[发明专利]一种高效作业钻机及方法

权利要求书

1.一种高效作业钻机，包括底座、安装在底座上的井架、铁钻工（5）和管具转运装置（7），其特征在于，还包括，

安装在底座上的钻台机械手（6）；

安装在井架（2）上的顶驱（8）、多功能机械手（9）和动力指梁（10）；

安装在所述顶驱（8）上的吊具（8-1）；

安装在地面的翻转机械手（11）和用于放置钻杆的地面管具储运装置（13），其中，

所述顶驱（8）配置为能够沿水平方向运动从而离开井口位置，且所述顶驱还能够沿竖直方向运动；

所述多功能机械手（9）配置为用于扶持/夹持立根的上部，并带动立根运动；所述多功能机械手（9）包括钳头（9-6）和带动所述钳头（9-6）运动的传动机构，所述钳头（9-6）配置为用于夹持/扶持立根的上部，所述多功能机械手（9）还包括滑移机构（9-1）和滑移轨道（9-7），滑移导轨（9-7）安装在井架大腿（2-1）正面或侧面，滑移机构（9-1）可沿滑移导轨（9-7）竖直上下移动；

所述底座上表面与动力指梁（10）垂直对应的区域设置有立根盒区；

所述钻台机械手（6）配置为用于夹持/扶持立根的下部，并与所述多功能机械手（9）配合带动立根在井口位置和立根盒区之间运动；

所述多功能机械手（9）和所述钻台机械手（6）之一对立根进行夹持，而另一个对该立根扶持。

2.根据权利要求1所述的高效作业钻机，其特征在于，所述吊具（8-1）包括安装在顶驱上的吊卡，或与顶驱集成一体的吊装部件。

3.根据权利要求1所述的高效作业钻机，其特征在于，在井架（2）上安装有顶驱导轨（8-4），所述顶驱（8）能够沿所述顶驱导轨（8-4）上下移动，在所述顶驱（8）上安装有用于驱动顶驱沿水平方向运动的水平伸缩机构（8-3）；在所述钻机上还安装有丝扣油涂抹装置。

4.根据权利要求1所述的高效作业钻机，其特征在于，底座（1）上靠近翻转机械手（11）的边缘开有缺口，该缺口沿竖直方向贯穿整个底座上层平台。

5.根据权利要求4所述的高效作业钻机，其特征在于，所述钻台机械手（6）的运行轨道布置在所述缺口两边或一边，所述钻台机械手（6）能够沿所述运行轨道行走。

6.一种使用权利要求1-5之一所述钻机的起钻方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：将顶驱水平移动至井口位置，用吊具提井口立柱上行；

第二步：顶驱到达高位后，关闭动力卡瓦，立柱坐在卡瓦上；

第三步：立根上部由吊具配合，铁钻工伸出至井口卸扣，完成卸扣后，多功能机械手和钻台机械手伸至井口，多功能机械手夹持/扶持立根上部，钻台机械手扶持/夹持立根下部，吊具脱开立柱；

第四步：多功能机械手和钻台机械手同步缩回、旋转、行走，移运立根至立根盒区，将立根放至立根盒区，移运过程中立根保持竖直，然后多功能机械手和钻台机械手同步行走、旋转、伸出至井口附近，等待抓取下一立根；

在上述第四步中，顶驱平移离开井口，并下行。

7.根据权利要求6所述的起钻方法，其特征在于，包括以下步骤：

在第四步完成后，需要起钻下一根立根的情况下，在重复第一步时，所述第四步还能够与第一步和/或第二步的步骤同步进行。

8.一种使用权利要求3所述钻机的下钻方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：由钻台机械手和多功能机械手之一夹持立根，而另一个扶持立根,将立根移运至井口位置，移运过程中立根保持竖直，并且在移运立根过程中使用丝扣油涂抹装置涂抹丝扣油；

第二步：多功能机械手和钻台机械手将立根放置在下方立柱的顶端，吊具提立根，多功能机械手和钻台机械手松开；

第三步：铁钻工伸出至井口上扣，完成后铁钻工复位，钻台机械手和二层台排管机移动至立根盒区为第一步做准备；

第四步：吊具将立柱下放，下放到低位后，动力卡瓦关闭，吊具打开，顶驱平移让出井口位置上行；

在继续下钻时，从第一步开始重复，且在执行第四步时，第四步可与第一、第二步同步执行。