钻井液循环短节灌浆用的机械手的制作方法

文档序号:43717034发布日期:2025-11-12 18:52阅读:20来源:国知局

本发明属于石油钻井设备,具体涉及钻井液循环短节灌浆用的机械手。


背景技术:

1、钻井液连续循环技术在深井、超深井、复杂地层钻井和海洋钻井方面应用效果良好,它具有保持井眼压力稳定并能控制环空回压值,保持井壁稳定和良好的井眼清洗效果,避免井壁垮塌、井漏、井喷、卡钻等各种复杂情况的发生。

2、现有的钻井液连续循环技术主要采用在管柱上安装连续循环短节方式实现,连续循环短节两端为钻杆公母接头,短节侧壁的中间位置为类似于旋塞阀的“门”式结构,正常钻井时,钻井液从顶驱中心管进入到管柱内部;接、卸管柱时,在循环短节的侧壁安装由壬接头,从钻井液管汇的钻台阀门组接根软管连接由壬接头,钻井液从循环短节侧壁进入,将“门”式结构顶开,“门”旋转90°将循环短节上部堵住,钻井液从循环短节侧壁进入管柱内部;接、卸管柱完成后将软管和由壬接头拆除,钻井液从顶驱进入到管柱,将“门”式结构顶成90°,将循环短节侧壁堵住,通过这样的过程实现钻井液的不间断循环,保持井底液位,维持井眼压力。现有结构的主要问题是安装由壬接头和软管的时间长,不能及时向井底补充钻井液,存在一定安全风险;靠人力采用工具安装由壬接头,工作量大。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供钻井液循环短节灌浆用的机械手,解决了现有技术中存在的安装工作量大,耗时长,效率低下,自动化程度低的问题。

2、本发明所采用的技术方案是,钻井液循环短节灌浆用的机械手,包括回转装置,回转装置下部固接有下安装座,回转装置上部固接有上安装座,上安装座上安装有导轨架,导轨架内部滑动连接有连接桩,还包括升降液缸,升降液缸缸筒端通过耳板与导轨架连接,升降液缸活塞杆端与连接桩固接,连接桩固接有伸缩臂,伸缩臂另一端固接有连接座,连接座上部固接有立柱,立柱套接有旋转钳,连接座下部固接有夹持灌浆装置,夹持灌浆装置的连接管线布置于伸缩臂内部,夹持灌浆装置夹持有循环短节。

3、本发明的特点还在于:

4、夹持灌浆装置包括转换短节,转换短节与连接座固接,转换短节一端固接有法兰短节,法兰短节固接有灌浆块,转换短节另一端通过耳板分别连接有夹持液缸,两个夹持液缸另一端均连接有过渡板,两个过渡板另一耳孔均连接有抱爪,抱爪夹持循环短节,灌浆块上下对称布置有固定板,两个固定板上分别设有第一通孔与第二通孔,两个第一通孔与夹持液缸缸筒端部凸出的圆柱套装,两个第二通孔与过渡板凸出的圆柱套装,转换短节由壬端固接有第一活动弯头,第一活动弯头另一端固接有第一连接管,第一连接管另一端固接有第三活动弯头,第三活动弯头另一端固接有第二连接管,第二连接管另一端固接有第二活动弯头。

5、第一活动弯头、第二活动弯头与第三活动弯头内均镶嵌有滚珠轴承,第一活动弯头、第二活动弯头与第三活动弯头均按任意角度进行旋转。

6、灌浆块内部刻有凸块,循环短节上设有连接口,凸块插入到连接口内。

7、循环短节两端均为钻杆接头,循环短节截面呈“门”型结构。

8、旋转钳包括安装壳体,安装壳体上固接有第一圆柱体与第二圆柱体,第一圆柱体上套接有第一曲柄,第二圆柱体上套接有第二曲柄,还包括双向液缸与同步板,第一曲柄一端与双向液缸活塞杆耳板铰接,第一曲柄另一端铰接有右滚子单元,第二曲柄一端与双向液缸缸筒端铰接,第二曲柄另一端铰接有左滚子单元,同步板截面呈“v”形,同步板两端分别与第一曲柄及第二曲柄对称铰接,同步板中部与安装壳体铰接。

