[发明专利]一种轨道式铁钻工

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井及修井设备，尤其是一种轨道式铁钻工。

背景技术

在石油油井的钻探过程和维修过程中，用来完成钻具的上扣和卸扣的工具通常包括液压大钳和伸缩臂式铁钻工。实际中常用的上卸扣工具是液压大钳，但液压大钳的自动化程度低，操作者劳动强度大；后开发出自动化程度高的伸缩臂式铁钻工，可减轻劳动者的强度，但因臂长的限制，工作距离有限。

本申请人已获授权的中国专利文献CN 202689976 U公开了一种悬臂式铁钻工，包括：立柱基座；伸缩臂，其一端从立柱基座伸出；上卸扣钳，安装在伸缩臂的另一端；旋扣钳，安装在上卸扣钳上方；钳口定心机构，固结于上卸扣钳下方；伸缩臂包括：后臂，从立柱基座伸出，由后臂油缸驱动；前臂，通过中间架与后臂连接，由前臂油缸驱动。该申请克服了现有技术中自动化程度低的缺陷，具有如下突出优点：一、伸缩臂设置前臂和后臂，其中前臂由前臂油缸驱动，后臂由后臂油缸驱动，使得上卸扣钳、旋扣钳的位置调整更加灵活；二、立柱基座具有带动伸缩臂升降的升降机构，从而能够对操作的高度位置进行准确定位，另外还具有带动伸缩臂旋转的转动机构，使得设备本身可以进行回转，例如可以回转±180°；三、上卸扣钳在上扣或卸扣时可以实现大转动角操作，例如转动角度可以达到60°，是目前同类设备的两倍；四、旋扣钳在旋扣时具有行程补偿功能，旋扣结束时的钳体复位功能，以及卸扣时的可靠脱扣功能。

上述申请在实际使用过程中取得了良好的效果，相比现有技术取得了显著的进步，但在实际操作中，仍然遇到了一些问题，具体包括以下方面：

一、原方案为悬臂式铁钻工，工作范围受到悬臂长度的限制；

二、旋扣钳设置了垂直方向的位移补偿机构，用于补偿旋扣装置在竖直方向的位移，但没有补偿水平位移的装置，当管件在垂直方向有倾斜角度时，该倾斜角度会引起管件位置与夹钳中心在水平方向上的偏差，致使夹紧效果减损；

三、未设置清洗装置，需借助外部设备对待对接的丝扣进行清理，延长了作业时间，自动化程度受到影响；

四、未设置泥浆防喷装置，完成卸扣后，需铁钻工先退出，然后再借助外部设备来收集在高压作用下喷射的泥浆，这使得作业时间延长，并且铁钻工需退出到初始位置后，泥浆防喷盒装置才能进入，这使得井口周围的安全空间也被压缩。

对于第一方面的问题，中国专利文献CN 102287150A公开了一种集升降车、钳头架、主背钳、导轨于一体的落地有轨式高度集成智能铁钻工。由升降车、钳头架、导轨组成的升降车在导轨上移动，钳头架上部挂接在升降车上，并在下部通过卸扣与升降车实现连接，升降车由左右两侧架与横梁组成，左右两侧架分别安装在两个导轨上，升降车通过升降车液压马达带动传动齿轮转动，以实现在导轨上移动。本发明可实现大扭矩，宽范围管径旋冲扣装置的应用，适用于所有尺寸组钻杆的上卸扣。集升降车，钳头架，主背钳，导轨于一体，使得整个设备重量大大降低，工作效率提高。本发明自动化程度较高，可实现工作过程的全程自动化作业，一个工人即可完成整个现场旋冲扣操作。但该申请的升降车结构轻便，不适用于重载的场合。

对于第二方面的问题，本申请人已获授权的中国专利文献CN 202689976 U公开了一种悬臂式铁钻工，包括旋扣钳，第二框架；旋扣装置，架设在所述第二框架上，所述旋扣装置包括由第二液压马达驱动的第二滚轮，所述第二滚轮表面具有纹路，所述第二滚轮夹紧管件转动；夹紧机构，架设在所述第二框架上，所述夹紧机构连接到所述旋扣装置，所述夹紧机构推动所述旋扣装置沿所述第二框架平移；直线位移补偿机构，所述第二框架浮于所述直线位移补偿机构上，所述直线位移补偿机构补偿所述第二框架在竖直方向上的位移。该申请的旋扣钳在旋扣时具有行程补偿功能，旋扣结束时钳体有复位功能，卸扣时具有可靠脱扣功能，但当上部管件在垂直方向有倾斜角度时，该倾斜角度会引起管件位置与夹钳中心在水平方向上的偏差，而该旋扣钳无法补偿该水平偏差。