CN105239940A - 一种适用于海底钻机的钻杆接卸装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于海底钻机的钻杆接卸装置，将现有海底钻机上用于钻杆夹持和丝扣拧卸的动力卡盘做成一个带滑动支撑件的整体组件，其在海底钻机上的安装方式应保证其中心通孔的轴线与海底钻机钻进动力头上的主动钻杆轴线始终同轴，同时在海底钻机上增设一个升降液压油缸和一个安装方向与海底钻机钻进动力头滑道平行的滑轨架，动力卡盘整体组件可在升降液压油缸的驱动下沿滑轨架上下移动。本发明利用动力卡盘可以移动位置的优势，使得动力卡盘既可以用于拧卸钻杆的上、下丝扣，又可在钻杆上下丝扣未完全拧卸开时始终保持钻杆套在动力卡盘中心孔内、防止钻杆倾倒，同时在钻杆上下丝扣均已卸开，钻杆需要平行移位时可脱开钻杆让开位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种钻杆接卸装置，尤其是涉及一种适用于海底钻机的钻杆接卸装置。
背景技术
海底钻机是开展海洋地质及环境科学研究、进行海底资源勘探和海底工程地质勘察，获取海底准确地质资料所必备的技术手段。随着海底钻机钻深能力的不断加深，使得现有的海底钻机必须具备自动接卸钻杆功能，因此现有海底钻机上都配备有液压或机械动力卡盘以实现对钻杆的夹持和丝扣的拧卸，然而现有海底钻机上用于钻杆夹持和丝扣拧卸的动力卡盘都为固定安装式动力卡盘，即动力卡盘固定安装在海底钻机上的某个位置，这就使得该动力卡盘要么只能拧卸钻杆的上丝扣要么只能拧卸钻杆的下丝扣，并且在钻杆上下丝扣未完全拧卸开时只能依靠移管机械手的强力夹持钻杆以防止钻杆左右偏移，此时对移管机械手所需要的夹持力和刚度也要求较大。
发明内容
为了克服上述现有海底钻机上用于钻杆夹持和丝扣拧卸的动力卡盘不能多位接卸钻杆的不足，本发明提供一种适用于海底钻机的钻杆接卸装置。
本发明采用的技术方案是：将现有海底钻机上用于钻杆夹持和丝扣拧卸的动力卡盘做成一个带滑动支撑件的整体组件，其在现有海底钻机上的安装方式应保证其中心通孔的轴线与现有海底钻机钻进动力头上的主动钻杆轴线始终同轴，同时在现有海底钻机上增设一个升降液压油缸和一个安装方向与现有海底钻机钻进动力头滑道平行的滑轨架，所述动力卡盘整体组件利用其滑动支撑件在所述升降液压油缸的驱动下可在所述滑轨架上滑动并整体沿其中心通孔轴线方向移动位置。
上述的适用于海底钻机的钻杆接卸装置，所述动力卡盘没有单独的滑轨架，而是将现有海底钻机钻进动力头滑轨向下延伸，使得所述动力卡盘与现有海底钻机钻进动力头共用一个滑轨架。
上述的适用于海底钻机的钻杆接卸装置，所述升降液压油缸不是一根而是两根或多根，这些升降液压油缸共同推动所述动力卡盘整体组件沿所述滑轨架移动。
上述的适用于海底钻机的钻杆接卸装置，所述升降液压油缸可以用采用液压马达或电动马达驱动的丝杆螺母机构、或齿轮齿条机构等代替。
与现有技术相比，本发明的优点是：利用动力卡盘可以移动位置的优势，使得动力卡盘既可以用于拧卸钻杆的下丝扣也可用于拧卸钻杆的上丝扣，并可在钻杆上下丝扣未完全拧卸开时始终保持钻杆套在动力卡盘中心孔内、防止钻杆倾倒脱离移管机械手的掌控，同时在钻杆上下丝扣均已卸开、钻杆需要平行移位时又可脱开钻杆让开位置，其另一优势是在卸钻杆丝扣时不需要利用移管机械手强力夹持钻杆、从而减小移管机械手所需要的夹持力和刚度要求。
附图说明
图1为本发明的实施例1结构示意图。
图2为本发明的实施例2结构示意图。
具体实施方案
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。
