用于立根低位排放的管柱自动化处理方法与流程

1.本发明属于石油钻探设备技术领域，涉及用于立根低位排放的管柱自动化处理方法。


背景技术：

2.随着石油钻探工作的不断发展和石油钻机应用技术的不断进步，当前以管柱自动化处理为标志的自动化钻机已日渐成熟。按现有的钻机管柱自动化处理方法功能和应用特点划分，陆地深井超深井钻机管柱处理系统主要包括悬持式、推扶式、组合式等几种结构形式，这几种方式仅是在钻铤处理方式上有少许差异，本质上来说都是采用动力猫道将地面管柱输送至钻台，在钻台进行立根连接及排放，管柱处理过程参与设备多，流程复杂、耗时，钻井周期长、钻井成本高，存在立柱的建立、甩单根过程耗时、费力，无法独立建立根，效率不高的缺点。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供用于立根低位排放的管柱自动化处理方法，解决了现有管柱处理设备复杂，处理效率不高及无法独立建立根的问题。
4.本发明所采用的技术方案是，用于立根低位排放的管柱自动化处理方法，在钻机底座前方布置侧入式动力鼠洞ⅰ和侧入式动力鼠洞ⅱ；钻机底座前侧地面固定安装水平单根输送机；钻机底座包括底部设置的基座，基座上设置两个立根盒；两个立根盒中间设置垂直排管机；垂直排管机主梁上安装立柱导轨；立柱导轨上部设置上机械手，立柱导轨下部设置下机械手；钻台面上设置井口，钻台面上安装铁钻工、操作台、动力吊卡，钻台面上设置井架，井架上安装顶驱，动力吊卡悬挂在钻机游吊系统的吊环上。
5.本发明的特征还在于，
6.下机械手包括下主臂，下主臂连接油缸a，下主臂依靠油缸驱动，下主臂通过销轴连接下滑车，下滑车沿着立柱导轨上下滑移，下主臂下端设置下钳头，下钳头连接油缸b，下钳头依靠油缸b调整倾斜角度，下钳头连接下吊钳，下吊钳连接油缸c；上机械手包括上主臂，上主臂连接油缸d，上主臂依靠油缸d驱动，上主臂通过销轴连接上滑车，上滑车沿着立柱导轨中上下滑移，上主臂下端设置上钳头，上钳头连接油缸e，上钳头依靠油缸e调整倾斜角度。
7.垂直排管机下端通过基座连接导轨a，垂直排管机上端通过井架连接导轨b；水平单根输送机上设置滑车，依靠滑车将单根管柱水平输送到垂直排管机处进行交接，导轨a上设置行走装置，垂直排管机下端设置旋转装置，铁钻工在侧入式动力鼠洞ⅰ、侧入式动力鼠洞ⅱ及井口处作业。
8.采用双鼠洞模式独立建立根的过程为：
9.步骤1、水平单根输送机通过滑车将单根一水平输送到垂直排管机处，下吊钳通过油缸c调整倾斜角度，垂直排管机依靠下机械手上的下吊钳扣合单根一后将单根吊起；
10.步骤2、下滑车上行，同时旋转装置带动立柱导轨旋转，行走装置带动立柱导轨向井口平移，使下机械手角度对准侧入式动力鼠洞ⅰ，依靠油缸a调整下主臂开合角度及油缸b调整吊钳上单根一角度，将下吊钳吊起的单根一输送至侧入式动力鼠洞ⅰ内，由侧入式动力鼠洞ⅰ将单根一夹持后，下吊钳打开；
11.步骤3、按照步骤1和步骤2的操作，将单根二由水平单根输送机输送至侧入式动力鼠洞ⅱ；
12.步骤4、按照步骤1和步骤2的操作，将单根三输送至单根一的上方，依靠油缸b和油缸c将单根三与单根一对扣，由钻台面上的铁钻工旋扣；
13.步骤5、下机械手下行，上机械手下行，上钳头夹持单根三，将单根三和单根一组成的组合体上提，下钳头夹持单根一，上机械手和下机械手一起将单根三和单根一组成的组合体输送至侧入式动力鼠洞ⅱ中单根二的上方，对扣后，由钻台面上的铁钻工旋扣；
14.步骤6、上机械手和下机械手依靠油缸d、油缸a、行走装置和旋转装置配合将单根三、单根一和单根二组成的组合体放到立根盒的指梁内。
15.采用单鼠洞模式独立建立根的过程为：
16.步骤1、水平单根输送机通过滑车将单根一水平输送到垂直排管机处，下吊钳通过油缸c调整倾斜角度，垂直排管机依靠下机械手上的下吊钳扣合单根一后将单根吊起；