9、左滚子单元及右滚子单元均设有两组滚子,右滚子单元的两组滚子轴头均固接有液压马达。

10、伸缩臂包括第二安装座,第二安装座与连接桩固接,第二安装座上分别铰接有第一连杆与第二连杆,第一连杆与第二连杆的另一端共同铰接有过渡连接座,过渡连接座分别铰接有第三连杆与第四连杆,第三连杆与第四连杆的另一端共同铰接有第一安装座,第一安装座与连接座固接,还包括伸出液缸,伸出液缸缸筒端通过耳板与第二连杆铰接,伸出液缸活塞杆端与第三连杆铰接。

11、回转装置包括减速器,减速器一端固接有电机,减速器另一端固接有回转减速器,回转减速器外圈与上安装座连接,回转减速器内圈与下安装座连接。

12、回转减速器外圈转动,回转减速器内圈固定。

13、本发明的有益效果是:

14、本发明提供的钻井液循环短节灌浆用的机械手,接卸管柱时,通过倒换钻井液管汇的钻台阀门组,从顶部驱动装置注入到管柱的钻井液循环断开;从钻台管汇阀门组接软管到机械手,机械手伸出到井口位置,通过高度和角度调整,灌浆块的凸块插入到循环短节的接口,灌浆块的两侧抱抓通过液缸伸出成合抱状态,形成预紧力,保证密封严实,钻井液从循环短节的侧壁注入,将内部的“门”型结构顶开旋转90°,“门”将循环短节上部封住,钻井液从下部注入,保证钻井液不间断循环,维持井底液位,保持井底压力,防止井漏、井喷、井壁垮塌等事故发生,整个过程达到自动化,提高效率,能及时接替正常钻井液循环断开产生的空挡,保证钻井作业安全。



技术特征:

1.钻井液循环短节灌浆用的机械手,其特征在于,包括回转装置(9),所述回转装置(9)下部固接有下安装座(10),所述回转装置(9)上部固接有上安装座(8),所述上安装座(8)上安装有导轨架(7),所述导轨架(7)内部滑动连接有连接桩(5),还包括升降液缸(6),所述升降液缸(6)缸筒端通过耳板与所述导轨架(7)连接,所述升降液缸(6)活塞杆端与所述连接桩(5)固接,所述连接桩(5)固接有伸缩臂(4),所述伸缩臂(4)另一端固接有连接座(3),所述连接座(3)上部固接有立柱,所述立柱套接有旋转钳(2),所述连接座(3)下部固接有夹持灌浆装置(1),所述夹持灌浆装置(1)的连接管线布置于所述伸缩臂(4)内部,所述夹持灌浆装置(1)夹持有循环短节(22)。

2.根据权利要求1所述的钻井液循环短节灌浆用的机械手,其特征在于,所述夹持灌浆装置(1)包括转换短节(17),所述转换短节(17)与所述连接座(3)固接,所述转换短节(17)一端固接有法兰短节(11),所述法兰短节(11)固接有灌浆块(16),所述转换短节(17)另一端通过耳板分别连接有夹持液缸(12),两个所述夹持液缸(12)另一端均连接有过渡板(14),两个所述过渡板(14)另一耳孔均连接有抱爪(15),所述抱爪(15)夹持所述循环短节(22),所述灌浆块(16)上下对称布置有固定板(13),两个所述固定板(13)上分别设有第一通孔与第二通孔,两个所述第一通孔与所述夹持液缸(12)缸筒端部凸出的圆柱套装,两个所述第二通孔与所述过渡板(14)凸出的圆柱套装,所述转换短节(17)由壬端固接有第一活动弯头(18),所述第一活动弯头(18)另一端固接有第一连接管(19),所述第一连接管(19)另一端固接有第三活动弯头(43),所述第三活动弯头(43)另一端固接有第二连接管(20),所述第二连接管(20)另一端固接有第二活动弯头(21)。