本发明的一种实施实例为：如图1所示的一种适用于海底钻机的钻杆接卸装置，包括固定在钻机底座8上的桅杆架1，钻进动力头3通过推进滑块4固定在桅杆架1的钻进动力头滑道2上，推进油缸6通过推进油缸底座7固定在桅杆架1内，推进油缸6的活塞杆601与推进滑块4固定连接，钻进动力头3可在推进油缸6的驱动下沿钻进动力头滑道2上下移动，同时，在钻机底座8上固定安装有一个与钻进动力头滑道2平行的滑轨架9，动力卡盘12（动力卡盘12的结构在专利号为201420103656.1的专利中已公开）通过滑动支撑件13固定在滑轨架9上，动力卡盘12的安装方式应保证其中心通孔（钻杆从该孔通过）的轴线与钻进动力头3上的主动钻杆301的轴线始终同轴，升降液压油缸11通过升降液压油缸底座10固定在滑轨架9上，升降液压油缸11的活塞杆111与滑动支撑件13固定连接，动力卡盘12和滑动支撑件13所构成的动力卡盘整体组件可在升降液压油缸11的驱动下沿滑轨架9上下移动。
当对上下钻杆的连接丝扣进行卸扣操作时，其操作步骤如下：
（1）驱动推进油缸6使钻进动力头3带动上钻杆5及下钻杆14沿桅杆架1的钻进动力头滑道2上升至钻杆下扣卸扣位（图中的C位置）；
（2）驱动钻杆夹持器15（钻杆夹持器15的结构在专利号为201420121544.9的专利中已公开）夹持下钻杆14，同时，驱动升降液压油缸11缩回带动动力卡盘12从最低位（图中的E位置）沿滑轨架9上升至位置D；
（3）驱动动力卡盘12的反向并列双浮动油缸驱动卡瓦组件夹持上钻杆5，同时，驱动动力卡盘12的液压马达反转，实现对上钻杆5与下钻杆14之间连接丝扣的卸扣操作，直至上钻杆5与下钻杆14之间的连接丝扣完全拧卸开为止；
（4）驱动动力卡盘12的反向并列双浮动油缸驱动卡瓦组件松开对上钻杆5的夹持，驱动推进油缸6使钻进动力头3带动上钻杆5沿钻进动力头滑道2上升至钻杆上扣卸扣位（图中的B位置）；
（5）再次驱动动力卡盘12的反向并列双浮动油缸驱动卡瓦组件夹持上钻杆5，同时，驱动动力卡盘12的液压马达正转，实现对上钻杆5与钻进动力头3的主动钻杆301之间连接丝扣的卸扣操作，直至上钻杆5与钻进动力头3的主动钻杆301之间的连接丝扣完全拧卸开为止；
（6）驱动推进油缸6继续伸出以带动钻进动力头3沿钻进动力头滑道2上升至最高位（图中的A位置）；
（7）驱动移管机械手（未画出）夹持上钻杆5；
（8）驱动动力卡盘12的反向并列双浮动油缸驱动卡瓦组件松开对上钻杆5的夹持，同时，驱动升降液压油缸11伸出带动动力卡盘12从位置D沿滑轨架9下降至最低位（图中的E位置）；
（9）驱动移管机械手（未画出）缩回，并带上钻杆放回钻杆储管架。
这样就完成了一根钻杆的整个卸扣过程，当需要增加钻杆时，其操作步骤与上述卸扣步骤相反。
实施例2
如图2所示，与实施例1的结构相似，不同之处在于：所述动力卡盘12没有单独的滑轨架9，而是将现有海底钻机桅杆架1的钻进动力头滑轨2向下延伸，使得所述动力卡盘12与现有海底钻机钻进动力头共用一个滑道2，同时，将升降液压油缸11通过升降液压油缸底座10固定在桅杆架1内，升降液压油缸11在桅杆架1内的安装方式应保证在推进油缸6带动钻进动力头3下降过程中推进滑块4与升降液压油缸11及升降液压油缸底座10之间未发生干涉。
Claims (4)
1.一种适用于海底钻机的钻杆接卸装置，其特征在于：它将现有海底钻机上用于钻杆夹持和丝扣拧卸的动力卡盘做成一个带滑动支撑件的整体组件，其在现有海底钻机上的安装方式应保证其中心通孔的轴线与现有海底钻机钻进动力头上的主动钻杆轴线始终同轴，同时在现有海底钻机上增设一个升降液压油缸和一个安装方向与现有海底钻机钻进动力头滑道平行的滑轨架，所述动力卡盘整体组件利用其滑动支撑件在所述升降液压油缸的驱动下可在所述滑轨架上滑动并整体沿其中心通孔轴线方向移动位置。
2.根据权利要求1所述的适用于海底钻机的钻杆接卸装置，其特征在于：所述动力卡盘没有单独的滑轨架，而是将现有海底钻机钻进动力头滑轨向下延伸，使得所述动力卡盘与现有海底钻机钻进动力头共用一个滑轨架。
3.根据权利要求1和2所述的适用于海底钻机的钻杆接卸装置，其特征在于：所述升降液压油缸不是一根而是两根或多根，这些升降液压油缸共同推动所述动力卡盘整体组件沿所述滑轨架移动。
4.根据权利要求1、2和3所述的适用于海底钻机的钻杆接卸装置，其特征在于：所述升降液压油缸可以用采用液压马达或电动马达驱动的丝杆螺母机构、或齿轮齿条机构等代替。
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