陆地钻机立柱式钻杆排放系统设计

钻 杆 排放 系 统 作 为海 洋 钻 井平 台 和钻 井 船 上重 要 的 井 口 机 械 化 设 备 之 一 ， 起 钻 、 钻 作 业 过 程 中 在 下 实 现 了 对 钻 杆 、 管 等 钻 具 的 夹 持 、 升 、 放 和 平 移 套 提 下 等 操 作 ， 现 钻 井 过 程 中 井 口 到 排 放 架 之 间 钻 杆 排 放 实 的 自动 化 操 作 ， 免 人 与 钻 杆 的 直 接 接 触 。 可 加 快 起 避 并 下 钻 速 度 ， 降 低 海 上 钻 井 作 业 成 本 、 高 作 业 安 全 对 提 性 发 挥 了 重 要 作 用 。 ２ 世 纪 ９ 年 代 以 来 ， 技 术 趋 ０ ０ 该
部 包 括 数 据 接 收 器 和 外 界 光 源 屏 蔽 罩 ， 同 时 光 脉 冲发
难题 ， 机 床 的生产 制造提 供 了理论 依据 。 为
参 考 文 献
［］ 杨 建 武 ． 内外 数 控 技 术 的发 展 现状 与 趋 势 ［］ 造 技 术 １ 国 Ｊ． 制
与机 床 ， ０ ８ １ ） ５ — ８ ２ ０ （２ ：７ ５ ．
陆 地 钻 机 立 柱 式 钻 杆 排 放 系 统 设 计
口 张洪 生 口 姚璐 璐
口 杨
帆
兰州 理 工 大 学 机 电工 程 学 院 兰州
７０ ５ ３００
摘 要 ： 对 陆 地钻 机 结构 进 行 分 析 的 基 础 上 ， 计 了立 柱 式 钻 杆 排 放 系统 ， 在 设 系统 采 用全 液 压 驱 动 设 计 ， 电液 比例 阀 和 电液 方 向 阀 等 对 系统 的 方 向 、 置 和 速 度进 行 控 制 ， 通 过 Ｐ Ｃ进 行 控 制 ， 位 再 Ｌ 实现 了 系统 的 智 能 化 和 柔性 化 。 关 键 词 ： 杆 排 放 系统 钻 陆地钻机 Ｐ Ｃ 液 压 系统 Ｌ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０ ４ ９ ｆ １ ）６ ０ ３ — ３ １０ — ９ ８２ ２０ — ０ ６ ０ ０
游 投资 的一半 左右 。钻井 工程 技术水 平直 接关 系到石
油 勘探 开 发 的成 败 。 决 定 着石 油上 游 业 务 的发 展潜 也 力 和 竞 争 能 力 ， 前 ， 技 术 发 展 趋 向 于 信 息 化 、 动 目 其 自
化 、 能化 。 智
钻 井 、 下 钻 及 水 平 排 立 管 柱 作 业 。 因 海 洋 钻 井 平 台一 起 钻 井 船 的 特 殊 和 恶 劣 作 业 环 境 限 制 ，也 由 于 国 家 和 行 业 内 的 相 关 法 律 法 规 对 作 业 人 员 的 ＨＳ 要 求 ， 海 洋 Ｅ 使 钻 机 对 钻 杆 自 动 排 放 系 统 的 需 求 量 呈 现 出 逐 年 上 升 的 趋 势 。但 是 ， 于 陆 地 石 油 钻 机 而 言 ， 杆 自动 排 放 对 钻 系统 的应 用还 没有起 步 。本 文根据 陆地 钻机 常用 的结 构形 式 ， 鉴 国外海 洋钻 杆排 放系统 的开发经 验 ， 计 借 设 出适 合 安 装 到 陆 地 钻 机 的 立 柱 式 自动 排 杆 系 统 。
射 器 的 发 射 端 也 位 于 信 号 接 收 装 置 内部 ， 该 结 构 下 ， 在
数 据 的发 射 和 接 收 都 在 一 个 与 外 界 干扰 隔绝 的 环境 下 ， 而 可 以 避 免 外 界 信 号 对 有 用 信 号 的 干 扰 。 了 便 从 为 于 机 床 各 部 分 的 安 装 和 拆 卸 ，在 平 旋 盘 轴 和 平 旋 盘 的 连 接 部 位 安 装 了 数 据 线 接 口 １ 在 平 旋 盘 和 动 力 主 轴 ，
的 接 触 部 位 安 装 了数 据 线 接 口 ２ 。
［ ］ Ｔ ｂ ｓＳＡ Ｍａｈｎ ｏ ｖ ｒｔ ｎ ［ ． ｌｓｏ ： ｌ ｋｅ ２ ｏｉ ． ｃｉｅｔ ｌ ｉ ａｉ ａ ｏ ｂ ｏ Ｍ］ Ｇａｇｗ Ｂａ ｉ ｃ
ａ ｄ Ｓ ｎ ｔ ，１ ６ ． ｎ ｏ ｓＬ ｄ ９ ５
收 稿 日期 ：０ １年 １ ２１ ２月
１ 结构 方 案
笔 者 所 设 计 的 立 柱 式 钻 杆 排 放 系 统 主 要 用 于 实 现
在 井 口与 立 根 盒 之 间 往 返 自动 移 送 钻 杆 立 根 操 作 ， 还
置 与 空 心 平 旋 盘 轴 作 相 对 旋 转 运 动 ； 数 据 接 收 装 置 内
于 成 熟 并 开 始 广 泛 应 用 。２ ０ ０ １年 ， 英 国 石 油 公 司 与 由 Ｐ ＡＴ公 司 共 同 研 制 了 轻 型 自 动 化 钻 井 系 统 （Ａ Ｌ ＤＳ） ，
与 相 同 功 率 常 规 钻 机 相 比 ． 式 钻 机 质 量 还 不 到 常 规 新
钻 机 的 １２， 仅 需 １人 即 可 在 计 算 机 控 制 室 完 成 所 有 １
［］ 袁名伟， ３ 田美 丽 ， 国胜 ． 削 中 心 的极 坐 标 功 能 研 究 ［］ 徐 车 Ｊ．
机械 制 造 ，０ ２ ９ ：４ ２ ． ２ ０ （ ）２ — ５
５ 结 论
（ ）按 照 极 坐 标 方 程 轨 迹 特 点 ， 设 计 出 了 主 轴 以 １ 极 坐 标 参 数 运 行 的新 型 机 床 。 （ ２）完 成 了 机 床 整 体 的 设 计 ， 针 对 机 床 电 主 轴 在 供 电 、 水 以 及 位 置 反 馈 系 统 存 在 的 问 题 ， 课 题 成 功 供 本 的 设 计 了 电 主 轴 的 动 态 连 接 供 水 、 电 系 统 ， 及 位 置 供 以 反 馈 数 据 的 光 耦 传 输 装 置 。 解 决 了制 造 极 坐 标 机 床 的
中图 分 类 革 开 放 以 来 。 国 经 济 高 速 发 展 ， 能 源 的 需 我 对 求 越 来 越 大 ，我 国 也 由 石 油 出 口 国 变 为 石 油 进 口大 国 ， 油 已 经 成 为 制 约 我 国 经 济 增 长 的 “ 颈 ” 钻 井 石 瓶 。 是 石 油 工 业 的 “ 头 ” 钻 井 的 投 资 占整 个 石 油 工 业 上 龙 ，