CN112196481B - 一种指梁钻具档杆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油及天然气钻探技术，具体涉及一种指梁钻具档杆，包括用于固定连接在指梁端部的安装座，安装座上设有档杆，档杆能够相对于安装座开合运动，从而配合钻具的移运作业；安装座上还设有驱动部件和位置探测器，驱动部件用于在排管系统驱动下带动档杆完成所述开合运动，位置探测器用于探测档杆是否到达正确位置。本发明能够自动探测钻具位置，根据钻具移运和排放要求自动完成档杆开合动作，完全替代人工操作，安全可靠、稳定性高，提高作业效率。
Description
技术领域
本发明涉及油气钻探设备技术领域，特别涉及一种指梁钻具档杆。
背景技术
在钻井过程中，需要不断地将钻具在二层台指梁和井眼中心来回传递，即起下钻操作；在钻具排放进指梁后，钻具常因为外界振动、恶劣天气等因素而滑出指梁，出现撞击破坏、引起安全隐患。为防止钻具滑出指梁，目前采用在指梁上设置挡杆的方法来限制钻具的滑出、避免撞击和安全隐患。
但是，现有的指梁档杆多采用人工控制，需要专人操作指梁档杆开合动作，且需配合司钻，指梁的动作不能准确高效地匹配钻具的移运，钻具传递、排放的效率低。
发明内容
本发明针对现有人工控制的指梁档杆需要专人操作指梁档杆开合动作、指梁动作不能准确高效地匹配钻具的移运、钻具传递和排放效率低的技术缺陷，提供一种指梁钻具档杆，本发明能够自动探测钻具位置，根据钻具移运和排放要求自动完成档杆开合动作，完全替代人工操作，安全可靠、稳定性高，提高作业效率。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种指梁钻具档杆，包括用于固定连接在指梁端部的安装座，所述安装座上设有档杆，所述档杆能够相对于所述安装座开合运动，从而配合钻具的移运作业；
所述安装座上还设有驱动部件和位置探测器，所述驱动部件用于在排管系统驱动下带动所述档杆完成所述开合运动，所述位置探测器用于探测所述档杆是否到达正确位置。
档杆是本发明的核心部件，其通过在打开位置和关闭位置之间切换，配合对钻具的移运和排放作业；
钻具进入指梁：静止状态下，驱动部件处于无运动状态，挡杆处于关闭位置；当钻具接近指梁端部时，排管系统检测到管具后，向驱动部件发出打开指令，驱动部件收到打开指令后动作，驱动挡杆切换到打开位置，此时位置探测器探测到档杆已到达打开位置，确定指梁已经打开，钻具得以顺利进入指梁；钻具进入指梁后，排管系统检测到钻具已经进入，向驱动部件发出关闭指令，驱动部件收到关闭指令后动作，此时位置探测器探测不到档杆，即档杆已回复到关闭位置，确定指梁已经关闭，使指梁内的钻具不能滑出；
钻具退出指梁：静止状态下，驱动部件处于无运动状态，挡杆处于关闭位置；当钻具接近指梁端部时，排管系统检测到钻具后，向驱动部件发出打开指令，驱动部件收到打开指令后动作，驱动挡杆切换到打开位置，此时位置探测器探测到档杆已到达打开位置，确定指梁已经打开，钻具得以顺利退出指梁；钻具退出指梁后，排管系统检测到钻具已经退出，向驱动部件发出关闭指令，驱动部件收到关闭指令后动作，此时位置探测器探测不到档杆，即档杆已回复到关闭位置，确定指梁已经关闭，使指梁内的钻具不能滑出。
本发明能够自动探测钻具位置，根据钻具移运和排放要求自动完成档杆开合动作，完全替代人工操作，安全可靠、稳定性高，提高作业效率。
作为本发明的优选方案，所述安装座通过螺钉或销轴固定连接在所述指梁端部。
安装座可采用多种连接方式和指梁固定连接，其重点是保证一定的连接强度，从而确保排放钻具操作中的可靠性，避免冲击载荷使安装座发生松动；螺钉连接或销轴连接均结构简单、连接强度可靠，是经现场检验的优选方案；实际操作时，可根据实际情况设置两个或两个以上螺钉或销轴，进一步保证连接强度。
作为本发明的优选方案，所述档杆与所述安装座铰接，所述档杆能够相对于所述安装座转动。
档杆需要相对于安装座在打开位置和关闭位置之间反复切换，该开关动作可以通过不同的机构实现；铰接方式的优势在于其通过转动实现开关动作，需要的安装空间小、结构简单可靠；在实际操作中，可将档杆的一端和安装座铰接，档杆的转动幅度设计为90°左右，从而在最小的动作空间内实现档杆的开关动作。
作为本发明的优选方案，所述驱动部件为气缸或电缸或液缸，所述驱动部件通过双孔连接板与所述档杆铰接。
驱动部件可以是气缸、电缸、液缸等形式，其优势在于重量轻、所需安装空间小、结构简单可靠。
作为本发明的优选方案，所述位置探测器装配在所述安装座能够探测所述档杆开和动作的位置。
位置探测器应当安装在合适的位置，需要能够实时探测钻具和档杆的位置状态，从而准确配合钻具排放作业；其具体装配位置可根据实际情况选择。
作为本发明的优选方案，所述位置探测器为接近开关或行程开关。
位置探测器是实现自动开关功能的重要结构，其功能是探测接近的物体，应当根据实际情况选择适合的位置探测器；接近开关或行程开关均能满足本发明的需求，是本发明的优选方案。
