[发明专利]一种海底卧式换钻头更换装置

说明书

本发明涉及一种海底卧式换钻头更换装置，由前后、左右、上下推拉系统，以及翻转油缸系统、夹持系统、隔离油缸系统、动力钳系统和密封壳体系统构成。其特征为：左右推拉系统上侧螺栓连接有前后推拉系统，前后推拉系统上侧螺栓连接有上下推拉系统；上下推拉系统与翻转油缸系统销轴连接，翻转油缸系统内安装有夹持系统。更换旧钻头时，由动力钳系统对钻头进行松扣或紧扣；由夹持系统将钻头与钻杆分离或连接，且夹持系统可以前后、左右、上下移动；由翻转油缸系统使夹持系统翻转。与现有技术相比，本发明可在海底井口处对旧钻头进行更换作业，进而缩短钻头的起钻时间和钻头下钻时间，从而缩短钻井周期、减轻劳动强度，并降低海洋油气钻井综合成本。

技术领域

本发明涉及海洋石油天然气钻井装备技术领域，特别涉及一种海底卧式换钻头更换装置。

背景技术

随着陆地油气资源的短缺，世界沿海国家陆续对海洋油气资源进行了勘探与开采，且对海洋油气资源的勘探与开采已逐步成为国内外油气工业发展的主要趋势。此外，随着我国经济持续高速增长，油气资源供应不足将成为阻碍经济发展的主要矛盾，为提高油气资源的占有量，海洋油气的勘探和开采已经成为我国实现能源可持续发展的战略重点。

海洋油气的开采发展至今，钻井开采仍为油、气开采的主要方式。一口油气井从开钻到完井，需进行以下三项主要工作：破碎井底岩石、将破碎的岩石(即岩屑)运移至海洋平台、完成固井，而钻头是钻井工程中用以破碎岩石、形成井筒的关键破岩工具。在现有技术中，当钻头被地层磨损，或钻头遇到硬地层、研磨性地层、页岩层等复杂地层时，需将井底旧钻头起钻至海洋平台以更换新钻头；起钻时，需使用液压大钳将钻杆单根一一卸扣拆下，从而使旧钻头提升至海洋平台，并在海洋平台上对被磨损的旧钻头进行更换，或更换与复杂地层不相匹配的旧钻头。当旧钻头更换完成后，需进行下钻作业，下钻时，需使用液压大钳将钻杆单根一一上扣形成钻柱，从而使新钻头下入井底。当新钻头下入井底后，重新开泵进行钻井作业，进而实现提高钻井速度、降低钻井综合成本的目的。

然而更换旧钻头带来的起钻、下钻作业时间长，增加了海洋油气井的钻井周期和提高了劳动强度，大大增加了钻井成本。

发明内容

为了克服现有更换钻头装备的上述缺点，本发明的目的在于提供一种海底卧式换钻头更换装置，该装置可在海底井口装置处对旧钻头进行更换作业，以缩短钻头的起钻时间和钻头的下钻时间，进而缩短海洋油气井的钻井时间。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种海底卧式换钻头更换装置，由左右推拉系统1、前后推拉系统2、上下推拉系统3，以及翻转油缸系统4、夹持系统5、隔离油缸系统6、动力钳系统7和密封壳体8构成，其特征为：密封壳体8的左侧底部螺栓连接有左右推拉系统1；左右推拉系统1上侧螺栓连接前后推拉系统2；前后推拉系统2上侧螺栓连接有上下推拉系统3；上下推拉系统3右侧螺栓连接有翻转油缸系统4；翻转油缸系统4与夹持系统5销轴连接；密封壳体8右侧内螺栓连接有动力钳系统7；隔离油缸系统6位于密封壳体8中心位置；

所述左右推拉系统1、前后推拉系统2、上下推拉系统3均由电机、滑轨和滚珠丝杆构成；所述上下推拉系统3的竖直支撑板34下端与前后推拉系统2螺栓连接；竖直支撑板34的右侧螺栓连接有滑轨32和滚珠丝杆31，滑轨32的右侧螺栓固定有连接支撑板33；所述连接支撑板33右侧与翻转油缸系统4螺栓连接；

所述翻转油缸系统4由悬挂臂41、翻转油缸42、悬挂筒43和翻转臂45构成；所述悬挂臂41呈7字型，悬挂臂41的左端面设计有通孔，螺栓穿过通孔将悬挂臂41紧固于连接支撑板33右端面；悬挂臂41的左端面设计有双耳环，销轴穿过双耳环和翻转油缸42的单耳环，并使翻转油缸42与悬挂臂41形成销轴连接；悬挂臂41的顶部右侧设计有矩形凹槽44，矩形凹槽44表面设计有销孔，销轴穿过销孔和翻转臂45的销孔并使翻转臂45与悬挂臂41形成销轴连接；所述翻转油缸42活塞杆的单耳环与悬挂筒43的双耳环销轴连接；