[发明专利]一种应用于开采油田的钻杆自动排放系统

说明书

技术领域

本发明涉及钻杆自动排放系统，尤其是一种应用于开采油田的钻杆自动排放系统。

背景技术

油田是单一地质构造(或地层)因素控制下的、同一产油气面积内的油气藏总和。一个油气田可能有一个或多个油气藏。在同一面积内主要为油藏的称油田，主要为气藏的称气田。按控制产油气面积内的地质因素，将油气田分为3类：①构造型油气田。指产油气面积受单一的构造因素控制，如褶皱和断层。②地层型油气田，区域背斜或单斜构造背景上由地层因素控制(如地层的不整合、尖灭和岩性变化等)的含油面积。③复合型油气田。产油气面积内不受单一的构造或地层因素控制，而受多种地质因素控制的油气田。在油田开采中抽油机为常见的机具设备。

钻杆排放系统，又称为自动排管机、二层台机械手，是海洋钻井平台钻井船上重要的井口机械化设备之一。在钻井起下钻作业过程中,该系统承担对管状类钻具(钻杆、钻铤、套管等)进行夹持、提升、下放、平移和回转等操作,并结合液控、气控、电控和微机控制，实现钻具在井口与排放架之间的移运、定位、排放、储运等作业流程。同时，通过控制区的监控系统，可实时显示和记录作业工序、设备的工作状况以及钻具的档案资料,实现对钻具的科学化和系统化管理。

因海洋钻井平台钻井船的特殊和恶劣作业环境限制,也由于国家和行业内的相关法律法规对作业人员的要求,使得海洋钻机对钻杆自动排放系统的需求量呈现出逐年上升的趋势。

目前广泛使用的钻杆自动排放系统，不仅结构复杂，操作困难，而且常出现对钻杆夹持、提升、下方、平移和回转不到位的情况，易发生故障。影响工作效率，且存在巨大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于开采油田的钻杆自动排放系统，增加钻杆存放装置，钻杆可稳定的放置于存放装置内，故能够及时投入使用，简化了钻杆自动排放的过程。引入抓取部件抓取在存放装置内的钻杆，通过上下升降实现，抓取效果良好，可避免钻杆脱落。同时，借助水平气缸实现对抓取部件的水平移动。本发明结构简单，制造成本低，在实际使用中十分稳定。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种应用于开采油田的钻杆自动排放系统，包括钻杆、自动排放系统及底座，底座上安装有支架，其特征在于：自动排放系统包括钻杆抓取机构，水平气缸及钻杆承载转盘，钻杆承载转盘上设有安装孔，安装孔与钻杆相匹配，安装孔内均匀设有伸缩凸起，伸缩凸起作用于钻杆；钻杆上设有红外发射器，伸缩凸起上设有红外传感器，红外发射器与红外传感器相匹配；钻杆承载转盘的下端连接有驱动箱体，驱动箱体连接底座，驱动箱体内安装有电机，电机上连接有蜗杆，蜗杆上连接有蜗轮，蜗杆与蜗轮相匹配，蜗轮上连接有转轴，转轴的另一端连接钻杆承载转盘；水平气缸安装于支架的上端；钻杆抓取机构连接于水平气缸，钻杆抓取机构包括升降电机、线性模组及钻杆抓取头，升降电机安装于钻杆抓取机构的上端，升降电机的下端连接有联轴器，联轴器的下端连接有线性模组，线性模组的背面连接有线性模组连接块，线性模组连接块连接水平气缸，线性模组的正面连接有线性模组滑块，线性模组滑块连接钻杆抓取头，钻杆抓取头与钻杆相匹配，钻杆抓取头内安装有抓取气缸，抓取气缸上连接有夹爪，夹爪作用于钻杆。钻杆承载转盘用于存放钻杆，存放中的钻杆可及时投入使用，为开采油田作业节省时间，提高工作效率，加快工作进度；钻杆具体存放于安装孔内，安装孔借助伸缩凸起实现对钻杆的固定，伸缩凸起可伸缩，在确保钻杆稳定性同时方便存取钻杆，结构简单，实用性强。伸缩凸起的伸缩动作由红外发射器与红外传感器控制：当钻杆接近伸缩凸起时，控制红外发射器发射红外线，红外传感器接收红外线信号，进而控制伸缩凸起收缩，钻杆进入安装孔内，然后关闭红外发射器，伸缩凸起伸出并以强有力的力抵住钻杆，使钻杆获得优异的稳定性；当钻杆要抽离安装孔时，红外发射器再次发射红外线，伸缩凸起收缩，钻杆脱离安装孔。且钻杆承载转盘可旋转，通过电机、蜗杆及蜗轮实现，在旋转间实现将指定的钻杆放置于可被抓取的位置，故可根据实际要求选择匹配的钻杆投入作业，灵活性及实用性强。升降电机控制线性模组滑块上下滑动，从而带动钻杆抓取头上下移动，在抓取钻杆时，将钻杆抓取头下降至指定位置方能完成对钻杆的抓取。钻杆抓取头借助抓取气缸与夹爪实现对钻杆的抓取，抓取气缸控制夹爪在水平方向上移动，当夹爪相互收缩时，能够牢牢夹住钻杆，抓取效果极佳，可避免钻杆在移动或工作时发生脱落。线性模组连接块与水平气缸相互配合，实现钻杆抓取机构水平移动，结构简单，实用性强。