自动排管技术的发展现状和趋势.pdf

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1、１０７０化工自动化及仪表第４２卷自动排管技术的发展现状和趋势廖燕（中石化石油工程机械有限公司第四机械厂，湖北荆州４３４０２４）摘要随着机械化、自动化井口工具在石油钻采行业的应用，我国石油钻机制造技术迅速发展，国内各石油钻采设备制造厂家都在积极开展自动排管技术的研究和试制工作；但与国外相比，仍处于初级阶段，与钻机整体技术的发展水平不相适应。在此介绍国内外各种自动排管技术的水平和发展趋势，并对我国需进行的相关研究提出建议。关键词自动排管管子处理系统自动化钻机发展趋势＋中图分类号Ｐ６３４．３１文献标识码Ａ文章编号１０００-３９３２（２０１５）１０-１０７０

2、-０３近年来，我国石油钻采设备制造商对钻机配铁钻工卸扣，游车大钩提升立柱，钻台工人用铁钩套的主体设备（如自动送钻及泥浆泵等）进行了钩住立柱下部，慢慢将立柱下部推到立根盒内定深入研究，实现了全电驱钻机的国产化，钻机的自位，井架工靠简单的工具和气动小绞车将立柱上动化程度大幅提升。相对而言，国内对钻机外围端推入二层台指梁，完成一次排管操作。配套设备的自动化研究仍处于较低的水平。b．下钻具。井架工先将立柱从指梁拉到中目前，国内钻具排放工艺仍停留在２０世纪间位置，用铁钩钩住立柱端头往井口方向送，等游６０年代的水平，仅用气动绞车代替人力来拉钻车大钩下挂的吊卡到了

3、立柱位置，将吊卡卡在立柱，其作业工艺并无大的提升，井架工人的劳动强柱接箍处，游车起升，钻台面工人用铁钩勾着立柱度大、危险系数高，与钻机行业整体发展水平不相底部，慢慢将立柱送到井口位置，与井口钻柱对适应。与国外相比，近十几年来国外新投入使用扣，然后液压大钳和铁钻工上扣，井口卡瓦松开，的钻机大多配备了包括二层台自动排管装置在内完成一次送管操作。的全套管子处理系统，管子处理系统的使用减少上述整个操作过程需要司钻、井架工和钻台了工人的劳动强度，改善了工人的作业条件，并提工配合完成，除司钻外至少需要４～５名工人配合高了作业效率。操作，工作效率低，工人劳动强度大

4、，工作环境恶从当前国内各钻机制造厂家承接的国外订单劣，尤其对于二层台操作工人来说，危险性很大。来看，越来越多的钻机要求配套自动化工具乃至2国外自动排管技术全部自动化工具的全自动化钻机。因此，钻机配目前，国外先进钻机大多配备了二层台自动套设备的自动化已成为制约全自动化钻机发展和排管装置（又名钻柱自动排放系统）。自动排管推广的瓶颈。为此，加大钻机配套设备的自动化装置在国外早就有研究和应用，尤其在海洋钻井工具研制投入，尤其是二层台管柱自动排放装置平台和俄罗斯市场，其钻机全部要求配套自动化对我国钻机自动化水平的发展有着重要意义。“猫道”、自动卡瓦和自动排管装

5、置。在挪威，挪1国内井场二层台钻具排放现状①威石油局的标准规定：作业于挪威领海内的钻机我国现有钻机在钻井过程中，起下钻作业时，必须配备自动钻杆排放系统，且所能操作的管柱［１］从井口将立柱排放到二层台指梁，以及从二层台范围必须包括钻铤和套管。美国国民油井及加指梁取出立柱送到井口的过程，主要以手工操作拿大ＣＡＮＲＩＧ等公司都进行了这方面的研究，并配合游车大钩实现，其具体过程如下：不断地推出新产品。a．起钻具。首先游车将一个立柱从井口提升到钻台面高度，井口卡瓦卡住钻具，液压大钳或①收稿日期：２０１５-０８-１８（修改稿）第１０期廖燕．自动排管技术的发展现状

6、和趋势１０７１通过查阅大量国外文献和对国内外钻机的对于依靠下部机械手承重的力有限，下部机械抓手比分析，按照钻柱抓取方式分类，目前国外常用自的承载能力是一个设计难题。中石化石油工程机动排管装置主要有上持下扶式排管装置、下持上械有限公司第四机械厂与德国ＨＶＧ公司合作研扶排管装置和双／三机械抓手排管装置３类。发的自动排管装置如图２所示。2．1上持下扶式排管装置上持下扶式排管装置的主要特点是在钻机二层台上增加了一套直角坐标系机械抓手，机械抓手完全承受一柱钻具（３根钻杆为一柱）的重量，一套正交滑轮组保证机械手可以将立柱放入二层台指梁的任何位置，下方由钻台工辅助

7、操作，对立柱在立根盒进行定位，实现对钻具立柱的自动排放。该方式的优点在于这种排管装置结构简单，实施成本低，只需要对常规二层台做改动即可实施。缺点是采取上持下扶的方式，钻台面仍需工人配合操作，只依靠上部抓手承重，一旦抓手脱落，立柱倾斜，容易发生安全事故。国外ＮＯＶ公［２］司的自动排管系统采用此种方式，其中垂直管子处理系统如图１所示。图２中德合作研发的自动排管装置2．3双／三机械抓手排管装置双／三机械抓手排管装置的主要特点是依靠固定在井架上靠近钻台面和二层台附近的机械臂同时抓取立柱进行钻柱的排放，机械臂多用于海洋钻机和对安装布置空间有特殊要求的钻机，如二

8、层台在井架一侧及不在井架的正前方的塔式井架钻机等。图１ＮＯＶ公司的垂直管子处理系统此种方式的优点是处理管子能