ZJ50D钻机钻杆自动传送系统的素材.ppt

ZJ50D钻机钻杆自动传送系统的研究 目 录 二.研究目标、内容，关键性问题 一.课题意义、国内外研究现状 三.研究方法、技术路线、试验方案与可行性分析 四.课题的创新性 五.计划进度、预期进展、预期成果 六.工作积累、工作成绩 一.课题意义、国内外研究现状 1.课题意义： 石油是世界最主要的能源之一，而石油钻井技术则成为各国竞争的热点。由于生产力的快速发展，要求钻机向着大功率系统发展，所用器材及人力也大幅增加，钻井机械自动化成为了发展的必然趋势。钻杆的传送作为钻机主要环节也必将向着自动化方向发展。 1.课题意义 绞车从地面提升钻杆 接单根作业 钻杆被放入鼠洞 工人与钻杆接应 传统钻杆传送方式 1.课题意义 传统方式的危险性 调查显示,管子处理作业经常导致重大事故, 传送钻杆是困难和重复性的工作,并伴随着多发的安全事故。2005年,据IADC(国际钻井组织)的统计,23起死亡事故中,其中井架工7人,钻工5人,井架工数量最多,占近1/3;发生在管子处理作业中16起,而其中4起发生在接立根过程中。 减少安全隐患最简单的办法是减少危险操作中人员的数量，并使他们由劳动者变为自动机械装置的操作者。 2.国内外研究现状—国外现状 1.机械手式 3.桥架式 4.起竖式 2.立柱式 1 2 3 4 国内现状 兰州石油机械研究所、宝鸡石油机械有限责任公司等单位做过一些设计和研究，但其产品模式都是国外较早的半自动系统。 从国外引进，但只在海钻或在配备顶驱的高端钻井上使用。高端钻机在国内显然较稀少，国外的钻杆自动传送在国内无法普及，原因如下： 国内 国外 国外 a.中国劳动力充沛、成本低，所以要求钻井自动化的成本要与传统钻井方式成本相当，或低于传统钻井方式。 b.在国内普遍使用的是以ZJ50D为代表的传统钻机，如右图，这种钻机平台相对国外的尺寸较大，所以传送系统必须配有平台水平传送装置。 二.研究目标、内容，关键性问题 1. 研究目标: 研制出适应于ZJ50D钻机钻杆传送系统方案 设计方案： 钻管、钻铤、套管等管材首先由运输车运送到管架； 在管架的一端安装有两到三个并行的滚动拨齿，用来拨动管材，将其拨进水平放置的托盘上，随之机械手将管材进行夹持； 托盘由液压缸作用，由水平变为竖起状态，完成管材的竖立作业； 托盘机械手由液压装置做为动力，向上托举管材（约1米左右）； 井台有机械手迎合，机械手将钻杆夹持、提升，随之与铁钻工配合。 全程无需人工，作业流程中钻杆的自动夹持、提升、平移、定位等轨迹全程自动控制。 2.研究目标—钻杆自动传送系统的工作流程 与铁钻工配合 钻杆由运输车排放 拨齿拨动钻杆至托盘 机械手夹紧、托盘起竖 挺举钻杆 桅杆回转，移动 桅杆机械手夹持，相互传送 2.研究的主要内容 地面系统结构设计方案如下： ① 由运输车辆排好的钻杆,首先被管架一端的拨齿拨入两只并行的机械手。拨齿的滚动速度要适当，用来避免钻杆对机械手有较大的冲击。拨齿的圆弧设计要照顾到不同外径的钻杆。 ② 在机械手将钻杆进行夹持的过程中，要设计合理的液压控制，使机械手具有合理的夹紧力。 ③ 钻杆传送系统必须要有由地面提升钻杆的能力，在此采用了已经非常成熟的液压机械手、液压起重臂与齿轮齿条结构。由于钻杆托盘的尺寸大、质量重，如何使之平稳的竖立起来、如何保证铰接强度，也成为此项设计的主要内容之一。 图示为部分系统简图 2.研究的主要内容 平台系统结构设计方案如下： ① 桅杆机械手（包括托盘机械手）要求具有沿导轨自由游动的功能。拟选用两种传动方案：方案一，齿轮齿条传动；方案二，液压缸传动。 方案一结构简单、紧凑，传动效率高，易于控制，运移快捷等优点，但因机械手以及平台机械手下底座的行程与负载较大，所以对齿条和齿轮的制造要求比较高。 方案二运行稳定，缓冲击效果明显，响应迅速，但效率低、动作慢（若使之动作加速，要使用大功率液压泵，同时，对液压元件又有了更严格的要求），加上液压缸体积和重量较大，无疑增加了工作载荷。