海洋钻井平台铁钻工主要结构形式浅析.docx

研究与分析2015年第5期(第28卷,总第139期)·机械研究与应用·

·16·

doi:10.16576/j.cnki.1007-4414.2015.05.006

*海洋钻井平台铁钻工主要结构形式浅析

*

吴爱萍,赵世刚,刘翠洁,张建

(兰州兰石能源装备工程研究院有限公司青岛分公司,山东青岛266520)

摘要:铁钻工是海洋钻井平台管子自动化处理装置的组成部分之一,能实现对钻具的上、卸扣作业,有效提高管子处理的自动化水平。介绍了铁钻工上、卸扣的工艺流程,并根据运移装置的不同,对国内外现有铁钻工的主要结构形式进行了归类,对各类铁钻工的特点进行了分析。

关键词:铁钻工;海洋钻井平台;管子处理;运移装置

中图分类号:TE928文献标志码:A文章编号:1007-4414(2015)05-0016-02

AnalysisonMainStructureFormsofIronRoughneckintheOffshoreDrillingPlatform

WUAi-ping,ZHAOShi-gang,LIUCui-jie,ZHANGJian

(QingdaoBranchofLanzhouLanshiEnergyEquipmentEngineeringResearchInstituteCo.,Ltd,QingdaoShandong266520,China)

Abstract:Ascomponentoftheautomaticpipehandlingdevice,theironroughneckcanmakeupandbreakoutthedrillstring

connection,thustheironroughneckcanimprovetheautomationlevelofpipehandlingeffectively.Thisarticleintroducesthe

technologicalprocessofmakingupandbreakingoutthedrillstringconnection,thenclassifiesthemainstructureformsofex鄄

istingironroughneckaccordingtothedifferentmovingdevices,andanalyzescharacteristicsofthesekindsofironroughnecks.Keywords:ironroughneck;offshoredrillingplatform;pipehandling;movingdevice

0引言

在钻、修井过程中,铁钻工能够安全有效实现钻具的上、卸扣作业,是石油钻机钻井工艺过程必备的设备之一[1-2]。目前,海洋钻井平台一般均配备两套铁钻工,分别用于井口与鼠洞的管子作业,同时作为冗余设计,一套设备出现故障,另一套仍可替代其工作,降低故障风险。

1铁钻工上卸扣工艺流程

铁钻工主要由底座、运移装置、钳体(旋扣钳、扣钳、背钳,如图1所示)、液压系统、控制系统等几部分组成。

图1铁钻工钳体示意图

铁钻工处理的管子对象主要有钻杆、钻铤、小管径套管等,以钻杆为例,其上扣作业流程具体如下:上下钻杆对接后,铁钻工运移装置运送钳体到达工作位置,闭合背钳固定下钻杆接箍(母接头),闭合旋扣钳

夹紧上钻杆,启动液压马达进行旋扣,达到设定扭矩后停止并张开旋扣钳,同时闭合扣钳夹紧钻杆接箍(公接头),通过液缸推动,旋紧钻杆,上扣完成[3]。旋扣过程中钳头的相对位置发生变化[4],故设计调节机构,补偿螺纹行程。卸扣过程中,背钳固定钻杆接箍(母接头),由扣钳冲开旋合的螺纹,然后再由旋扣钳旋开螺纹完成卸扣[3]。

2国内外铁钻工主要结构形式

目前,国外市场上海洋钻井平台用铁钻工产品技术成熟、类型广泛、系列全面,如美国NOV公司设计生产的AR、ARN、S