17.步骤2、下滑车上行，同时旋转装置带动立柱导轨旋转，行走装置带动立柱导轨向井口平移，使下机械手角度对准侧入式动力鼠洞ⅰ，依靠油缸a调整下主臂开合角度及油缸b调整下吊钳上单根一角度，将下吊钳吊起的单根一输送至侧入式动力鼠洞ⅰ或者侧入式动力鼠洞ⅱ内，将单根一夹持后，下吊钳打开；
18.步骤3、按照步骤1和步骤2操作，下机械手将单根二输送至单根一的上方，依靠油缸b和油缸c将单根二与单根一对扣，由钻台面上的铁钻工旋扣；
19.步骤4、按步骤1和步骤2操作，下机械手的下吊钳吊起单根三输送至钻台前方，上机械手将单根二、单根一组成的双根用上钳头夹持后上行，下机械手下吊钳吊起单根三放入侧入式动力鼠洞ⅰ，上机械手下行，与单根三对扣，由钻台面上的铁钻工旋扣。
20.步骤5、下机械手下行，上机械手下行，上钳头夹持单根三，将单根三和单根一组成的组合体上提，下钳头夹持单根一，上机械手和下机械手一起将单根三和单根一组成的组合体输送至侧入式动力鼠洞ⅱ中单根二的上方，对扣后，由钻台面上的铁钻工旋扣；
21.步骤6、上机械手和下机械手依靠油缸d、油缸a、行走装置和旋转装置配合将单根三、单根一和单根二组成的组合体放到立根盒的指梁内。
22.钻进过程为：
23.步骤1、上机械手和下机械手依靠油缸d、油缸a、行走装置和旋转装置配合将单根三、单根一和单根二组成的组合体从立根盒内取出；
24.步骤2、上机械手和下机械手上行，在油缸d、油缸a、行走装置和旋转装置配合下将单根三、单根一和单根二组成的组合体输送至井口的钻柱上方；
25.步骤3、顶驱与单根三、单根一和单根二组成的组合体上扣，顶驱下行使单根三、单根一和单根二组成的组合体与井口的钻柱对扣后，由钻台面上的铁钻工旋扣。
26.起钻过程为：
27.步骤1、顶驱利用动力吊卡将井口内的钻柱提升出井口三根单根；
28.步骤2、由钻台面上的铁钻工旋扣，将三根单根从钻柱卸下；
29.步骤3、上机械手和下机械手依靠油缸d、油缸a、行走装置和旋转装置配合将三根单根放到立根盒的指梁内。
30.从井口甩钻过程为：
31.步骤1、顶驱利用动力吊卡将井口内的钻柱提升出井口一根单根，打开动力吊卡，并脱离；
32.步骤2、下机械手的下吊钳与单根上段扣合；
33.步骤3、由钻台面上的铁钻工旋扣，将单根从钻柱卸下；
34.步骤4、下机械手在油缸a、油缸b、油缸c、行走装置和旋转装置的配合下，将单根放置到水平单根输送机的滑车上；
35.步骤5、水平单根输送机的滑车向远离井口侧移动，单根完全放置到水平单根输送机上后，下机械手打开下吊钳，单根输送至水平单根输送机。
36.采用双鼠洞模式从立根盒甩钻过程为：
37.步骤1、垂直排管机的上机械手和下机械手将立根放置在侧入式动力鼠洞ⅰ或者侧入式动力鼠洞ⅱ内；
38.步骤2、由铁钻工卸扣，分成双根和单根；
39.步骤3、由下机械手将双根放置在侧入式动力鼠洞ⅱ或者侧入式动力鼠洞ⅰ内；
40.步骤4、由铁钻工卸扣，将双根分成两根单根；
41.步骤5、下机械手先将下吊钳吊起的单根，按照从井口甩钻过程的步骤4、步骤5输送至水平单根输送机，下机械手再从侧入式动力鼠洞ⅱ和侧入式动力鼠洞ⅰ将单根用下吊钳吊起后，按照从井口甩钻过程的步骤4、步骤5分别输送至水平单根输送机。
42.采用单鼠洞模式从立根盒甩钻过程为，以侧入式动力鼠洞ⅰ为例：
43.步骤1、垂直排管机的上机械手和下机械手将立根放置在侧入式动力鼠洞ⅰ；
44.步骤2、由铁钻工卸扣，分成双根和单根；
45.步骤3、下机械手用下吊钳将单根从侧入式动力鼠洞ⅰ扣合后，将单根吊起，移至钻台面前侧；
46.步骤4、上机械手将上钳头夹持双根放置在侧入式动力鼠洞ⅰ内。
47.步骤5、下机械手将单根输送至水平单根输送机上；
48.步骤6、下机械手的下吊钳将双根上部的单根吊住后，由铁钻工卸扣；
