基于模块钻机的带压作业装置及模块钻机

475 编辑：中冶有色技术网来源：托普威尔石油技术股份公司

2023-12-18 15:31:34

权利要求书： 1.一种基于模块钻机的带压作业装置，其特征在于，包括：底部平台(100)，所述底部平台(100)安装在井口(014)正上方；

下压设备(200)，所述下压设备(200)安装在底部平台(100)上表面；

导轨(300)，所述导轨(300)安装在底部平台(100)的后侧，可沿底部平台(100)水平移动；

卡瓦设备(400)，所述卡瓦设备(400)由游动卡瓦(401)和固定卡瓦(402)组成，游动卡瓦安装在导轨(300)内，固定卡瓦固定安装在底部平台(100)上。

2.根据权利要求1所述的基于模块钻机的带压作业装置，其特征在于，所述底部平台(100)包括底部连接盘(101)与二层平台(102)，所述底部连接盘(101)设置于底部平台(100)的最下方，二层平台(102)固定在底部连接盘(101)上。

3.根据权利要求2所述的基于模块钻机的带压作业装置，其特征在于，所述底部连接盘(101)为矩形平台，平台上设置有下管通过孔(103)。

4.根据权利要求2所述的基于模块钻机的带压作业装置，其特征在于，所述二层平台(102)包括一个支撑面与四个支撑脚，所述支撑面上设有多个起下管及钢丝绳通过孔。

5.根据权利要求4所述的基于模块钻机的带压作业装置，其特征在于，所述底部连接盘(101)后侧安装有水平方向放置的底部导轨(104)，二层平台(102)的四个支撑脚固定在底部连接盘(101)上，前端两个支撑脚与底部连接盘(101)前方边缘对齐。

6.根据权利要求1所述的基于模块钻机的带压作业装置，其特征在于，所述下压设备(200)由下压滑轮(201)和钻机大钩(202)组成，所述下压滑轮(201)分别固定在下管通过孔(103)两侧，钻机大钩为模块钻机原有设备，为下压设备提供动力。

7.根据权利要求1所述的基于模块钻机的带压作业装置，其特征在于，所述导轨(300)包括导轨本体(301)、上行滑轮(302)和平衡配重(303)，导轨本体(301)由两条前后平行地竖直方向单通道导轨组成，导轨本体(301)安装在底部连接盘(101)后侧水平放置的底部导轨(104)内；上行滑轮(302)安装在导轨本体(301)顶部，平衡配重(303)安装在导轨本体后侧单通道导轨内，可沿导轨(300)作竖直方向运动。

8.根据权利要求1所述的基于模块钻机的带压作业装置，其特征在于，所述固定卡瓦(402)由两个卡瓦(4003)和三脚架(4002)组成，两个卡瓦(4003)分别安装在三脚架(4002)上，所述三脚架(4002)固定在底部连接盘上(101)，正对下管通过孔(103)；所述游动卡瓦由两个卡瓦(4003)与游车(4001)组成，两个卡瓦(4003)固定在游车(4001)上，组成游动卡瓦(401)，游动卡瓦(401)安装在导轨本体(301)前侧单通道导轨内，可沿导轨(300)作竖直方向运动。

9.根据权利要求7所述的基于模块钻机的带压作业装置，其特征在于，下压设备(200)通过钢丝绳与游车(4001)相连；平衡配重(303)通过钢丝绳绕过上行滑轮(302)与游车(4001)相连，所述导轨(300)在底部连接盘(101)后侧放置的底部导轨(104)内可沿水平方向移动。

10.一种模块钻机，包括钻机平台(010)、管柱(011)、井架(012)、权利要求1?9任一项所述的带压作业装置(013)和井口(014)，所述井架(012)固定在钻机平台(010)上方，井架中心正对井口中心线，带压作业装置(013)固定在钻机平台(010)上方，下管通过孔(103)与井口(014)中心线对齐，管柱(011)通过井口(014)由带压作业装置(013)将管柱(011)下入井内。

说明书：一种基于模块钻机的带压作业装置及模块钻机技术领域[0001] 本实用新型涉及一种带压作业工作平台，更具体的说是涉及一种基于模块钻机的带压作业装置及模块钻机。

