[发明专利]一种钻机

说明书

本发明涉及石油钻采设备领域，具体涉及一种钻机，其包括井架、井架底座、提升系统和钻台铁钻工，提升系统与井架相连，钻台铁钻工与井架相连，该钻机还包括管具处理系统；管具处理系统包括双臂机器人，双臂机械人包括立柱包括立柱和两个机械手，其中一个所述机械手与所述立柱一侧相连，另一个所述机械手与所述立柱另一侧相连；所述机械手包括用于夹持管具的夹持装置，两个所述机械手上的夹持装置被允许具有不同的运动速度。使用本发明提供的钻机可以直接从管具堆放场地取管并调整管具姿态，或将管具放置到管具堆放场地，取放过程效率高，也无需在井架上设置立根盒，有利于减轻井架的载荷。

技术领域

本发明涉及一种石油钻采设备，特别是一种钻机。

背景技术

在石油天然气钻井系统中，包括陆地钻机和海洋钻机，为了提高其工作效率，特别是为了提高起下钻作业的工作效率，通常会在井架内或外设置钻杆立柱临时储存区域，也就是立根盒区域。钻杆被两根、三根或四根连接在一起形成立根，竖直排放到立根盒区域内。

为实现上述目的，钻井系统需配置立根盒、排管机、接立根机械手、鼠洞、猫道等诸多设备。这些设备协同作业将通过锚定单根钻杆水平移运到转台，接立根机械手将单根钻杆从水平姿态调整到竖直姿态，并在鼠洞的配合下将单根钻杆连接成立根，并交由排管机排放在立根盒，等井口需要下放立根时，排管机将目标立根从立根盒中取出，并移送至井口，交给顶驱。

可见立根盒作为立根零存储装置，是提高工作效率的关键设备之一。立根盒需要有足够大容量来储存所有钻井深度的钻杆，所以立根盒需要有足够的大结构尺寸、结构强度、刚度满足其工作需要。同时，立根盒安装在井架中上部，增加了井架整体的重心高度，且需局部加强来满足连接可靠性。当立根盒内存满立根时，井架的立根载荷将大大增加；满立根情况还大大增加了风载的迎风面积，增大了风对井架作用力，同时钻台立根盒区域也需足够结构强度来支撑所有立根的重量。当突发紧急情况时，还需要及时将全部立根从立根盒里取出，拆卸成单根放置在管具堆场。这将造成巨大的工作量，而且造成大量工作效率的浪费。

同时要实现上述目的，还需要设置排管机、接立根机械手、鼠洞、猫道等设备进行协同工作，这些设备也是钻井系统重要成本组成之一。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术中，需要在井架上放置临时立根盒所存在的井架载荷大、突发紧急情况时取出立根盒造成大量工作效率浪费、接立根所需设备多的问题，提供一种钻机。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种钻机，包括井架、井架底座、提升系统和钻台铁钻工，提升系统与井架相连，钻台铁钻工与所述井架底座顶部相连，还包括管具处理系统；管具处理系统包括双臂机器人，双臂机械人包括立柱和两个机械手，其中一个所述机械手与所述立柱一侧相连，另一个所述机械手与所述立柱另一侧相连；所述机械手包括用于夹持管具的夹持装置，两个所述机械手上的夹持装置被允许具有不同的运动速度。即：在两个机械手夹持住管具后，两个夹持装置可以通过不同的运动速度调整管具的姿态。使用本发明提供的钻机下放管具时，双臂机器人的两个机械手从管具堆放现场取管，然后通过两个机械手上的夹持装置的不同运动速度调整管具的姿态，便于实现下管。采用上述钻机，双臂机器人可以直接从管具堆放现场取管并调节管具的姿态，从而无需在井架上设置管具的临时堆放点，有利于减小井架的载荷，同时能够极大地精简接管设备，进一步减小井架的载荷。

作为本发明的优选方案，机械手还包括机械臂，机械臂一端用于与立柱可滑动相连，机械臂另一端与夹持装置相连，两个机械手上的机械臂被允许具有不同的滑动速度，机械臂包括六自由度串联机械臂。六自由度串联机械臂的技术成熟、可靠性高，且具备足够多的自由度，能够满足管具姿态变化的需要。

作为本发明的优选方案，夹持装置包括接头、夹持架、第一夹持部和第二夹持部；夹持架一端与接头相连，夹持架另一端与第一夹持部和第二夹持部转动相连；第一夹持部和第二夹持部相对设置，第一夹持部与第二夹持部之间形成一个可开合的夹持空间。