49.步骤7、下机械手利用下吊钳将两根单根分别输送至水平单根输送机上。
50.本发明的有益效果是：本发明采用立根低位，排放及输送一体化的管柱处理模式，简化了管柱处理设备功能、数量和种类，钻台空间增大，视野好，实现了独立建立根，提高了管柱处理效率和提高作业安全性，大大缩短了钻井周期、提高了作业效率、降低了工人劳动强度，设备采购费用低，经济效益相当可观。
附图说明
51.图1是本发明用于立根低位排放的管柱自动化处理方法的装置排布立面示意图；
52.图2是本发明用于立根低位排放的管柱自动化处理方法的装置排布平面示意图；
53.图3是本发明用于立根低位排放的管柱自动化处理方法中双鼠洞模式独立建立根
单根吊起的示意图；
54.图4是本发明用于立根低位排放的管柱自动化处理方法中双鼠洞模式独立建立根单根夹持的示意图；
55.图5是本发明用于立根低位排放的管柱自动化处理方法中双鼠洞模式独立建立根单根对扣示意图；
56.图6是本发明用于立根低位排放的管柱自动化处理方法中双鼠洞模式独立建立根单根组合体上提示意图；
57.图7是本发明用于立根低位排放的管柱自动化处理方法中双鼠洞模式独立建立根单根组合体放到立根盒示意图；
58.图8是本发明用于立根低位排放的管柱自动化处理方法中钻进时组合体从立根盒内取出示意图；
59.图9是本发明用于立根低位排放的管柱自动化处理方法中钻进时组合体至井口的钻柱上方的示意图；
60.图10是本发明用于立根低位排放的管柱自动化处理方法中起钻时动力吊卡扣合立柱提升示意图；
61.图11是本发明用于立根低位排放的管柱自动化处理方法中采用单鼠洞模式独立建立根单根对扣示意图；
62.图12是本发明用于立根低位排放的管柱自动化处理方法中采用单鼠洞模式独立建立根三根对扣示意图；
63.图13是本发明用于立根低位排放的管柱自动化处理方法中采用单鼠洞模式从立根盒甩钻单根吊起示意图。
64.图中，1.水平单根输送机，2.垂直排管机，3.下机械手，31.下滑车，32.油缸a，33.下主臂，34.油缸b，35.下钳头，36.油缸c，37.下吊钳，4.上机械手，41.上滑车，42.油缸d，43.上主臂，44.油缸e，45.上钳头，5.立根盒，6.导轨a，7.钻机底座，71.基座，8.铁钻工，9.侧入式动力鼠洞ⅰ，10.侧入式动力鼠洞ⅱ，11.井口，12.顶驱，13.钻台面，14.井架，15.操作台，16.滑车，17.导轨b，18.行走装置，19.旋转装置，20.动力吊卡，21.立柱导轨。
具体实施方式
65.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
66.本发明用于立根低位排放的管柱自动化处理方法，结构如图1和图2所示，在钻机底座7前方布置侧入式动力鼠洞ⅰ9和侧入式动力鼠洞ⅱ10；钻机底座7前侧地面固定安装水平单根输送机1；钻机底座7包括底部设置的基座71，基座71上设置两个立根盒5；两个立根盒5中间设置垂直排管机2；垂直排管机2主梁上安装立柱导轨21；立柱导轨21上部设置上机械手4，立柱导轨21下部设置下机械手3；
67.下机械手3包括下主臂33，下主臂33连接油缸a32，下主臂33依靠油缸32驱动，下主臂33通过销轴连接下滑车31，下滑车31沿着立柱导轨21上下滑移，下主臂33下端设置下钳头35，下钳头35连接油缸b34，下钳头35依靠油缸b34调整倾斜角度，下钳头35连接下吊钳37，下吊钳37连接油缸c36，下吊钳37依靠油缸c36调整倾斜角度。
68.上机械手4包括上主臂43，上主臂43连接油缸d42，上主臂43依靠油缸d42驱动，上
主臂43通过销轴连接上滑车41，上滑车41沿着立柱导轨21中上下滑移，上主臂43下端设置上钳头45，上钳头45连接油缸e44，上钳头45依靠油缸e44调整倾斜角度。