3.根据权利要求2所述的钻井液循环短节灌浆用的机械手,其特征在于,所述第一活动弯头(18)、第二活动弯头(21)与第三活动弯头(43)内均镶嵌有滚珠轴承,所述第一活动弯头(18)、第二活动弯头(21)与第三活动弯头(43)均按任意角度进行旋转。

4.根据权利要求3所述的钻井液循环短节灌浆用的机械手,其特征在于,所述灌浆块(16)内部刻有凸块,所述循环短节(22)上设有连接口(23),所述凸块插入到所述连接口(23)内。

5.根据权利要求4所述的钻井液循环短节灌浆用的机械手,其特征在于,所述循环短节(22)两端均为钻杆接头,所述循环短节(22)截面呈“门”型结构。

6.根据权利要求5所述的钻井液循环短节灌浆用的机械手,其特征在于,所述旋转钳(2)包括安装壳体(24),所述安装壳体(24)上固接有第一圆柱体与第二圆柱体,所述第一圆柱体上套接有第一曲柄(26),所述第二圆柱体上套接有第二曲柄(44),还包括双向液缸(25)与同步板(27),所述第一曲柄(26)一端与所述双向液缸(25)活塞杆耳板铰接,所述第一曲柄(26)另一端铰接有右滚子单元(29),所述第二曲柄(44)一端与所述双向液缸(25)缸筒端铰接,所述第二曲柄(44)另一端铰接有左滚子单元(28),所述同步板(27)截面呈“v”形,所述同步板(27)两端分别与所述第一曲柄(26)及第二曲柄(44)对称铰接,所述同步板(27)中部与所述安装壳体(24)铰接。

7.根据权利要求6所述的钻井液循环短节灌浆用的机械手,其特征在于,所述左滚子单元(28)及右滚子单元(29)均设有两组滚子,所述右滚子单元(29)的两组滚子轴头均固接有液压马达。

8.根据权利要求7所述的钻井液循环短节灌浆用的机械手,其特征在于,所述伸缩臂(4)包括第二安装座(37),所述第二安装座(37)与所述连接桩(5)固接,所述第二安装座(37)上分别铰接有第一连杆(30)与第二连杆(31),所述第一连杆(30)与第二连杆(31)的另一端共同铰接有过渡连接座(32),所述过渡连接座(32)分别铰接有第三连杆(33)与第四连杆(34),所述第三连杆(33)与第四连杆(34)的另一端共同铰接有第一安装座(36),所述第一安装座(36)与所述连接座(3)固接,还包括伸出液缸(35),所述伸出液缸(35)缸筒端通过耳板与所述第二连杆(31)铰接,所述伸出液缸(35)活塞杆端与所述第三连杆(33)铰接。

9.根据权利要求8所述的钻井液循环短节灌浆用的机械手,其特征在于,所述回转装置(9)包括减速器(38),所述减速器(38)一端固接有电机(40),所述减速器(38)另一端固接有回转减速器(39),所述回转减速器(39)外圈与所述上安装座(8)连接,所述回转减速器(39)内圈与所述下安装座(10)连接。

10.根据权利要求9所述的钻井液循环短节灌浆用的机械手,其特征在于,所述回转减速器(39)外圈转动,所述回转减速器(39)内圈固定。


技术总结
本发明公开的钻井液循环短节灌浆用的机械手,包括回转装置,回转装置下部固接有下安装座,回转装置上部固接有上安装座,上安装座上安装有导轨架,导轨架内部滑动连接有连接桩,还包括升降液缸,升降液缸缸筒端通过耳板与导轨架连接,升降液缸活塞杆端与连接桩固接,连接桩固接有伸缩臂,伸缩臂另一端固接有连接座,连接座上部固接有立柱,立柱套接有旋转钳,连接座下部固接有夹持灌浆装置,夹持灌浆装置的连接管线布置于伸缩臂内部,夹持灌浆装置夹持有循环短节。本发明的钻井液循环短节灌浆用的机械手,解决了现有技术中存在的安装工作量大,耗时长,效率低下,自动化程度低的问题。

技术研发人员:张伟,赵鹏,刘刚,马超,张帅,王兰,郭乾坤
受保护的技术使用者:中油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司
技术研发日:
技术公布日:2025/11/11
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