专利名称：一种石油钻探用钻管上下钻台的输送机构及方法
技术领域：
本发明属于石油钻探用设备领域，具体的讲涉及一种石油钻探用钻管上下钻台的
输送机构及方法。
背景技术：
随着国民经济发展，石油天然气的需求量越来越大，这就要求勘探开发速度效率 需要提高，在钻井钻进过程中，需要不断的增加钻管，传统的做法是，钻管在钻机前方的地 面两侧分套管和钻杆分别排列，人工将绞车的钢丝绳缠绕在钻管一端，另一端缠绕麻绳由 人工牵引作为导向，绞车和人工相互配合将钻管总地面牵引到锚道上，松开人工牵引导向
用的麻绳，由绞车将钻管沿锚道经过坡道送至钻台。此时，需要钻台上的工人牵引吊卡将钻 管卡住并提升，如是钻杆就需要放置到小小鼠洞中进行接立杆等工序，完成后备用，如果是 套管就直接吊起至井眼位置进行下一步工序。 可见这种钻杆、套管上下钻台工作都需要有人工配合采用钢索引方式，自动化程 度低，露天作业多，受自然因素限制多，劳动强度大，效率低，存在安全隐患，已经不能满足 钻机提速的要求，某种程度上这种方式已经极大的阻碍了钻进效率。
发明内容
本发明的目的是提供了一种能将钻管从排管架输送到钻台小鼠洞指定位置的机 械装置及方法，从而到达提高工作效率、保证操作安全。
本发明的技术方案如下 —种石油钻探用钻管上下钻台的输送机构，该机构包括排管架、传送装置及轨道， 所述排管架的出管端位于所述轨道的上方，所述传送装置包括传送电机、传送绞轮、传送小 车、支撑臂、升降电机及举升油缸，所述一对传送绞轮布置在所述轨道的两端，两传送绞轮 之间缠绕有传送拉索，该拉索同时连接到所述传送小车的动力轴上；所述支撑臂一端铰接 在所述传送小车上，另一端上设置有滑行从动轮，所述支撑臂由一对平行设置的支撑杆及 伸縮杆组成，所述支撑杆中空且两支撑杆相对的内侧开有导向槽，所述伸縮杆套装在所述 支撑杆内，两伸縮杆之间后端固定有横截面为"L"形的提升板，前端设置有支撑件，所述支 撑杆两端设置有提升绞轮，两提升绞轮之间缠绕有提升拉索，该拉索同时连接到所述提升 板上；所述举升油缸一端与所述传送小车铰接，另一端与所述支撑杆铰接。
靠近所述滑行从动轮一端的所述支撑杆上设置有提升定位轮。
在所述伸縮杆前端的支撑件由 一对支撑锥轮组成。 所述传送电机固定设置在所述轨道且传送电机动力输出端与所述其中一传送绞 轮的转动轴连接。 所述升降电机固定设置在所述支撑杆且升降电机动力输出端与所述其中一提升 绞轮的转动轴连接。 在所述横截面为"L"形的提升板的其中一边中部设置有限位柱。
该限位柱的设置保证当钻管在竖直方向升降过程中，限位柱插入钻管孔内对钻管 起到限位的作用防止其下端便宜。 所述的石油钻探用钻管上下钻台输送机构的输送方法，该方法主要包括以下步 骤， (1)、将所述排管架上的钻管滚入所述轨道上的传送装置上，其中钻管落入所述支 撑臂的两支撑杆之间并通过所述提升板的一边及支撑件两点支撑； (2)、启动所述传送电机带动所述传送拉索拉动所述传送小车在所述轨道上行走， 此时传送小车、支撑臂及举升油缸整体向钻台移动； (3)、在所述传送装置穿过钻台坡道后控制举升油缸当将所述支撑臂前端托起，前 进和托起同时进行直至钻管前端穿入小鼠洞； (4)、在步骤3的基础上，继续带动所述支撑臂前行并通过举升油缸继续举升，此 时以支撑臂与传送小车的铰接点及钻管与所述小鼠洞的接触点两点相对旋转，直至钻管穿 过小鼠洞； (5)、针对不同高度的钻机钻台及不同规格的钻杆，启动升降电机带动所述提升拉 索提升或放下伸縮杆及固定在伸縮杆上的提升板调整所述钻管的高度，使钻管上端从小鼠 洞露出钻台面的高度达到安放要求，在此同时通过传送电机和举升油缸的控制调节钻管穿 出角度使其到达新老钻机不同角度规定的要求。 在所述步骤5中，露出钻台面的高度过长时，通过正对小鼠洞下方地面开的调节 孔，调整升降电机释放提升拉索使伸縮杆及提升板竖向支撑的钻管落入调节孔内降低钻管 露出钻台面的高度。 采用上述结构及方法，在有限的钻台空间中，充分利用钻台的底部空间，以及机械 化设备，实现了钻管的传送及收回(收回时按上述步骤的反向操作即可，具体的讲钻杆组 成的立杆从上往下穿过小鼠洞且下端落在所述支撑臂中的横截面为"L"形的提升板上，松 开立杆中每节钻杆之间的锁扣，从最下端开始逐步将每根钻杆通过传送装置反向送回排管 架)，提高了劳动效率，增加了安全性，减少了工人劳动强度，而且在不改变钻机结构以及钻 井工艺的前提下，极大地提高了钻管输送效率从而提高整个钻井的效率。同时能够适用于 老钻机改造和新钻机配套，适应性广泛。 有益效果本发明操作简单，通过机械一体化的设计将传统的大量人工辅助搬运 工作，通过本方案将钻具高效安全的从排管架输送到了指定的小鼠洞位置，同时钻管从小 鼠洞取用回收时采用上述机构按上述方法步骤反向操作完成即可。