69.垂直排管机2下端通过基座71连接导轨a6，垂直排管机2上端通过井架14连接导轨b17，立柱导轨21可在导轨a6和导轨b17长度方向上运动，也可绕自身中心旋转；水平单根输送机1上设置滑车16，依靠滑车16将单根管柱水平输送到垂直排管机2处进行交接。
70.井口11设置在钻台面13上，钻台面13上安装铁钻工8、操作台15、动力吊卡20，钻台面13上设置井架14，井架14上安装顶驱12，动力吊卡20悬挂在钻机游吊系统的吊环上，导轨a6上设置行走装置18，垂直排管机2下端设置旋转装置19，铁钻工8在侧入式动力鼠洞ⅰ9、侧入式动力鼠洞ⅱ10及井口11处作业。本发明的一种实施例中侧入式动力鼠洞ⅰ9、侧入式动力鼠洞ⅱ10均为管柱从鼠洞侧面进入鼠洞结构，行走装置18采用齿轮齿条结构。
71.通过操控台15分别电连接水平单根输送机1、垂直排管机2、下主臂33、油缸a32、下滑车31、下钳头35、油缸b34、下吊钳37、油缸c36、上主臂43、油缸d42、上滑车41、上钳头45、油缸e44、滑车16、铁钻工8、动力吊卡20、顶驱12、行走装置18、旋转装置19，对各个部件远程控制。上述各个部件的执行机构均设置传感器，用于位置检测或限位控制，利用操控台15中的控制系统对装置内各部件动作进行可编程控制，实现安全互锁功能，
72.本发明用于立根低位排放的管柱自动化处理方法，主要由水平单根输送机1，垂直排管机2，铁钻工8，侧入式动力鼠洞ⅰ9、侧入式动力鼠洞ⅱ10等部件配合完成。
73.采用双鼠洞模式独立建立根的过程为：
74.步骤1、如图3所示，水平单根输送机1通过滑车16将单根一水平输送到垂直排管机2处，下吊钳37通过油缸c36调整倾斜角度，垂直排管机2依靠下机械手3上的下吊钳37扣合单根一后将单根吊起；
75.步骤2、如图4所示，滑车31上行，同时旋转装置19带动立柱导轨21旋转，行走装置18带动立柱导轨21向井口平移，使下机械手3角度对准侧入式动力鼠洞ⅰ9，依靠油缸a32调整下主臂33开合角度及油缸b34调整下吊钳37上单根一角度，将下吊钳37吊起的单根一输送至侧入式动力鼠洞ⅰ9内，由侧入式动力鼠洞ⅰ9将单根一夹持后，下吊钳37打开；
76.步骤3、按照步骤1和步骤2的操作，将单根二由水平单根输送机1输送至侧入式动力鼠洞ⅱ10；
77.步骤4、如图5所示，按照步骤1和步骤2的操作，将单根三输送至单根一的上方，依靠油缸b34和油缸c36将单根三与单根一对扣，由钻台面13上的铁钻工8旋扣；
78.步骤5、如图6所示，下机械手3下行，上机械手4下行，上钳头45夹持单根三，将单根三和单根一组成的组合体上提，下钳头35夹持单根一，上机械手4和下机械手3一起将单根三和单根一组成的组合体输送至侧入式动力鼠洞ⅱ10中单根二的上方，对扣后，由钻台面13上的铁钻工8旋扣；
79.步骤6、如图7所示，上机械手4和下机械手3依靠油缸d42、油缸a32、行走装置18和旋转装置19配合将单根三、单根一和单根二组成的组合体放到立根盒5的指梁内。
80.采用单鼠洞模式独立建立根的过程为：
81.步骤1、水平单根输送机1通过滑车16将单根一水平输送到垂直排管机2处，下吊钳37通过油缸c36调整倾斜角度，垂直排管机2依靠下机械手3上的下吊钳37扣合单根一后将单根吊起；
82.步骤2、滑车31上行，同时旋转装置19带动立柱导轨21旋转，行走装置18带动立柱导轨21向井口平移，使下机械手3角度对准侧入式动力鼠洞ⅰ9，依靠油缸a32调整下主臂33开合角度及油缸b34调整下吊钳37上单根一角度，将下吊钳37吊起的单根一输送至侧入式动力鼠洞ⅰ9或者侧入式动力鼠洞ⅱ10内，将单根一夹持后，下吊钳37打开；
83.步骤3、如图11所示，按照步骤1和步骤2操作，下机械手3将单根二输送至单根一的上方，依靠油缸b34和油缸c36将单根二与单根一对扣，由钻台面13上的铁钻工8旋扣；
