[发明专利]一种钻台管柱自动化智能处理顶驱系统

说明书

本发明公开了一种钻台管柱自动化智能处理顶驱系统，涉及石油钻井设备技术领域，包括井架、升降机构、顶驱和管柱吊卡，井架同侧的两根立柱上安装有齿条；升降机构的动力源通过可编程PLC控制系统进行控制，升降机构的动力输出端连接有齿轮，齿轮与齿条啮合，使得升降机构能够沿着井架爬行升降；顶驱安装在升降机构的底部；管柱吊卡通过拉杆与顶驱连接。本发明通过齿轮和齿条的配合结构，实现升降机构在井架上的升降动作，通过可编程PLC控制系统进行控制能够满足自动化操控，实现了自动化起钻、下钻和钻进的操作，解决了目前管柱升降过程耗时费力的问题。

技术领域

本发明涉及石油钻井设备技术领域，更具体的说是涉及一种钻台管柱自动化智能处理顶驱系统。

背景技术

随着我国经济的不断发展，国内对于能源的需求越来越大，并且国内各行各业对石油有着较强的依赖，为了更好地促进我国石油产业的发展，为我国提供更好的能源供应环境，现有的开采技术需要不断地提升改进。随着石油钻井设备技术的发展，其作业的安全性、可靠性和工作效率等问题成为了研究的重点与热点。石油钻井管柱自动化智能处理是目前石油装备发展的重要方向，也是实现无人化钻井作业的关键技术之一。实现石油钻井管柱自动化智能处理不仅能够提升作业的安全性、可靠性和工作效率，还可以降低人力劳动，降低开采成本。

目前，国外的石油钻井管柱自动化智能处理装置的研究已经取得相当多的成果，其技术已经趋于成熟。而我国在石油钻井设备技术上的起步发展较晚，目前我国自主研制的装备受自身工作性能和传统操作方式等诸多因素的影响，仍有很大的发展空间。对于管柱自动化智能钻井装备我国也有单位进行研制，但现有的技术方法存在有管柱升降过程耗时耗力的问题。

因此，如何提供一种能够实现自动化起钻、下钻和钻进操作，且能够实现管柱升降过程省时省力的钻台管柱自动化智能处理顶驱系统，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种钻台管柱自动化智能处理顶驱系统，旨在解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钻台管柱自动化智能处理顶驱系统，包括：

井架，所述井架同侧的两根立柱上安装有齿条；

升降机构，所述升降机构的动力源通过可编程PLC控制系统进行控制，所述升降机构的动力输出端连接有齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合，使得所述升降机构能够沿着所述井架爬行升降；

顶驱，所述顶驱安装在所述升降机构的底部；

管柱吊卡，所述管柱吊卡通过拉杆与所述顶驱连接。

通过上述技术方案，本发明通过齿轮和齿条的配合结构，实现升降机构在井架上的升降动作，通过可编程PLC控制系统进行控制能够满足自动化操控，实现了自动化起钻、下钻和钻进的操作，解决了目前管柱升降过程耗时费力的问题。

优选的，在上述一种钻台管柱自动化智能处理顶驱系统中，所述井架前侧的两根立柱内外表面均安装有所述齿条；所述升降机构包括驱控箱、驱动齿轮和限位齿轮；所述驱控箱内部安装有驱动电机，所述驱动电机通过可编程PLC控制系统进行控制，所述驱动齿轮与所述驱动电机的动力输出轴穿出所述驱控箱的端头固定连接，所述驱动齿轮与至少一根齿条啮合，所述限位齿轮转动连接在所述驱控箱的外侧壁，所述限位齿轮与其他的所述齿条啮合。本发明采用驱动齿轮和限位齿轮与齿条形成夹持结构，使得升降机构在井架上的爬行稳定性更强。

优选的，在上述一种钻台管柱自动化智能处理顶驱系统中，所述驱动齿轮和所述限位齿轮的数量均为偶数个，且均对称布置在所述驱控箱的两侧。通过对称的结构布置形式，能够进一步提高驱动的稳定性和爬行升降的平稳操控。