猴台人工操作空间，提升能力高，但目前市面上设备均为固定底座式，操作复杂，控制系统复杂不易维护。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种垂直排管系统及该系统所实现的排管方法，解决了人工排管作业劳动强度高、危险性大等问题，相对市面同类设备，解决了快速安装转场、控制操作难、提升能力弱、占用人工操作空间等问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种垂直排管系统，该系统配套于传统井架钻机系统，钻机系统与该垂直排管系统直接配合的设备主要有井架、顶驱、铁钻工；该垂直排管系统由指梁及风墙走道和铁架工组成；指梁及风墙走道由支撑架，风墙，走道，猴台，指梁体，指梁锁构成；指梁锁固定在指梁体上；指梁体、猴台、走道、风墙均固定在支撑架上；指梁及风墙走道通过支撑架固定在井架上；铁架工上端固定在猴台下端。

所述的铁架工包括轨道梁，齿条、小车，齿轮行走驱动机构，回转支撑，齿轮回转驱动机构，回转座，变幅油缸，变幅主臂，变幅次臂，前座，垂直调整油缸，抓管头，提升臂，抱管头；齿条固定在轨道梁上；小车可在轨道梁槽间滚动；齿轮行走驱动机构固定在小车上，其驱动齿轮与齿条啮合；回转支撑上端固定在小车上，下端固定在回转座上；齿轮回转驱动机构固定在小车上，其驱动齿轮与回转支撑上的齿轮啮合；变幅主臂上端铰接在回转座上，下端铰接在前座上；变幅油缸一端铰接在回转座上，另一端铰接在变幅主臂中上部；变幅次臂上端与回转座铰接，下端与前座铰接；前座前端与提升臂铰接，下端与垂直调整油缸铰接；抓管头固定在提升臂的下部，抱管头固定在提升臂的上部。

所述的提升臂由下臂，外滑块，内滑块，提升油缸，上臂组成；下臂套装在上臂内；外滑块固定在上臂下端内壁，与下臂之间可相对滑动；内滑块固定在下臂上端外侧，与上臂之间可相对滑动；提升油缸的上端铰接在上臂上，下端铰接在下臂上。

所述的抓管头由半爪，拉杆，爪前轴，爪后轴，油缸，拉杆轴，前杆，圆弧槽板，板牙组构成；所述抓管头各件为左右对称；半爪前端与拉杆铰接于爪前轴处，半爪后端与油缸后端铰接于爪后轴处；前杆固定在油缸杆上；前杆与拉杆铰接于拉杆轴处；板牙组固定在圆弧槽板上，可沿圆弧面在一定角度内转动；圆弧槽板固定在半爪前端。

所述的抱管头由半爪，第一销轴，第二销轴，拉杆，前杆，油缸构成；所述抱管头各件为左右对称；半爪与油缸铰接于第一销轴处；前杆固定在油缸杆前端，拉杆一端与半爪后端铰接，另一端与前杆铰接于第二销轴处。

本发明的垂直排管系统采用猴台下布置，不占用猴台操作空间，可以与人工操作兼容，提升能力高，底座采用可行走形式，控制系统简单，操作直观简便；可随钻机迅速转场安装。

附图说明

图1是本发明的垂直排管系统结构主视图；

图2是图1的左视图；

图3是指梁及风墙走道的结构主视图；

图4是图3的左视图；

图5是图3的俯视图；

图6是铁架工的主视图；

图7是铁架工的立体图；

图8是图6中提升臂的结构示意图；

图9是图6中抓管头的结构示意图；

图10是图6中抱管头的结构示意图；

图11～13是铁架工的工作状态图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的垂直排管系统做详细的说明描述。