84.步骤4、如图12所示，按步骤1和步骤2操作，下机械手3的下吊钳37吊起单根三输送至钻台前方，上机械手4将单根二、单根一组成的双根用上钳头45夹持后上行，下机械手3下吊钳37吊起单根三放入侧入式动力鼠洞ⅰ9，上机械手4下行，与单根三对扣，由钻台面13上的铁钻工8旋扣。
85.步骤5、下机械手3下行，上机械手4下行，上钳头45夹持单根三，将单根三和单根一组成的组合体上提，下钳头35夹持单根一，上机械手4和下机械手3一起将单根三和单根一组成的组合体输送至侧入式动力鼠洞ⅱ10中单根二的上方，对扣后，由钻台面13上的铁钻工8旋扣；
86.步骤6、上机械手4和下机械手3依靠油缸d42、油缸a32、行走装置18和旋转装置19配合将单根三、单根一和单根二组成的组合体放到立根盒5的指梁内。
87.钻进过程为：
88.步骤1、如图8所示，上机械手4和下机械手3依靠油缸d42、油缸a32、行走装置18和旋转装置19配合将单根三、单根一和单根二组成的组合体从立根盒5内取出；
89.步骤2、如图9所示，上机械手4和下机械手3上行，在油缸d42、油缸a32、行走装置18和旋转装置19配合下将单根三、单根一和单根二组成的组合体输送至井口11的钻柱上方；
90.步骤3、顶驱12与单根三、单根一和单根二组成的组合体上扣，顶驱12下行使单根三、单根一和单根二组成的组合体与井口11的钻柱对扣后，由钻台面13上的铁钻工8旋扣。
91.起钻过程为：
92.步骤1、如图10所示，顶驱12利用动力吊卡20将井口11内的钻柱提升出井口三根单根；
93.步骤2、由钻台面13上的铁钻工8旋扣，将三根单根从钻柱卸下；
94.步骤3、上机械手4和下机械手3依靠油缸d42、油缸a32、行走装置18和旋转装置19配合将三根单根放到立根盒5的指梁内。
95.从井口甩钻过程为：
96.步骤1、顶驱12利用动力吊卡20将井口11内的钻柱提升出井口一根单根，打开动力吊卡20，并脱离；
97.步骤2、下机械手3的下吊钳37与单根上段扣合；
98.步骤3、由钻台面13上的铁钻工8旋扣，将单根从钻柱卸下；
99.步骤4、下机械手3在油缸a32、油缸b34、油缸c36、行走装置18和旋转装置19的配合下，将单根放置到水平单根输送机1的滑车上；
100.步骤5、水平单根输送机1的滑车16向远离井口侧移动，单根完全放置到水平单根输送机1上后，下机械手3打开下吊钳37，单根输送至水平单根输送机1。
101.采用双鼠洞模式从立根盒甩钻过程为：
102.步骤1、垂直排管机2的上机械手4和下机械手3将立根放置在侧入式动力鼠洞ⅰ9或者侧入式动力鼠洞ⅱ10内；
103.步骤2、由铁钻工8卸扣，分成双根和单根；
104.步骤3、由下机械手3将双根放置在侧入式动力鼠洞ⅱ10或者侧入式动力鼠洞ⅰ9内；
105.步骤4、由铁钻工8卸扣，将双根分成两根单根；
106.步骤5、下机械手3先将下吊钳37吊起的单根按照从井口甩钻过程的步骤4、步骤5输送至水平单根输送机1，下机械手3再从侧入式动力鼠洞ⅱ10和侧入式动力鼠洞ⅰ9将单根用下吊钳37吊起后，按照从井口甩钻过程的步骤4、步骤5分别输送至水平单根输送机。
107.采用双鼠洞模式从立根盒甩钻时，上机械手4和下机械手3将立根放置在侧入式动力鼠洞ⅰ9(或者侧入式动力鼠洞ⅱ10)内，由铁钻工8卸扣，分成双根和单根；由下机械手3将双根放置在侧入式动力鼠洞ⅱ10(或者侧入式动力鼠洞ⅰ9)内，由铁钻工卸扣，将双根分成两根单根，下机械手将三根单根分别输送至水平单根输送机。
108.采用单鼠洞模式从立根盒甩钻过程为，以侧入式动力鼠洞ⅰ9为例：
109.步骤1、垂直排管机2的上机械手4和下机械手3将立根放置在侧入式动力鼠洞ⅰ9；
110.步骤2、由铁钻工8卸扣，分成双根和单根；