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中 图1本发明的结构示意图； 图2为本发明中传送装置与轨道的配合图； 图3为本发明中传送装置的仰视图； 图4为图4的A-A方向剖视图； 图5为本发明的平面布置图； 图6为本发明中钻管穿过小鼠洞运行状态图。
具体实施例方式
如图1、2、3、4、5、6所示一种石油钻探用钻管上下钻台的输送机构，该机构包括 排管架1、传送装置2及轨道3，所述排管架1的出管端位于所述轨道3的上方，所述传送装 置2包括传送电机4、传送绞轮5、传送小车6、支撑臂7、升降电机8及举升油缸10，所述一 对传送绞轮5布置在所述轨道3的两端，两传送绞轮5之间缠绕有传送拉索9，该拉索9同 时连接到所述传送小车6的动力轴上；所述支撑臂7—端铰接在所述传送小车6上，另一端 上设置有滑行从动轮11 ，所述支撑臂7由一对平行设置的支撑杆7a及伸縮杆7b组成，所述 支撑杆7a中空且两支撑杆7a相对的内侧开有导向槽7c，所述伸縮杆7b套装在所述支撑杆 7a内，两伸縮杆7b之间后端固定有横截面为"L"形的提升板12，前端设置有支撑件7h，所 述支撑杆7a两端设置有提升绞轮7d，两提升绞轮7d之间缠绕有提升拉索7e，该拉索7e同 时连接到所述提升板12上；所述举升油缸10 —端与所述传送小车6铰接，另一端与所述支 撑杆7a铰接。 靠近所述滑行从动轮11 一端的所述支撑杆7a上设置有提升定位轮7f.
在所述伸縮杆7b前端的支撑件7h由一对支撑锥轮7g组成。 所述传送电机4固定设置在所述轨道3且传送电机4动力输出端与所述其中一传 送绞轮5的转动轴连接。 所述升降电机8固定设置在所述支撑杆7a且升降电机8动力输出端与所述其中 一提升绞轮7d的转动轴连接。 在所述横截面为"L"形的提升板12的其中一边中部设置有限位柱18。 采用上述结构的石油钻探用钻管上下钻台输送机构的输送方法，该方法主要包括
以下步骤， 1、将所述排管架1上的钻管15滚入所述轨道3上的传送装置2上，其中钻管15落 入所述支撑臂7的两支撑杆7a之间并通过所述提升板12的一边及支撑件7h两点支撑；
2、启动所述传送电机4带动所述传送拉索9拉动所述传送小车6在所述轨道3上 行走，此时传送小车6、支撑臂7及举升油缸10整体向钻台16移动； 3、在所述传送装置2穿过钻台16坡道13后控制举升油缸10当将所述支撑臂7 前端托起，前进和托起同时进行直至钻管15前端穿入小鼠洞14 ; 4、在步骤3的基础上，继续带动所述支撑臂7前行并通过举升油缸10继续举升， 此时以支撑臂7与传送小车6的铰接点及钻管15与所述小鼠洞14的接触点两点相对旋转， 直至钻管15穿过小鼠洞； 5、针对不同高度的钻机钻台16及不同规格的钻杆，启动升降电机8带动所述提升 拉索7e提升或放下伸縮杆7b及固定在伸縮杆7b上的提升板12调整所述钻管15的高度， 使钻管15上端从小鼠洞露出钻台16面的高度达到安放要求，在此同时通过传送电机4和 举升油缸10的控制调节钻管15穿出角度使其到达规定满足新老钻机在钻台16上方不同 位置的要求。 在所述步骤5中，露出钻台16面的高度过长时，通过正对小鼠洞下方地面开的调 节孔17，调整升降电机8释放提升拉索7e使伸縮杆7b及提升板12竖向支撑的钻管15落 入调节孔17内降低钻管15露出钻台16面的高度。
权利要求
