[发明专利]用于海底钻机圆柱笼式旋转储管架的钻杆取放方法及系统

说明书

本发明提供用于海底钻机圆柱笼式旋转储管架的钻杆取放方法，涉及海洋地质勘探设备技术领域；用于海底钻机圆柱笼式旋转储管架的钻杆取放方法，包括如下步骤：S1、上位机监控单元识别所述储管架的管位信息；S2、下位机控制器接收并根据所述管位信息标记第一初始取放管位，并选取钻杆的取放方式；S3、储管架驱动器驱动所述储管架上的待取放管位依次旋转至抓取位；同时，机械手接收并根据所述钻杆的取放方式依次取出或者放入所述钻杆，直至所述钻杆全部被取出或者放入；本发明还提出用于海底钻机圆柱笼式旋转储管架的钻杆取放系统，可以极大地改善因连续管位取放所述钻杆引起所述储管架受力不平衡而缩短所述储管架使用寿命的问题。

技术领域

本发明涉及海洋地质勘探设备技术领域，尤其涉及用于海底钻机圆柱笼式旋转储管架的钻杆取放方法。

背景技术

海底地层中蕴藏着丰富的矿产资源，包括石油、天然气、多金属结核结壳、热液硫化物、天然气水合物及海洋生物等，这一些资源具有重要的社会经济价值。海底钻探是海底矿产的资源开采的重要手段之一，而海底钻机则是海底钻探最主要的工具。

对于钻进深度超过10米的钻探作业，一般都使用分段式连接，即多根钻杆依次首位相接以达到目标钻进深度。钻机通过机械手将钻杆从储管架上依次夹取出来并一根根连接向下钻进，当钻到预定深度后再将钻杆一根根回收至钻杆储管架上，完成一次海底钻探作业。

圆柱笼式旋转储管架是目前使用最为普遍的钻杆储管架，其圆心处有一个圆心轴，在圆周均匀分布着钻杆存放孔位，钻杆沿着半径的方向水平取出存放。通常的操作是在取出当前钻杆后，转盘顺转一个钻杆位，继续夹取相邻的钻杆，依次顺延，直至钻进到目标深度或者储管架的钻杆使用完后停止夹取，回收钻杆的操作与夹取钻杆相同，在回收一根钻杆后，顺转相邻位，依次顺延，直至全部回收完成。

对于这种连续管位取放钻杆的方法，会出现储管架受力不均的情况；尤其是当储管架半边的钻杆刚好取完或者放完时，此时另半边的储管架仍装满钻杆或者没有钻杆，受力不平衡达到最大。长时间的受力不平衡会对储管架造成损害，从而缩短储管架的使用寿命。

发明内容

本发明旨在改善现有技术中因采用连续管位取放钻杆引起储管架受力不平衡而缩短储管架使用寿命的技术问题。

本发明的实施例提供用于海底钻机圆柱笼式旋转储管架的钻杆取放方法，包括如下步骤：

S1、上位机监控单元识别所述储管架的管位信息；

S2、下位机控制器接收并根据所述管位信息标记第一初始取放管位，并选取钻杆的取放方式；

S3、储管架驱动器驱动所述储管架上的待取放管位依次旋转至抓取位；同时，机械手接收并根据所述钻杆的取放方式依次取出或者放入所述钻杆，直至所述钻杆全部被取出或者放入；

所述钻杆的取放方式包括：

方式一、当所述下位机控制器判断所述储管架的管位数量满足n＝3k+1或n＝3k+2时，所述机械手将所述钻杆从所述第一初始取放管位取出或者放入所述第一初始取放管位后，所述下位机控制器控制所述机械手间隔两个管位依次取出或者放入所述钻杆；

方式二、当所述下位机控制器判断所述储管架的管位数量满足n＝3k时，所述机械手将所述钻杆从所述第一初始取放管位取出或者放入所述第一初始取放管位后，所述下位机控制器控制所述机械手间隔两个管位依次取出或者放入所述钻杆；当所述下位机控制器判断所述储管架旋转一周时，所述下位机控制器控制所述储管架驱动器驱动所述储管架旋转，使得下一个管位位于所述抓取位，并标记当前位于所述抓取位的所述管位为第二初始取放管位，继续按照前述方式二进行所述钻杆的取放，以此类推；其中，n为所述储管架的管位数量；k为整数，且k1。

在一些优选地实施例中，所述管位信息包括所述储管架的管位数量和第一初始取放管位。