海洋鉆井平臺自動貓道裝置制造方法
【專利摘要】一種海洋鉆井平臺用自動貓道裝置，包括支架及PLC控制系統(tǒng)，該支架上滑動安裝貓道機(jī)本體，該貓道機(jī)本體由安裝在其底部的貓道機(jī)本體驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動，進(jìn)給機(jī)構(gòu)與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)配套安裝在所述貓道機(jī)本體上的V形槽處，梭車安裝在所述貓道機(jī)本體的一端，該貓道機(jī)本體的另一端安裝舉升機(jī)構(gòu)；所述梭車由梭車驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動；所述貓道機(jī)本體驅(qū)動機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、舉升機(jī)構(gòu)及梭車驅(qū)動機(jī)構(gòu)均通過信號傳感器與所述PLC控制系統(tǒng)信號連接。本實(shí)用新型可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)，可以在多種海洋鉆井平臺（如:固定式、自升式、半潛式鉆井平臺）上使用，是海洋鉆井平臺理想的自動化管具傳送設(shè)備。
【專利說明】海洋鉆井平臺自動貓道裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種海洋鉆井平臺自動貓道裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋鉆井平臺自動貓道裝置是海洋鉆井平臺一鉆井船重要的井口機(jī)械化設(shè)備之一。該裝置能在鉆井作業(yè)中將管狀類鉆具(鉆桿、鉆鋌、套管等)由鉆井平臺甲板或地面鉆桿排放架自動傳送至鉆臺，在完井作業(yè)時再將管具輸送至甲板或地面排放架。代替了傳統(tǒng)的用鋼絲繩提吊和甩下鉆桿的鉆桿上、下鉆臺高危險操作，并結(jié)合液、氣、電和微機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)鉆具在鉆臺與地面之間的自動輸送、排放、儲運(yùn)等。同時，通過遠(yuǎn)程控制區(qū)的監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)時顯示和記錄作業(yè)工序、設(shè)備狀況以及對鉆具的定位和系統(tǒng)化管理。
[0003]傳統(tǒng)鉆進(jìn)過程中，當(dāng)鉆井平臺在指定位置開始鉆井時，需要人工將甲板鉆桿排放架上的鉆桿水平移至貓道，鉆臺上的小絞車下放鋼絲繩，利用索具等工具將鉆桿沿坡道拉上鉆臺。當(dāng)鉆完一口井后，又需要將立根從鉆柱上逐根取下，利用小絞車掛住立根頂端將立根甩下，然后水平移至甲板的鉆柱排放架上。傳統(tǒng)的操作方式需要工作人員與鉆柱直接接觸，在起、下鉆過程中需要司鉆、鉆工、井架工等人的密切配合，稍有不慎便可能造成事故，且工作強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。
[0004]自動貓道裝置是自動化鉆井的重要組成部分，改變了傳統(tǒng)的用人工提升卡瓦和鋼絲繩的操作方式；利用信息技術(shù)和智能控制系統(tǒng)改變了現(xiàn)有的管具處理系統(tǒng)，可減少操作工人數(shù)；在鉆井作業(yè)的同時，遠(yuǎn)程控制自動傳送和排放鉆桿等操作可大大節(jié)省鉆井時間。自動貓道裝置正在成為海洋平臺深水鉆井設(shè)備設(shè)計的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是其中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備，是整個自動化鉆井系統(tǒng)的重要一環(huán)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型提供一種針對海洋鉆井平臺管具移運(yùn)操作的特殊要求，既要滿足海洋鉆井平臺的管具外徑、重量變化大，又要結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、操控性較高的自動貓道裝置。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0007]一種海洋鉆井平臺自動貓道裝置，包括支架及PLC控制系統(tǒng)，該支架上滑動安裝貓道機(jī)本體，該貓道機(jī)本體由安裝在其底部的貓道機(jī)本體驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動，進(jìn)給機(jī)構(gòu)與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)配套安裝在所述貓道機(jī)本體上的V形槽處，梭車安裝在所述貓道機(jī)本體的一端，該貓道機(jī)本體的另一端安裝舉升機(jī)構(gòu)；所述梭車由梭車驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動；所述貓道機(jī)本體驅(qū)動機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、舉升機(jī)構(gòu)及梭車驅(qū)動機(jī)構(gòu)均與所述PLC控制系統(tǒng)連接。
