桁吊式液压钻机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种液压钻机，尤其涉及一种适用于页岩气“工厂化”开发的桁吊式液压钻机。
【背景技术】
[0002]随着全球经济发展对石油、天然气、煤等资源的需求不断攀升，能源压力日益增大，作为常规能源重要补充的页岩气、煤层气等非常规能源的开发已呈现跨越式发展趋势，与常规油气资源相比，页岩气具有低孔、低渗、大面积连续成藏等特征，并采用几口或数十口井布局在同一个井场的“拉链式”丛式井组开发方式。美国页岩气评价方法和勘探开发配套技术研究证明，“工厂化”作业模式是降低开发成本、实现大规模经济开采的有效手段。其主要特点是:
[0003]1、在同一井场布置多台钻机、作业机或压裂酸化设备，进行同步或流水线作业。
[0004]2、整个井场的所有设备共用一套发电和供配电系统，实现动力资源统一调配。
[0005]钻机作为石油钻井的主体设备，其整体快速移运性能直接影响页岩气丛式井作业效率。目前钻机整体平移主要有液缸推移和步进平移两种方式，液缸推移方式受轨道布局的限制只能进行前后方向移动，不能实现钻机左右移动，例如，中国专利公开号204152446U公开的一种钻机模块液压夹持平移装置，公开日为2015-02-11 ;步进平移方式由于钻机井架重心高，不能实现带管柱整体移动。
[0006]钻机自动化智能化水平是实施页岩气井长水平段高效、安全作业的关键技术。相对目前国内钻机主要采取的机械、复合、电驱动几种驱动方式，液压钻机是一种利用高压变量油栗、液缸和液压马达驱动提升、旋转、管柱处理等关键设备的钻机，具有自动化集成控制、运行平稳可靠、满足复杂井工艺、操作人员少等特点，已成为石油钻井装备的技术发展趋势。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种桁吊式液压钻机。本实用新型能够实现页岩气“工厂化”模式钻机多方向整体快速移动、多台钻机同步或流水线作业。
[0008]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0009]一种桁吊式液压钻机，其特征在于:包括龙门桁架、液压钻机、桁架轨道和钻机轨道，所述龙门桁架设置在桁架轨道上，液压钻机设置在龙门桁架上，龙门桁架在桁架轨道上前后运动时带动液压钻机前后运动；且液压钻机设置在液压钻机底座上，钻机轨道与龙门桁架的底座固定连接，液压钻机底座通过移动装置与钻机轨道配合带动液压钻机在钻机轨道上左右运动。
[0010]所述移动装置包括顶升液缸、液压马达和滚轮，所述顶升液缸与液压钻机底座连接带动液压钻机底座上下运动，滚轮设置在液压钻机底座上，通过液压马达带动液压钻机在钻机轨道上运动。
[0011]所述液压钻机的发电机组、电控系统、泥浆栗和固控循环系统固定设置在两桁架轨道外侧。
[0012]所述龙门桁架上设置有左右伸缩式电缆挂架，桁架轨道外侧设置有前后伸缩式电缆挂架，液压钻机的动力电缆、控制电缆和泥浆管汇通过左右伸缩式电缆挂架和前后伸缩式电缆挂架与液压钻机主机连接。
[0013]本实用新型还包括管柱处理机械臂，所述管柱处理机械臂设置在管柱处理机械臂底座上，管柱处理机械臂底座设置在管柱处理机械臂轨道上，当液压钻机在钻机轨道上左右运动时，管柱处理机械臂配合液压钻机左右运动。
[0014]采用本实用新型的优点在于:
[0015]1、采用本实用新型，移运效率高于轨道式和步进式平移，预计可缩短移运时间50%以上。
[0016]2、采用本实用新型，可在桁架轨道范围内同时布置多台钻机，实现同步或流水线作业，创新生产组织模式。
[0017]3、采用本实用新型，使钻机可以具有的钻具加压功能，可实现长水平段作业对钻具的精确加压。
[0018]4、采用本实用新型，可提高钻机自动化控制水平，缩短起下钻时间，预计提高起下钻效率20?30%。
[0019]5、采用本实用新型，管柱地面排放和井口机械化的集成控制，实现井口无人操作，可降低人员和设备事故的发生几率。
[0020]6、采用本实用新型，可减少操作人员，优化人力资源，实现同井场“一队多机”的人员配置新模式，大幅降低人工成本。
[0021]综上，本实用新型通过整合龙门桁吊轨道移运和液压钻机快速安全钻井的优势技术，实现页岩气“工厂化”模式下钻机多方向整体不拆卸快速移动、多台钻机同步或流水线作业目的。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型布局结构示意图
[0023]图2为本实用新型结构示意图
[0024]图3为本实用新型龙门桁架及液压钻机起放示意图
[0025]图中标记为:1、泥浆栗，2、管柱处理机械臂，3、液压钻机，4、桁架轨道，5、管柱处理机械臂底座，6、龙门桁架，7、左右伸缩式电缆挂架，8、前后伸缩式电缆挂架，9、钻机轨道，10、液压钻机底座。
