[实用新型]石油钻机自动化系统

说明书

技术领域

本实用新型专利涉及一种石油、天然气钻井用钻机，特别是一种安全高效、工人劳动强度低的钻机自动化系统。

背景技术

近年来，钻机自动化技术不断进步。随着世界各油田公司对HSE的日益重视，要求钻机自动化技术以及高效率、高安全性能、工人劳动强度低，已经成为当前石油钻井机械发展的一个主要关注方向。

目前，石油钻机自动化设计取得了一定成果，但还不能满足钻机自动化的要求，需要一种自动化程度高的石油钻机。国内外各油田公司都在积极研究、开发自己的钻机自动化装置。

然而，国内外钻机自动化尚未形成，钻机的自动化配置较差。一些生产公司只是开展了局部自动化装置的研究，未形成钻机自动化系统，只是配置了单一或几个自动化装置，未形成钻机自动化系统，未有效发挥出钻机自动化装备应有的优势。有些生产钻机公司未能根据钻机的型号及钻井施工的需要，配备不同类型的钻机自动化系统，导致钻机自动化配置后，钻机施工过程中，自动化系统功能过盈或不足。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种石油钻机自动化系统，能在石油钻井施工中，有效地实施自动化钻进。克服国内外钻机的自动化系统配置中存在的未能有效发挥出钻机自动化装应有的优势，导致钻机自动化配置后的不足。

本实用新型目的是这样实现的：石油钻机自动化系统，包括钻机、顶驱装置、二层台管柱自动排放装置、铁钻工、动力卡瓦、不间断循环钻井系统、动力猫道和自动送钻装置。其特征在于：在钻机井架游动滑车下部连接有顶驱装置。顶驱装置能提升、下方钻具，当起下钻柱过程遇阻遇卡时，能迅速与立根为单元的钻具连接，及时旋转钻具并循环泥浆，正划眼或倒划眼作业，化解井下的卡钻危险。

在钻机井架二层平台上固定有二层台管柱自动排放装置。用于自动排放起钻后的钻具管柱。

在钻井平台上固定有铁钻工或不间断循环钻井系统。铁钻工是实现钻具拧紧、旋松和上卸扣的自动化装置。铁钻工包括导轨式铁钻工和悬挂式铁钻工。轨式铁钻工有IR170、IR2000、IR3080、AR4500、AR5000型；悬挂式铁钻工有ST80型，安装过程中无需铺设专用的轨道，不占用钻井平台面积。不间断循环钻井系统能够实现铁钻工的上卸扣功能，并实现钻进过程中不间断循环钻井液，降低复杂井的事故发生率。

在钻机转盘上固定有动力卡瓦。动力卡瓦通过铰接安装在转盘大方瓦孔内。利用气缸或液缸驱动动力卡瓦，实现钻井过程中钻柱在转盘上卡紧。

在钻井平台的正前方固定有动力猫道。动力猫道能实现钻具在井场管排架和钻台之间的自动传送，能减少工人受意外伤害、减少钻具损伤。

在钻井平台上固定有自动送钻装置，实现钻进过程中自动送钻，能获得稳定的钻压，明显提高钻速。

根据钻机的型号及钻井工程和施工的需要，不同钻机自动化单元有机结合组成不同类型的钻机自动化系统，实现钻机自动化配置的最优化。

本实用新型的有益效果是：石油钻机自动化系统，能够大大优化钻机自动化配置，最大限度地发挥钻机自动化配置的优势。克服国内外钻机的自动化系统配置中存在的未能有效发挥出钻机自动化装应有的优势，导致钻机自动化配置后的不足。

附图说明

图1是石油钻机自动化系统的结构示意图。

图中，1.顶驱装置，2.二层台管柱自动排放装置，3.铁钻工，4.动力卡瓦，5.不间断循环钻井系统，6.动力猫道，7.自动送钻装置。

具体实施方式

实施例1：

参阅图1。本实用新型石油钻机自动化系统，包括钻机、顶驱装置1、二层台管柱自动排放装置2、铁钻工3、动力卡瓦4、动力猫道6和自动送钻装置7。在钻机井架游动滑车下部连接有一台顶驱装置1。顶驱装置1采用中国石油钻井工程技术研究院和北京石油机械厂生产的交流变频顶驱装置。在钻机井架二层平台上固定有一台二层台管柱自动排放装置2，采用的是美国NOV公司生产的二层台管柱自动排放装置2。在钻井平台上固定有一台铁钻工3。铁钻工3是悬挂式铁钻工，铁钻工3的型号是ST80型，美国NOV公司生产。在钻机转盘上固定有一套动力卡瓦4，采用的是荆州市现代石油科技发展有限公司生产的XDQW-175-5多功能钻杆气动卡瓦。在钻井平台的正前方固定有一套PowerCat 4000型动力猫道6。在钻井平台上固定有一套DBAD-I型自动送钻装置7。

石油钻机自动化系统施工作业过程如下：

(1)下钻过程：

1)正常钻进过程中的钻具连接