一种石油钻探用钻管上下钻台的输送机构，其特征在于该机构包括排管架(1)、传送装置(2)及轨道(3)，所述排管架(1)的出管端位于所述轨道(3)的上方，所述传送装置(2)包括传送电机(4)、传送绞轮(5)、传送小车(6)、支撑臂(7)、升降电机(8)及举升油缸(10)，所述一对传送绞轮(5)布置在所述轨道(3)的两端，两传送绞轮(5)之间缠绕有传送拉索(9)，该拉索(9)同时连接到所述传送小车(6)的动力轴上；所述支撑臂(7)一端铰接在所述传送小车(6)上，另一端上设置有滑行从动轮(11)，所述支撑臂(7)由一对平行设置的支撑杆(7a)及伸缩杆(7b)组成，所述支撑杆(7a)中空且两支撑杆(7a)相对的内侧开有导向槽(7c)，所述伸缩杆(7b)套装在所述支撑杆(7a)内，两伸缩杆(7b)之间后端固定有横截面为“L”形的提升板(12)，前端设置有支撑件(7h)，所述支撑杆(7a)两端设置有提升绞轮(7d)，两提升绞轮(7d)之间缠绕有提升拉索(7e)，该拉索(7e)同时连接到所述提升板(12)上；所述举升油缸(10)一端与所述传送小车(6)铰接，另一端与所述支撑杆(7a)铰接。
2. 根据权利要求1所述的一种石油钻探用钻管上下钻台的输送机构，其特征在于靠 近所述滑行从动轮(11) 一端的所述支撑杆(7a)上设置有提升定位轮(7f)。
3. 根据权利要求1或2所述的一种石油钻探用钻管上下钻台的输送机构，其特征在于 在所述伸縮杆(7b)前端的支撑件(7h)由一对支撑锥轮(7g)组成。
4. 根据权利要求1所述的一种石油钻探用钻管上下钻台的输送机构，其特征在于所 述传送电机(4)固定设置在所述轨道(3)且传送电机(4)动力输出端与所述其中一传送绞 轮(5)的转动轴连接。
5. 根据权利要求1所述的一种石油钻探用钻管上下钻台的输送机构，其特征在于所 述升降电机(8)固定设置在所述支撑杆(7a)且升降电机(8)动力输出端与所述其中一提 升绞轮(7d)的转动轴连接。
6. 根据权利要求1所述的一种石油钻探用钻管上下钻台的输送机构，其特征在于在 所述横截面为"L"形的提升板(12)的其中一边中部设置有限位柱(18)。
7. —种采用如权利要求1所述的石油钻探用钻管上下钻台输送机构的输送方法，其特 征在于该方法主要包括以下步骤，(1) 、将所述排管架(1)上的钻管滚入所述轨道(3)上的传送装置(2)上，其中钻管落 入所述支撑臂(7)的两支撑杆(7a)之间并通过所述提升板(12)的一边及支撑件(7h)两 点支撑；(2) 、启动所述传送电机(4)带动所述传送拉索(9)拉动所述传送小车(6)在所述轨道(3) 上行走，此时传送小车(6)、支撑臂(7)及举升油缸(10)整体向钻台移动；(3) 、在所述传送装置(2)穿过钻台坡道(13)后控制举升油缸(10)当将所述支撑臂 (7)前端托起，前进和托起同时进行直至钻管前端穿入小鼠洞(14);(4) 、在步骤3的基础上，继续带动所述支撑臂(7)前行并通过举升油缸(10)继续举 升，此时以支撑臂(7)与传送小车(6)的铰接点及钻管与所述小鼠洞(14)的接触点两点相 对旋转，直至钻管穿过小鼠洞(14);(5) 、针对不同高度的钻机钻台及不同规格的钻杆，启动升降电机(8)带动所述提升拉 索(7e)提升或放下伸縮杆(7b)及固定在伸縮杆(7b)上的提升板(12)调整所述钻管的高 度，使钻管上端从小鼠洞露出钻台面的高度达到安放要求，在此同时通过传送电机(4)和举升油缸(10)的控制调节钻管穿出角度使其到达新老钻机不同角度规定的要求。
8.根据权利要求7所述的一种采用如权利要求1所述的石油钻探用钻管上下钻台输送 机构的输送方法，其特征在于在所述步骤5中，露出钻台面的高度过长时，通过正对小鼠 洞下方地面开的调节孔(17)，调整升降电机(8)释放提升拉索(7e)使伸縮杆(7b)及提升 板(12)竖向支撑的钻管落入调节孔(17)内降低钻管露出钻台面的高度。
全文摘要
本发明公开了一种石油钻探用钻管上下钻台的输送机构，该机构包括排管架(1)、传送装置(2)及轨道(3)，通过排管架(1)、传送装置(2)及轨道(3)的配合完成对钻管从排管位置向钻台小鼠洞的输送。本发明操作简单，通过机械一体化的设计将传统的大量人工辅助搬运工作，通过本方案将钻具高效安全的从自动排管架输送到了指定的小鼠洞位置，同时钻管从小鼠洞取用回收时采用上述机构按上述方法步骤反向操作完成即可。
文档编号E21B19/14GK101787860SQ20101012116
公开日2010年7月28日 申请日期2010年1月27日 优先权日2010年1月27日
发明者刘春全, 李斌, 李阳, 梁俊萍, 邓艳, 黄可唯 申请人:成都世唯科技有限公司