【具体实施方式】
[0026]一种桁吊式液压钻机，包括龙门桁架6、液压钻机3、桁架轨道4和钻机轨道9，所述龙门桁架6设置在桁架轨道4上，液压钻机3设置在龙门桁架6上，龙门桁架6在桁架轨道4上前后运动时带动液压钻机3前后运动；且液压钻机3设置在液压钻机底座10上，钻机轨道9与龙门桁架6的底座固定连接，液压钻机底座10通过移动装置与钻机轨道9配合带动液压钻机3在钻机轨道9上左右运动。
[0027]本实用新型中，所述移动装置包括顶升液缸、液压马达和滚轮，所述顶升液缸与液压钻机底座10连接带动液压钻机底座10上下运动，滚轮设置在液压钻机底座10上，通过液压马达带动液压钻机3在钻机轨道9上运动。
[0028]本实用新型中，所述液压钻机3的发电机组、电控系统、泥浆栗I和固控循环系统固定设置在两桁架轨道4外侧。
[0029]本实用新型中，所述龙门桁架6上设置有左右伸缩式电缆挂架7，桁架轨道4外侧设置有前后伸缩式电缆挂架8，液压钻机3的动力电缆、控制电缆和泥浆管汇通过左右伸缩式电缆挂架7和前后伸缩式电缆挂架8与液压钻机主机连接。
[0030]本实用新型中，本实用新型还包括管柱处理机械臂2，所述管柱处理机械臂2设置在管柱处理机械臂底座5上，管柱处理机械臂底座5设置在管柱处理机械臂轨道上，当液压钻机3在钻机轨道9上左右运动时，管柱处理机械臂2配合液压钻机3左右运动。
[0031]如图1和2所示，液压钻机整体移动时，桁架轨道4是液压钻机前后移动的轨道，钻机轨道9是液压钻机左右移动的轨道，左右移动时管柱处理机械臂2和液压钻机底座10配合一起移动。
[0032]液压钻机移动时由顶升液缸将液压钻机底座顶离地面，利用液压马达驱动滚轮滚动，实现液压钻机和液压钻机的管柱处理系统的多方向整体移动。动力电缆、控制电缆和泥浆管汇采用伸缩挂架与液压钻机主机连接，随液压钻机移动自动调整长度。
[0033]本实用新型液压钻机的井架和底座均可采用折叠式结构，龙门桁架的立柱对应设置为折叠式结构。采用折叠式结构后，龙门桁架及液压钻机起放如图3所示。
【主权项】
1.一种桁吊式液压钻机，其特征在于:包括龙门桁架(6)、液压钻机(3)、桁架轨道(4)和钻机轨道(9)，所述龙门桁架(6)设置在桁架轨道(4)上，液压钻机(3)设置在龙门桁架(6)上，龙门桁架(6)在桁架轨道(4)上前后运动时带动液压钻机(3)前后运动；且液压钻机(3)设置在液压钻机底座(10)上，钻机轨道(9)与龙门桁架(6)的底座固定连接，液压钻机底座(10 )通过移动装置与钻机轨道(9 )配合带动液压钻机(3 )在钻机轨道(9 )上左右运动。2.根据权利要求1所述的桁吊式液压钻机，其特征在于:所述移动装置包括顶升液缸、液压马达和滚轮，所述顶升液缸与液压钻机底座(10)连接带动液压钻机底座(10)上下运动，滚轮设置在液压钻机底座(10 )上，通过液压马达带动液压钻机(3 )在钻机轨道(9 )上运动。3.根据权利要求2所述的桁吊式液压钻机，其特征在于:所述液压钻机的发电机组、电控系统、泥浆栗(I)和固控循环系统固定设置在两桁架轨道(4 )外侧。4.根据权利要求3所述的桁吊式液压钻机，其特征在于:所述龙门桁架(6)上设置有左右伸缩式电缆挂架(7 )，桁架轨道(4 )外侧设置有前后伸缩式电缆挂架(8 )，液压钻机(3 )的动力电缆、控制电缆和泥浆管汇通过左右伸缩式电缆挂架(7)和前后伸缩式电缆挂架(8)与液压钻机主机连接。5.根据权利要求4所述的桁吊式液压钻机，其特征在于:还包括管柱处理机械臂，所述管柱处理机械臂设置在管柱处理机械臂底座(5)上，管柱处理机械臂底座(5)设置在管柱处理机械臂轨道上，当液压钻机(3)在钻机轨道(9)上左右运动时，管柱处理机械臂配合液压钻机(3)左右运动。
【专利摘要】本实用新型公开了一种桁吊式液压钻机，包括龙门桁架、液压钻机、桁架轨道和钻机轨道，所述龙门桁架设置在桁架轨道上，液压钻机设置在龙门桁架上，龙门桁架在桁架轨道上前后运动带动液压钻机前后运动；且液压钻机设置在液压钻机底座上，钻机轨道与龙门桁架的底座固定连接，液压钻机底座通过移动装置与钻机轨道配合带动液压钻机在钻机轨道上左右运动。本实用新型能够实现页岩气“工厂化”模式钻机多方向整体快速移动、多台钻机同步或流水线作业。
【IPC分类】E21B15/00, E21B7/02
【公开号】CN204920786
【申请号】CN201520689624
【发明人】谭刚强, 张洪, 雒建胜, 李韬, 肖光平, 杨铃, 徐家雄, 庞然
【申请人】中国石油集团川庆钻探工程有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月8日