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目前，鉆井施工過程中，管柱的移送主要有自動甩管柱裝置和自動貓道，還有一些簡配鉆機靠氣動絞車甩管柱。使用氣動絞車甩管柱工人勞動強度大、危險系數高、時效較低、容易損傷管柱接頭螺紋。為此，各家石油機械廠先后研發了自動甩管柱裝置和自動貓道。自動貓道主要是針對安裝頂驅鉆機設計的，其結構復雜、造價高、故障率居高不下，一直都沒有得到很好推廣；自動甩管柱裝置由于其功能單一，加之是電動和氣動混合控制，設計上有很多克服不了的缺陷，尤其冬季在寒冷的地區施工，閥件極易凍壞，推廣過程中也受到多方面的限制。為此，筆者們研發出液壓鏈傳動式管柱移送裝置，有效地解決了上述鉆井施工過程中管柱移送問題。
 
裝置的結構設計
液壓鏈傳動式管柱移送裝置如圖1所示。1-平跑道；2-漲緊輪組件；3-漲緊輪軸；4-傳動鏈條；5-鏈條支撐輪組件；6-液壓缸支撐座；7-翻板液壓缸；8-跑道翻板；9-車體；10-小車行走輪；11-機械手臂；12-主動鏈輪；13-液壓動力組件；14-大門坡道；15-坡道舉升裝置；16-舉升液壓缸；17-坡道翻板；18管柱。
  
 
平跑道用方管和鋼板鉚焊而成，平跑道既是裝置的底座，又是各傳動機構的固定座，漲緊輪組件、鏈條支撐輪組件、支撐座、翻板液壓缸、車體、主動鏈輪、液壓動力組件等都固定在它的上面。漲緊輪組件由漲緊輪、漲緊輪軸、軸承、軸承蓋、調節絲杠、輪組固定座等組成。漲緊輪組件通過輪組固定座固定在平跑道的后端。液壓動力組件通過固定板固定在平跑道是前端，主動鏈輪通過過盈配合套裝在液壓動力組件減速器的外圓上，主動鏈輪通過液壓馬達驅動旋轉。
 
傳動鏈條繞在主動鏈輪和漲緊輪組件上，整個傳動鏈條通過主動鏈輪、漲緊輪組件和六組鏈條支撐輪組件懸掛在平跑道，鏈條通過車體上的連接驅動板連在一起，通過鏈條繞鏈輪的正反鏈傳動帶動連接驅動板在平跑道上中心開槽內的往復運動。鏈條支撐輪組件主要有固定座、軸承蓋、支撐軸承、輪軸、支撐輪等組成，支撐輪可以在輪軸上自由轉動，整個鏈條支撐輪組通過固定座懸掛固定在平跑道上，用于支撐懸掛在它上面的傳動鏈。所述的翻板液壓缸通過液壓缸支撐座固定座平跑道的底座上，液壓缸的活塞桿與翻板通過銷軸相連，相對于平跑道既可以向左翻動，又可以向右翻動，也可以上下一起翻動。
    
車體由車體、直流電機、傳動減速箱、連接驅動板、與小車行走輪和機械手臂組成，車體底部安裝有四個小車行走輪，使車體可以自由的在平跑道的上面；車體上面安裝有在直流電機和傳動減速箱，直流電機和傳動減速箱連在一起，機械手臂的下端安裝在傳動減速箱的轉軸上，可以驅動機械手臂以不同角度的旋轉，機械手臂的上端加工有三個均布的“V”型槽，可以隨時抓住座在車體上的管柱；連接驅動板上端連接車體的底部，用螺栓固定，下部連接在傳動鏈條上，傳動鏈條通過連接驅動板帶動車體在平跑道的中心開槽做往復運動。
 
大門坡道用型材和鋼板鉚焊而成，上端固定在鉆臺面上，下端通過單雙耳板用銷軸連接在一起，之間的夾角可以調整，大門坡道中間有可以使管柱滑動的“V”型槽，“V”型槽的下部焊有45°楔形擋塊，“V”型槽的兩邊各開有導向長槽孔。坡道舉升裝置由固定導軌、升降導軌、舉升液壓缸、移送支架、導向動滑輪等組成，固定導軌通過連接板固定在坡道的下面；升降導軌通過四個導向輪套在固定導軌的凹型槽內，升降導軌的上端安裝有導向動滑輪；移送支架也四個通過導向輪套裝升降導軌的凹型槽內，升降導軌可以沿固定導軌的凹型槽上下滑動，移送支架也可以沿升降導軌的凹型槽上下滑動。
 