111.步骤3、如图13所示，下机械手3用下吊钳37将单根从侧入式动力鼠洞ⅰ9扣合后，将单根吊起，移至钻台面13前侧；
112.步骤4、上机械手4将上钳头45夹持双根放置在侧入式动力鼠洞ⅰ9内。
113.步骤5、下机械手3将单根输送至水平单根输送机1上；
114.步骤6、下机械手3的下吊钳37将双根上部的单根吊住后，由铁钻工8卸扣；
115.步骤7、下机械手3利用下吊钳37将两根单根分别输送至水平单根输送机1上。
116.采用单鼠洞模式从立根盒甩钻时，上机械手和下机械手将立根放置在侧入式动力鼠洞ⅰ(或者侧入式动力鼠洞ⅱ)内，由铁钻工卸扣，分成双根和单根，下机械手将单根吊走后，上机械手将双根放置在侧入式动力鼠洞ⅰ(或者侧入式动力鼠洞ⅱ)内，下机械手将单根输送至水平单根输送机，下机械手将双根上部的单根吊住后，由铁钻工卸扣，下机械手将两根单根分别输送至水平单根输送机。
117.本发明立根在低位排放，风载小，重心低；实现了钻机钻井作业的同时独立建立根，整个建立根过程不需要人力作业，降低劳动强度；建立根作业不占用井口和顶驱，钻进作业和建立根作业同时进行，提高了钻井效率；整套装置功能完善，地面、钻台面等位置均不需人工参与，只需要一人在操控台操作，接立柱钻进过程交接工序在低位完成，操作简单，危险程度降低、效率大大提高。

技术特征：
1.用于立根低位排放的管柱自动化处理方法，其特征在于，在钻机底座(7)前方布置侧入式动力鼠洞ⅰ(9)和侧入式动力鼠洞ⅱ(10)；钻机底座(7)前侧地面固定安装水平单根输送机(1)；钻机底座(7)包括底部设置的基座(71)，基座(71)上设置两个立根盒(5)；两个立根盒(5)中间设置垂直排管机(2)；垂直排管机(2)主梁上安装立柱导轨(21)；立柱导轨(21)上部设置上机械手(4)，立柱导轨(21)下部设置下机械手(3)；井口设置在钻台面(13)上，钻台面(13)上安装铁钻工(8)、操作台(15)、动力吊卡(20)，钻台面(13)上设置井架(14)，井架(14)上安装顶驱(12)，动力吊卡(20)悬挂在钻机游吊系统的吊环上。2.根据权利要求1所述的用于立根低位排放的管柱自动化处理方法，其特征在于，下机械手(3)包括下主臂(33)，下主臂(33)连接油缸a(32)，下主臂(33)通过销轴连接下滑车(31)，下滑车(31)沿着立柱导轨(21)上下滑移，下主臂(33)下端设置下钳头(35)，下钳头(35)连接油缸b(34)，下钳头(35)连接下吊钳(37)，下吊钳(37)连接油缸c(36)；上机械手(4)包括上主臂(43)，上主臂(43)连接油缸d(42)，上主臂(43)通过销轴连接上滑车(41)，上滑车(41)沿着立柱导轨(21)中上下滑移，上主臂(43)下端设置上钳头(45)，上钳头(45)连接油缸e(44)。3.根据权利要求2所述的用于立根低位排放的管柱自动化处理方法，其特征在于，垂直排管机(2)下端通过基座(71)连接导轨a(6)，垂直排管机(2)上端通过井架(14)连接导轨b(17)；水平单根输送机(1)上设置滑车(16)，依靠滑车(16)将单根管柱水平输送到垂直排管机(2)处进行交接，导轨a(6)上设置行走装置(1)(8)，垂直排管机(2)下端设置旋转装置(19)，铁钻工(8)在侧入式动力鼠洞ⅰ(9)、侧入式动力鼠洞ⅱ(10)及井口处作业。4.