本发明的有益效果是：本发明能够自动探测钻具位置，根据钻具移运和排放要求自动完成档杆开合动作，完全替代人工操作，安全可靠、稳定性高，提高作业效率。
附图说明：
图1为本发明一种指梁钻具档杆的安装结构示意图。
图2为本发明一种指梁钻具档杆的安装结构俯视图。
图3为实施例中一种指梁钻具档杆关闭状态的结构示意图。
图4为实施例中一种指梁钻具档杆关闭状态的结构示意图。
图5为实施例中一种指梁钻具档杆打开状态的结构示意图。
图6为实施例中一种指梁钻具档杆打开状态的剖视图。
附图标记为：1-安装座，11-螺钉，2-档杆，3-驱动部件，31-双孔连接板，4-位置探测器，5-钻具，6-指梁。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
如图1-2所示，一种指梁钻具档杆，包括用于固定连接在指梁6端部的安装座1，安装座1上设有档杆2，档杆2能够相对于安装座1开合运动，从而配合钻具5的移运作业；安装座1上还设有驱动部件3和位置探测器4，驱动部件3用于在排管系统驱动下带动档杆2完成开合运动，位置探测器4用于探测档杆2是否到达正确位置。
如图3-5所示，安装座1通过两个螺钉11固定连接在指梁6端部；档杆2与安装座1铰接且能够相对于安装座1转动约90°；
如图6所示，驱动部件3通过双孔连接板31与档杆2铰接，驱动部件3为气缸；
位置探测器4为电感式接近开关。
档杆2是本发明的核心部件，其通过在打开位置和关闭位置之间切换，配合对钻具5的移运和排放作业；
钻具5进入指梁6：静止状态下，驱动部件3处于无运动状态，挡杆2处于关闭位置；当钻具5接近指梁6端部时，排管系统检测到钻具5后，向驱动部件3发出打开指令，驱动部件3收到打开指令后动作，驱动挡杆2切换到打开位置，此时位置探测器4探测到档杆2已到达打开位置，确定指梁6已经打开，钻具5得以顺利进入指梁6；钻具5进入指梁6后，排管系统检测到钻具5已经进入，向驱动部件3发出关闭指令，驱动部件3收到关闭指令后动作，此时位置探测器4探测不到档杆2，即档杆2已回复到关闭位置，确定指梁6已经关闭，使指梁6内的钻具5不能滑出；
钻具5退出指梁6：静止状态下，驱动部件3处于无运动状态，挡杆2处于关闭位置；当钻具5接近指梁6端部时，排管系统检测到钻具5后，向驱动部件3发出打开指令，驱动部件3收到打开指令后动作，驱动挡杆2切换到打开位置，此时位置探测器4探测到档杆2已到达打开位置，确定指梁6已经打开，钻具5得以顺利退出指梁6；钻具5退出指梁6后，排管系统检测到钻具5已经退出，向驱动部件3发出关闭指令，驱动部件3收到关闭指令后动作，此时位置探测器4探测不到档杆2，即档杆2已回复到关闭位置，确定指梁6已经关闭，使指梁6内的钻具5不能滑出。
安装座1采用螺钉11连接指梁6，螺钉连接结构简单、连接强度可靠，是经现场检验的优选方案；本实施例中设置了两个螺钉11，进一步保证连接强度；
档杆2需要相对于安装座1在打开位置和关闭位置之间反复切换，档杆2的转动幅度设计为90°左右，从而在最小的动作空间内实现档杆2的开关动作；铰接方式的优势在于其通过转动实现开关动作，需要的安装空间小、结构简单可靠；
驱动部件3为气缸，气缸的优势在于重量轻、所需安装空间小、结构简单可靠；
位置探测器4是实现自动开关功能的重要结构，本实施例采用的电感式接近开关适用于钻具5等金属设备，其性能稳定、抗干扰性能力强，开关频率高且防水防震耐腐蚀。
本发明能够自动探测钻具位置，根据钻具5移运和排放要求自动完成档杆2开合动作，完全替代人工操作，安全可靠、稳定性高，提高作业效率。
以上公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种指梁钻具档杆，包括用于固定连接在指梁(6)端部的安装座 (1)，所述安装座(1)上设有档杆(2)，所述档杆(2)能够相对于所述安装座(1)开合运动，从而配合钻具(5)的移运作业；其特征在于，所述安装座(1)上还设有驱动部件(3)和位置探测器(4) ，所述驱动部件(3)通过双孔连接板(31)与所述档杆(2)铰接，所述驱动部件(3)用于在排管系统驱动下带动所述档杆(2)在打开位置和关闭位置之间切换，所述位置探测器(4)用于探测所述档杆(2)是否到达正确位置，所述位置探测器(4)装配在所述安装座(1)能够探测所述档杆(2)的位置，所述驱动部件(3)为气缸或电缸或液缸，所述位置探测器(4)为电感式接近开关或行程开关，用于探测接近的物体，当位置探测器探测到档杆到达打开位置，确定指梁已经打开，当位置探测器探测不到档杆，确定指梁已关闭。
2.根据权利要求 1 所述的一种指梁钻具档杆，其特征在于，所述安装座(1)通过螺钉或销轴固定连接在所述指梁(6)端部。
3.根据权利要求 1 所述的一种指梁钻具档杆，其特征在于，所述档杆(2)与所述安装座(1)铰接，所述档杆(2)能够相对于所述安装座(1)转动。
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