[0008]所述貓道機(jī)本體4上安裝扶正機(jī)構(gòu)7，該扶正機(jī)構(gòu)7與所述PLC控制系統(tǒng)連接。
[0009]本實(shí)用新型的特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)新穎，采用全液壓驅(qū)動使操作方便，功能齊全，工作效率較高，適應(yīng)輸送多種管徑管具如:鉆桿、鉆鋌、套管和其他相關(guān)管具，并且可以一次傳送多根鉆桿；尤其針對海洋鉆井平臺對空間要求的限制，較好地解決了此問題。本實(shí)用新型可以在多種海洋鉆井平臺，如:固定式、自升式、半潛式鉆井平臺上使用?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型主視圖；
[0011]圖2為圖1的俯視圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型翻轉(zhuǎn)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)示意圖
[0013]圖4為本實(shí)用新型舉升機(jī)構(gòu)示意圖
[0014]4a一初始位置 4b—頂升位置
[0015]圖5為本實(shí)用新型扶正機(jī)構(gòu)示意圖
[0016]5a—初始位置5b—套管提升 5c—套管對中 5d—扶正輥旋轉(zhuǎn)豎直
[0017]圖6為本實(shí)用新型進(jìn)給機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖
[0018]圖7為本實(shí)用新型翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖
[0019]圖中:I一梭車驅(qū)動機(jī)構(gòu)2—梭車3—進(jìn)給機(jī)構(gòu)4一貓道機(jī)本體；
[0020]5一貓道機(jī)本體驅(qū)動機(jī)構(gòu)6—滾輪 7—扶正機(jī)構(gòu) 8一舉升機(jī)構(gòu)；
[0021]9一支架 10—導(dǎo)軌11一番羽轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 12—走臺 13—欄桿；
[0022]14一齒條15—鉆桿16—舉升架 17—舉升液缸18—連接支架；
[0023]19一扶正輥20—下臂21 — II號液缸22 — I號液缸23—上臂；
[0024]24—擺動液缸 25—套管26—齒輪27—液壓馬達(dá)28—銷軸；
[0025]29—進(jìn)給支架 30—進(jìn)給液壓缸31—雙耳座32—雙耳座33—翻轉(zhuǎn)液壓缸34—翻轉(zhuǎn)支架 35—銷軸。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0027]如圖1、圖2所示，一種海洋鉆井平臺自動貓道裝置，包括支架及PLC控制系統(tǒng)，該支架9上滑動安裝貓道機(jī)本體4，該貓道機(jī)本體4由安裝在其底部的貓道機(jī)本體驅(qū)動機(jī)構(gòu)5驅(qū)動，進(jìn)給機(jī)構(gòu)3與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11配套安裝在所述貓道機(jī)本體4上的V形槽處，梭車2安裝在所述貓道機(jī)本體4的一端，該貓道機(jī)本體4的另一端安裝舉升機(jī)構(gòu)8 ;該舉升機(jī)構(gòu)8處的貓道機(jī)本體4上安裝扶正機(jī)構(gòu)7 ;所述梭車2由梭車驅(qū)動機(jī)構(gòu)I驅(qū)動；所述貓道機(jī)本體驅(qū)動機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)3、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11、舉升機(jī)構(gòu)8、梭車驅(qū)動機(jī)構(gòu)I及扶正機(jī)構(gòu)7均通過信號傳感器與所述PLC控制系統(tǒng)信號連接而控制其運(yùn)動動作，通過智能儀表對自動貓道裝置的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，并通過總線將信號傳送至可編程序處理器PLC上，PLC按照事先編好的程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行處理和運(yùn)算，最后由輸出控制信號來控制自動貓道的動作過程，同時還可實(shí)現(xiàn)向上位機(jī)傳送數(shù)據(jù)信息，上位機(jī)也可通過接入總線實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)過程的監(jiān)視和控制。
[0028]本實(shí)用新型工作時，自動貓道裝置返回至遠(yuǎn)離鉆臺位置，由關(guān)節(jié)吊將甲板上的鉆桿依次放入自動貓道裝置的存放區(qū)內(nèi)。
[0029]所述支架9用型鋼焊接，上面安裝有走臺12、欄桿13、導(dǎo)軌10，支架9的高度等于鉆臺高度，將其一端通過銷軸與鉆臺鉸接，支架9底座通過高強(qiáng)度螺栓固定于甲板上。