根据权利要求3所述的用于立根低位排放的管柱自动化处理方法，其特征在于，采用双鼠洞模式独立建立根的过程为：步骤1、水平单根输送机(1)通过滑车(16)将单根一水平输送到垂直排管机(2)处，下吊钳(37)通过油缸c(36)调整倾斜角度，垂直排管机(2)依靠下机械手(3)上的下吊钳(37)扣合单根一后将单根吊起；步骤2、下滑车(31)上行，同时旋转装置(19)带动立柱导轨(21)旋转，行走装置(18)带动立柱导轨(21)向井口平移，使下机械手(3)角度对准侧入式动力鼠洞ⅰ(9)，依靠油缸a(32)调整下主臂(33)开合角度及油缸b(34)调整下吊钳(37)上单根一角度，将下吊钳(37)吊起的单根一输送至侧入式动力鼠洞ⅰ(9)内，由侧入式动力鼠洞ⅰ(9)将单根一夹持后，下吊钳(37)打开；步骤3、按照步骤1和步骤2的操作，将单根二由水平单根输送机(1)输送至侧入式动力鼠洞ⅱ(10)；步骤4、按照步骤1和步骤2的操作，将单根三输送至单根一的上方，依靠油缸b(34)和油缸c(36)将单根三与单根一对扣，由钻台面(13)上的铁钻工(8)旋扣；步骤5、下机械手(3)下行，上机械手(4)下行，上钳头(45)夹持单根三，将单根三和单根一组成的组合体上提，下钳头(35)夹持单根一，上机械手(4)和下机械手(3)一起将单根三和单根一组成的组合体输送至侧入式动力鼠洞ⅱ(10)中单根二的上方，对扣后，由钻台面(13)上的铁钻工(8)旋扣；步骤6、上机械手(4)和下机械手(3)依靠油缸d(42)、油缸a(32)、行走装置(18)和旋转装置(19)配合将单根三、单根一和单根二组成的组合体放到立根盒(5)的指梁内。
5.根据权利要求3所述的用于立根低位排放的管柱自动化处理方法，其特征在于，采用单鼠洞模式独立建立根的过程为：步骤1、水平单根输送机(1)通过滑车(16)将单根一水平输送到垂直排管机(2)处，下吊钳(37)通过油缸c(36)调整倾斜角度，垂直排管机(2)依靠下机械手(3)上的下吊钳(37)扣合单根一后将单根吊起；步骤2、下滑车(31)上行，同时旋转装置(19)带动立柱导轨(21)旋转，行走装置(18)带动立柱导轨(21)向井口平移，使下机械手(3)角度对准侧入式动力鼠洞ⅰ(9)，依靠油缸a(32)调整下主臂(33)开合角度及油缸b(34)调整下吊钳(37)上单根一角度，将下吊钳(37)吊起的单根一输送至侧入式动力鼠洞ⅰ(9)或者侧入式动力鼠洞ⅱ(10)内，将单根一夹持后，下吊钳(37)打开；步骤3、按照步骤1和步骤2操作，下机械手(3)将单根二输送至单根一的上方，依靠油缸b(34)和油缸c(36)将单根二与单根一对扣，由钻台面(13)上的铁钻工(8)旋扣；步骤4、按步骤1和步骤2操作，下机械手(3)的下吊钳(3)(7)吊起单根三输送至钻台前方，上机械手(4)将单根二、单根一组成的双根用上钳头(45)夹持后上行，下机械手(3)下吊钳(37)吊起单根三放入侧入式动力鼠洞ⅰ(9)，上机械手(4)下行，与单根三对扣，由钻台面(13)上的铁钻工(8)旋扣；步骤5、下机械手(3)下行，上机械手(4)下行，上钳头(45)夹持单根三，将单根三和单根一组成的组合体上提，下钳头(35)夹持单根一，上机械手(4)和下机械手(3)一起将单根三和单根一组成的组合体输送至侧入式动力鼠洞ⅱ(10)中单根二的上方，对扣后，由钻台面(13)上的铁钻工(8)旋扣；步骤6、上机械手(4)和下机械手(3)依靠油缸d(42)、油缸a(32)、行走装置(18)和旋转装置(19)配合将单根三、单根一和单根二组成的组合体放到立根盒(5)的指梁内。6.根据权利要求3所述的用于立根低位排放的管柱自动化处理方法，其特征在于，钻进过程为：步骤1、上机械手(4)和下机械手(3)依靠油缸d(42)、油缸a(32)、行走装置(18)和旋转装置(19)配合将单根三、单根一和单根二组成的组合体从立根盒(5)内取出；步骤2、上机械手(4)和下机械手(3)上行，在油缸d(42)、油缸a(32)、行走装置(18)和旋转装置(19)配合下将单根三、单根一和单根二组成的组合体输送至井口的钻柱上方；步骤3、顶驱(12)与单根三、单根一和单根二组成的组合体上扣，顶驱(12)下行使单根三、单根一和单根二组成的组合体与井口的钻柱对扣后，由钻台面(13)上的铁钻工(8)旋扣。7.根据权利要求3所述的用于立根低位排放的管柱自动化处理方法，其特征在于，起钻过程为：步骤1、顶驱(12)利用动力吊卡(20)将井口内的钻柱提升出井口三根单根；步骤2、由钻台面(13)上的铁钻工(8)旋扣，将三根单根从钻柱卸下；步骤3、上机械手(4)和下机械手(3)依靠油缸d(42)、油缸a(32)、行走装置(18)和旋转装置(19)配合将三根单根放到立根盒(5)的指梁内。8.根据权利要求3所述的用于立根低位排放的管柱自动化处理方法，其特征在于，从井口甩钻过程为：