舉升液壓缸下部固定在固定導軌的下橫梁上，上端通過耳板和銷軸與升降導軌相連，升降導軌通過鏈條或鋼絲繩繞在動滑輪上與移送支架相連，舉升液壓缸的伸縮就會驅動升降導軌的升降，升降導軌的升降在鏈條的作用下，就會驅動移送支架以兩倍于液壓缸的伸縮速度升降。移送支架為一方框結構，用型材鉚焊而成，下部的兩端焊接有帶孔的長耳板，耳板穿過坡道的導向長槽孔后，通過耳板和銷軸與翻板連接，翻板可以繞移送支架上的耳板翻轉，翻板兩端的銷軸上安裝有回位彈簧，使翻板處于與移送支架為垂直狀態，移送支架套的升降就會帶動翻板的升降。管柱下端坐在翻板是，管柱的外圓面與坡道的“V”型槽相切，可以隨翻板的上下移動在“V”型槽內滑動，當移送支架位移到坡道的下部，翻板碰到“V”型槽的下部的45°楔形擋塊時。翻板就會在楔形塊的作用下克服回位彈簧的彈力翻轉，使坐在翻板上的管柱翻到車體上。




裝置投入應用

裝置以液壓作為動力，采用鏈傳動方式，通過低壓電遙控操作控制，實現鉆井施工中從場地到鉆臺或從鉆臺到場地鉆柱的移送，一次可以移送三根管柱。
 
工作人員運用裝置將鉆臺的管柱移送到地面。對于7.5米以上的鉆臺面，坡道的長度大于10米，需要使用坡道移送裝置，首先使坡道翻板處于舉升裝置的上部，把要需要移送到場地的管柱放到坡道翻板上；坡道舉升裝置把管柱移送到坡道的下部，翻板在坡道下部45°楔形擋塊作用下，把管柱翻到車體上；車體上的機械手通過遙控機械手爪，把住管柱；車體在液壓動力和傳動鏈條的作用下，沿平跑道向后拉動管柱，使管柱沿坡道上的“V”型槽滑下，車體把管柱拉倒平跑道合適的位置；平跑道上的跑道翻板把管柱翻到場地的管架上；對于7.5米以下的鉆臺面，坡道的長度低于10米，可以直接把管柱通過坡道放到車體上，按照上述3、4、5把管柱移送到場地管架上。
 
工作人員運用裝置地面的管柱移送的鉆臺上。把場地的管柱移送到平跑道上，跑道翻板抬起管柱，移動車體使管柱坐在車體上，機械手把住管柱；管柱一端擔在車體上，一端用跑道翻板抬起，車體在液壓動力和傳動鏈條的作用下推動管柱滑到上的大門坡道上；坡道的長度大于10米的鉆機，使用坡道舉升裝置把管柱提升至管柱接頭高于鉆臺面；使用氣動絞車再把管柱吊到鉆臺上，實現管柱從地面到鉆臺的移送。
 
裝置的優勢及實用性
液壓鏈傳動式管柱移送裝置采用全液壓驅動，移送平穩，控制精準，安全系數高，故障率低，進一步提高了裝置的可靠性；液壓鏈傳動式管柱移送裝置自動化程度高，操作簡單，液壓代替氣動驅動，使用壽命長，提高了工作實效，減少了設備的維修費用；液壓鏈傳動式管柱移送裝置既可以替代自動甩管柱裝置甩鉆具，又可以把管柱移送到坡道上，管柱鉆具絲扣得到了保護，降低了鉆具維修及鉆井成本。
 
液壓鏈傳動式管柱移送裝置2017年廠區實驗成功，2018年5月應用的勝利石油工程有限公司渤海鉆井首套快裝快移30DB鉆機30527鉆井隊，現已施工20多口井，管柱移送時只需一人遙控操作，無論是移送鉆具和套管，每次可以移送2-3根，各項技術指標完全達到了設計要求。隨后又陸續在四川分公司、新疆分公司以及渤海鉆井總公司新出廠的4套30DB推廣使用，已完成了100多口井施工的管柱移送，現場使用證明，該液壓鏈傳動式管柱移送裝置制完全能夠滿足管柱移送的施工要求。