[0030]如圖3所示,貓道機(jī)本體驅(qū)動機(jī)構(gòu)5包括液馬達(dá)27,該液馬達(dá)27輸出端安裝齒輪26，該齒輪26與安裝于支架9上的齒條14嚙合，貓道機(jī)本體4底部安裝的滑輪6沿導(dǎo)軌帶動貓道機(jī)本體4往復(fù)運(yùn)動，以實(shí)現(xiàn)鉆桿15在甲板區(qū)域到鉆臺區(qū)域的往返移送。滾輪6的設(shè)置可減少摩擦，提高效率。
[0031]安裝在所述貓道機(jī)本體4 一端的梭車2由梭車驅(qū)動機(jī)構(gòu)I驅(qū)動，該梭車驅(qū)動機(jī)構(gòu)I包括液壓馬達(dá)，鏈輪、鏈條、導(dǎo)向滑塊等組成。液壓馬達(dá)驅(qū)動傳動比為1:1的鏈傳動。導(dǎo)向滑塊與從動側(cè)鏈條固聯(lián)在一起，梭車2與導(dǎo)向滑塊固聯(lián)在一起并安裝在導(dǎo)向槽內(nèi)，導(dǎo)向滑塊只能沿自動貓道裝置縱向直線移動，進(jìn)而帶動梭車2沿V型槽移動。改變液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)向可實(shí)現(xiàn)梭車2相對自動貓道裝置上的V型槽往返移動，當(dāng)鉆桿15被自動貓道裝置傳送到鉆臺前時，貓道機(jī)本體4停車，需用梭車2將V形槽內(nèi)的鉆桿15前端推進(jìn)鉆臺內(nèi)，然后鉆桿15前端被自動貓道裝置前端的舉升機(jī)構(gòu)8頂起，以便后續(xù)工序操作。
[0032]如圖3、圖6所示，進(jìn)給機(jī)構(gòu)3包括進(jìn)給支架29和液壓缸30 ;該進(jìn)給支架29 —端與進(jìn)給液壓缸30鉸接，另一端通過銷軸28與貓道機(jī)本體4鉸接；該進(jìn)給液壓缸30的另一端與固定在貓道機(jī)本體4上的雙耳座31鉸接。
[0033]如圖3、圖7所示，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11包括翻轉(zhuǎn)支架34、翻轉(zhuǎn)液壓缸33 ;該翻轉(zhuǎn)支架34中部與翻轉(zhuǎn)液壓缸33鉸接，另一端與貓道機(jī)本體4通過銷軸35鉸接；該翻轉(zhuǎn)液壓缸(33)的另一端與固定在貓道機(jī)本體(4)上的雙耳座32鉸接。
[0034]自動貓道裝置在其鉆桿存放區(qū)設(shè)有4個尺寸形狀完全相同的進(jìn)給機(jī)構(gòu)3和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11，且其進(jìn)給支架29和翻轉(zhuǎn)支架34相接觸。自動貓道裝置可一次傳送多根鉆桿15，具體傳送過程為:當(dāng)移送鉆桿15上鉆臺時，須用進(jìn)給機(jī)構(gòu)3與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11配合將鉆桿15逐根送入V形槽。首先翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11液壓缸33伸出，使翻轉(zhuǎn)支架34的擋板降低，隨后進(jìn)給機(jī)構(gòu)3的液壓缸30伸出，推動進(jìn)給支架29使鉆桿15緩慢滾入翻轉(zhuǎn)支架34，然后翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11液壓缸33收回，翻轉(zhuǎn)支架34帶動鉆桿15進(jìn)入V形槽，同時進(jìn)給機(jī)構(gòu)3液壓缸30收回，進(jìn)給機(jī)構(gòu)3回到初始位置。而反向操作時，可將V形槽內(nèi)的鉆桿翻轉(zhuǎn)至鉆桿存放區(qū)。
[0035]如圖4a、4b所示，所述舉升機(jī)構(gòu)8包括舉升架16，該舉升架16轉(zhuǎn)動安裝在貓道機(jī)本體4上；舉升液缸17的活塞桿端鉸接所述舉升架16，另一端通過連接支架18與貓道機(jī)本體4連接。舉升過程如下:舉升機(jī)構(gòu)8的舉升架16通過可轉(zhuǎn)動支座安裝在貓道機(jī)本體4上，舉升液缸17通過連接支架18與貓道機(jī)本體4連接，活塞桿與舉升架16連接。舉升架(6初始為水平位置，當(dāng)梭車2推動V形槽內(nèi)的鉆桿15移出后停止，舉升液缸17動作將鉆桿15 —端舉起，使鉆桿15處于傾斜狀態(tài)，便于水平/垂直轉(zhuǎn)換系統(tǒng)抓取鉆桿15并提升至鉆臺。
[0036]如圖5a、5b、5c、5d所示，所述扶正機(jī)構(gòu)包括相互轉(zhuǎn)動連接的扶正機(jī)構(gòu)上、下臂23、20 ； I號液缸22 —端連接扶正機(jī)構(gòu)上臂23,另一端連接在扶正機(jī)構(gòu)下臂20上；所述扶正機(jī)構(gòu)上臂23的前端安裝扶正輥19，該扶正輥19與擺動液缸24連接。具體扶正過程如下:當(dāng)較大管徑的套管25向鉆臺輸送時，貓道機(jī)本體4沿鉆臺面鋪設(shè)的軌道，一直運(yùn)行到井口位置，頂驅(qū)吊環(huán)直接吊起套管25。在套管25起吊時會有晃動，此時需扶正。起吊時，當(dāng)套管25快完全吊離自動貓道V形槽時，扶正機(jī)構(gòu)I號液缸22動作，使扶正機(jī)構(gòu)上臂23上升，扶正輥19貼近套管25。