步骤1、顶驱(12)利用动力吊卡(20)将井口(11)内的钻柱提升出井口一根单根，打开动力吊卡(20)，并脱离；步骤2、下机械手(3)的下吊钳(37)与单根上段扣合；步骤3、由钻台面(13)上的铁钻工(8)旋扣，将单根从钻柱卸下；步骤4、下机械手(3)在油缸a(32)、油缸b(34)、油缸c(36)、行走装置(18)和旋转装置(19)的配合下，将单根放置到水平单根输送机(1)的滑车上；步骤5、水平单根输送机(1)的滑车(16)向远离井口侧移动，单根完全放置到水平单根输送机(1)上后，下机械手(3)打开下吊钳(37)，单根输送至水平单根输送机(1)。9.根据权利要求8所述的用于立根低位排放的管柱自动化处理方法，其特征在于，采用双鼠洞模式从立根盒甩钻过程为：步骤1、垂直排管机(2)的上机械手(4)和下机械手(3)将立根放置在侧入式动力鼠洞ⅰ(9)或者侧入式动力鼠洞ⅱ(10)内；步骤2、由铁钻工(8)卸扣，分成双根和单根；步骤3、由下机械手(3)将双根放置在侧入式动力鼠洞ⅱ(10)或者侧入式动力鼠洞ⅰ(9)内；步骤4、由铁钻工(8)卸扣，将双根分成两根单根；步骤5、下机械手(3)先将下吊钳(37)吊起的单根，按照从井口甩钻过程的步骤4、步骤5输送至水平单根输送机(1)，下机械手(3)再从侧入式动力鼠洞ⅱ(10)和侧入式动力鼠洞ⅰ(9)将单根用下吊钳(37)吊起后，按照从井口甩钻过程的步骤4、步骤5分别输送至水平单根输送机。10.根据权利要求3所述的用于立根低位排放的管柱自动化处理方法，其特征在于，采用单鼠洞模式从立根盒甩钻过程为，以侧入式动力鼠洞ⅰ(9)为例：步骤1、垂直排管机(2)的上机械手(4)和下机械手(3)将立根放置在侧入式动力鼠洞ⅰ(9)；步骤2、由铁钻工(8)卸扣，分成双根和单根；步骤3、下机械手(3)用下吊钳(37)将单根从侧入式动力鼠洞ⅰ(9)扣合后，将单根吊起，移至钻台面(13)前侧；步骤4、上机械手(4)将上钳头(45)夹持双根放置在侧入式动力鼠洞ⅰ(9)内；步骤5、下机械手(3)将单根输送至水平单根输送机(1)上；步骤6、下机械手(3)的下吊钳(37)将双根上部的单根吊住后，由铁钻工(8)卸扣；步骤7、下机械手(3)利用下吊钳(37)将两根单根分别输送至水平单根输送机(1)上。

技术总结
本发明公开了用于立根低位排放的管柱自动化处理方法，在钻机底座前方布置侧入式动力鼠洞Ⅰ和侧入式动力鼠洞Ⅱ；钻机底座前侧地面固定安装水平单根输送机；钻机底座包括底部设置的基座，基座上设置两个立根盒；两个立根盒中间设置垂直排管机；垂直排管机上部设置上机械手，下部设置下机械手；钻台面上设置井口，钻台面上安装铁钻工、操作台、动力吊卡，钻台面上设置井架，井架上安装顶驱，动力吊卡悬挂在钻机游吊系统的吊环上，铁钻工在侧入式动力鼠洞Ⅰ、侧入式动力鼠洞Ⅱ及井口处作业。本发明用于立根低位排放的管柱自动化处理方法，解决了现有技术中存在的立柱的建立、甩单根过程耗时的问题。问题。问题。


技术研发人员：杜永军 张志伟 侯文辉 赵鹏 刘远波 张鹏 郭乾坤
受保护的技术使用者：宝鸡石油机械有限责任公司 中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2023/7/13