[发明专利]一种双支撑结构的石油钻具输送液压坡道及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻井机械领域，尤其是钻具（钻杆、油管、套管等）上下钻井平台的输送机械及其工作方法。

背景技术

石油钻井场钻具上下钻台的装置叫液压坡道及钻杆排放系统，或简称动力猫道。国外在上世纪六十年代已开始动力猫道的研究，最初研制出了可编程管子处理系统，首先应用于海洋钻井平台。海洋钻井平台作业空间小，操作人员少，设备不需经常拆装，但自动化要求高。因此，可编程管子处理系统应用于海洋钻井平台取得了显著的效果。

随着科学技术的发展，为了能够扩大市场和满足不同客户的要求，本世纪初国外开始研究开发适用于陆上石油钻井平台的钻杆上下钻台及排放自动化猫道，并且在种类、型号上也开始多元化。经过数十年的发展，我国钻机技术水平已有重大突破，产品质量稳步提高，除了满足国内石油钻探需要外还成批量出口到欧美、中东、前苏联和亚非等地区，但与之配套的石油钻机辅助设备如钻具输送装置等由于研究起步晚，目前我国钻机在钻井过程中，钻杆的上下通过设置于猫道上的两台气动绞车，以工人手工操作（装拆卡住钻杆的吊卡）配合猫道上气动绞车采用拉、拽的方式进行。这种钻杆上下钻台的方式需要的操作人员多、效率低、工人劳动强度大、安全性差，钻杆损坏严重。

近年来国内少数石油机械制造厂商开始开发钻杆自动输送动力猫道，但大部分都是仿制国外技术且属于低档产品，如钢丝绳牵引式动力猫道、简单举升式动力猫道，与国外同类产品相比存着自动化程度低、运行过程中猫道的振动和噪声大，运行不平稳、装备可靠性差等缺点，难以进入批量生产和工程化应用，与钻机的整体技术水平不相称，使得我国石油钻探装备的成套率低，不能满足国际上高端市场的需求，难以在国际市场竞争中赢得商机。特别是俄罗斯，要求钻机全部配套钻具自动输送猫道。

另一方面，近年来国内一些石油钻探企业如中石化、中国石油、中海油等具有石油钻探能力的企业积极参与国际油田勘探业务的招投标。而国际招标方从安全、工期、劳动保护等方面考虑，要求投标方必须具备钻杆自动输送装具等施工装备，并且作为投标资质不可或缺的必备条件，在此要求下，中国企业不得不购买国外昂贵的钻具自动输送液压坡道，或以极高的代价租赁国外设备。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种运行平稳、振动噪声小、安全可靠的双支撑结构的石油钻具输送液压坡道及其工作方法。

本发明的技术方案是：包括框架，所述框架的两侧对称设有翻转组件，中间设有通过提升组件连接的椼架，所述椼架上设有输管车。

所述翻转组件包括升降液压缸、伸缩液压缸、伸缩臂和套管，所述套管铰接在框架的上部，所述升降液压缸位于套管的下方，所述升降液压缸的活塞杆铰接在套管上、缸体铰接在框架上，所述伸缩液压缸的缸体设在套管的一侧，所述伸缩液压缸的活塞杆连接伸缩臂，所述伸缩臂位于套管的内孔内，所述伸缩臂呈L形。

所述提升组件包括提升连杆一、提升连杆二、提升连杆三、提升液压缸一和提升液压缸二，所述提升连杆一和提升液压缸一形成提升组一，所述提升连杆二、提升连杆三和提升液压缸二形成提升组二，所述提升组一和提升组二分别位于框架的两端；

所述提升连杆一的两端分别铰接在框架和椼架上，所述提升液压缸一的缸体铰接在框架上、活塞杆铰接在提升连杆一上；

所述提升连杆二的底端铰接在框架上、顶端铰接提升连杆三的底端，所述提升连杆三的顶端铰接在椼架上，所述提升液压缸二的缸体铰接在框体上、活塞杆铰接在提升连杆三上。

所述输管车的下部设有一驱动滚轮组和若干滚轮组，所述椼架的两侧具有U形槽，驱动滚轮组和若干滚轮组分布设在椼架的U形槽内，所述驱动滚轮组包括具有双输出轴的液压马达和一对滚轮，所述液压马达驱动一对滚轮；

所述输管车的顶部设有管槽。

还包括推管液压缸，所述推管液压缸设在输管车的一端，所述推管液压缸的活塞杆朝向管槽。

还包括若干组对称设置的翻管液压缸，所述管槽位于翻板上，所述翻板通过若干组翻管液压缸连接在输管车上，所述管槽位于对称设置的翻管液压缸中间，所述翻管液压缸的缸体铰接在输管车上、活塞杆铰接在翻板上。

一种双支撑结构的石油钻具输送液压坡道的工作方法，包括以下步骤：

1）取管：伸缩液压缸的活塞杆伸出，带动伸缩臂沿套管纵向滑动伸出，升降液压缸的活塞杆向上顶起套管，伸缩臂从排管架上取钻杆并继续抬高，钻杆沿着伸缩臂滚动，

同时，成对翻管液压缸中的一翻管液压缸的活塞杆伸出、另一翻管液压缸的活塞杆缩起将翻板倾斜，钻杆沿倾斜面滚入管槽内，完成取管；