繼續(xù)起吊，扶正機(jī)構(gòu)II號液缸21動作，使扶正機(jī)構(gòu)下臂20上升，將套管25平穩(wěn)送往井口，起到扶正的作用。待套管25對準(zhǔn)井眼后，扶正工作結(jié)束，擺動液缸24驅(qū)動扶正輥19豎直，扶正機(jī)構(gòu)I號液缸22、扶正機(jī)構(gòu)II號液缸21依次動作，回收扶正上臂23、下臂20，擺動液缸24驅(qū)動扶正輥19水平，扶正機(jī)構(gòu)7恢復(fù)到初始工作狀態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.一種海洋鉆井平臺自動貓道裝置，包括支架及PLC控制系統(tǒng)，其特征在于:該支架(9)上滑動安裝貓道機(jī)本體(4)，該貓道機(jī)本體(4)由安裝在其底部的貓道機(jī)本體驅(qū)動機(jī)構(gòu)(5 )驅(qū)動，進(jìn)給機(jī)構(gòu)(3 )與翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(11)配套安裝在所述貓道機(jī)本體(4 )上的V形槽處，梭車(2)安裝在所述貓道機(jī)本體(4)的一端，該貓道機(jī)本體(4)的另一端安裝舉升機(jī)構(gòu)(8)；所述梭車(2)由梭車驅(qū)動機(jī)構(gòu)(I)驅(qū)動；所述貓道機(jī)本體驅(qū)動機(jī)構(gòu)(5)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)(3)、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(11 )、舉升機(jī)構(gòu)(8)及梭車驅(qū)動機(jī)構(gòu)(I)均與所述PLC控制系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋鉆井平臺自動貓道裝置，其特征在于:所述貓道機(jī)本體(4)上安裝扶正機(jī)構(gòu)(7)，該扶正機(jī)構(gòu)(7)與所述PLC控制系統(tǒng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋鉆井平臺自動貓道裝置，其特征在于:所述貓道機(jī)本體驅(qū)動機(jī)構(gòu)(5 )包括液馬達(dá)(27 )，該液馬達(dá)(27 )輸出端安裝齒輪(26 )，該齒輪(26 )與安裝于支架(9)上的齒條(14)嚙合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋鉆井平臺自動貓道裝置，其特征在于:所述梭車驅(qū)動機(jī)構(gòu)(I)包括液壓馬達(dá)、導(dǎo)向滑塊；液壓馬達(dá)通過鏈輪傳動和固定于從動鏈輪側(cè)的導(dǎo)向滑塊連接；而該導(dǎo)向滑塊和梭車(2)固接且導(dǎo)向滑塊配裝在所述支架(9)上的縱向?qū)虿蹆?nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋鉆井平臺自動貓道裝置，其特征在于:所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)(3 )包括進(jìn)給支架(29 )和液壓缸(30 );該進(jìn)給支架(29 ) 一端與進(jìn)給液壓缸(30 )鉸接，另一端與貓道機(jī)本體(4)鉸接；該進(jìn)給液壓缸(30)的另一端與固定在貓道機(jī)本體(4)上的連接件絞接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋鉆井平臺自動貓道裝置，其特征在于:所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(11)包括翻轉(zhuǎn)支架(34)、翻轉(zhuǎn)液壓缸(33);該翻轉(zhuǎn)支架(34)中部與翻轉(zhuǎn)液壓缸(33)鉸接，另一端與貓道機(jī)本體(4)鉸接；該翻轉(zhuǎn)液壓缸(33)的另一端與固定在貓道機(jī)本體(4)上的連接件鉸接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋鉆井平臺自動貓道裝置，其特征在于:所述舉升機(jī)構(gòu)(8 )包括舉升架(16 )，該舉升架(16 )轉(zhuǎn)動安裝在貓道機(jī)本體(4)上；舉升液缸(17 )的活塞桿端鉸接所述舉升架(16 )，另一端與貓道機(jī)本體(4 )連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種海洋鉆井平臺自動貓道裝置，其特征在于:所述扶正機(jī)構(gòu)包括相互轉(zhuǎn)動連接的扶正機(jī)構(gòu)上、下臂(23、20) ； I號液缸(22) —端連接扶正機(jī)構(gòu)上臂(23)，另一端連接在扶正機(jī)構(gòu)下臂(20)上；所述扶正機(jī)構(gòu)上臂(23)的前端安裝扶正輥(19)，該扶正輥(19)與擺動液缸(24)連接。
【文檔編號】E21B44/02GK203441467SQ201320469512
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月2日
【發(fā)明者】解慶, 張永紅, 陳悅軍, 焦文凱, 王維國, 解文芳, 王尚元, 欒玉偉 申請人:甘肅藍(lán)科石化高新裝備股份有限公司