背景技术[0002] 海上模块钻机(简称模块钻机)是实现海上石油与天然气勘探和开发的关键装备。模块钻机主要由天车、井架、转盘驱动、绞车、液压系统及司钻控制房等组成。

[0003] 带压修井即不压井修井，它主要利用专用的修井装备，在保证井底压力一定的条件下进行管柱的起升、下放和修井作业，带压修井设备主要由密封设备、举升设备和辅助设

备等组成。

[0004] 相较于传统陆地钻机，海上作业环境受海洋海况影响较大，在海洋钻机设备的移运，安装等方面存在空间狭小，运输较难等问题。

实用新型内容

[0005] 为现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种基于模块钻机的带压作业装置，由底部平台、下压设备、导轨、卡瓦设备组成，结构紧凑，空间占用少，便于维护，提高了

安装效率。

[0006] 本实用新型一方面提供一种基于模块钻机的带压作业装置，包括：底部平台，所述底部平台安装在井口正上方；其他设备由底部平台提供支撑；

[0007] 下压设备，所述下压设备安装在底部平台上面；在下管作业时由钻机大钩提供下压力；

[0008] 导轨，所述导轨安装在底部平台的后侧，可沿底部平台水平移动，设备不工作时可将导轨移动至井架后侧，工作时再将导轨移动至井口处，因此便于维护，提高了安装效率；

[0009] 卡瓦设备，所述卡瓦设备由固定卡瓦与游动卡瓦组成，游动卡瓦安装在导轨内，固定卡瓦固定安装在底部平台上。优选的是，底部平台包括底部连接盘与二层平台，所述底部

连接盘设置于底部平台的最下方，二层平台固定在底部连接盘上。底部连接盘为其他设备

提供支撑，将设备自身重力与钻机大钩的拉力传递至井口，二层平台为人工维护设备提供

操作空间。

[0010] 上述任一方案优选的是，所述二层平台包括一个支撑面与四个支撑脚，所述支撑面上设有多个起下管及钢丝绳通过孔。

[0011] 上述任一方案优选的是，所述底部连接盘为矩形平台，平台上设置有下管通过孔。下管通过孔为下管过程提供通路，与井口中心线对齐，起到定位作用。

[0012] 上述任一方案优选的是，所述底部连接盘后侧安装有水平方向放置的底部导轨，二层平台的支撑脚固定在底部连接盘上，其前端支撑脚与底部连接盘前方边缘对齐。

[0013] 上述任一方案优选的是，下压设备由下压滑轮和钻机大钩组成，所述下压滑轮分别固定在下管通过孔两侧，钻机大钩为模块钻机原有设备，为下压设备提供动力。

[0014] 上述任一方案优选的是，所述导轨包括导轨本体、上行滑轮和平衡配重，导轨本体由两条前后平行地竖直方向单通道导轨组成，导轨本体安装在底部连接盘后侧水平放置的

底部导轨内；上行滑轮安装在导轨本体顶部，平衡配重安装在导轨本体后侧单通道导轨内，

可沿导轨作竖直方向运动。

[0015] 上述任一方案优选的是，所述固定卡瓦由两个卡瓦和三脚架组成，两个卡瓦分别安装在三脚架上，三脚架固定在底部连接盘上，正对下管通过孔；所述游动卡瓦由两个卡瓦

与游车组成，两个卡瓦固定在游车上，组成游动卡瓦，游动卡瓦安装在导轨本体前侧单通道

导轨内，可沿导轨作竖直方向运动。

[0016] 上述任一方案优选的是，下压设备通过钢丝绳与游车相连；平衡配重通过钢丝绳绕过上行滑轮与游车相连。

[0017] 上述任一方案优选的是，导轨在底部连接盘后侧放置的底部导轨内可沿水平方向移动。

[0018] 本实用新型另一方面提供一种模块钻机，包括钻机平台、管柱、井架、带压作业装置和井口，所述井架固定在钻机平台上方，井架中心正对井口中心线，带压作业装置固定在

钻机平台上方，下管通过孔与井口中心线对齐，管柱通过井口由带压作业装置将管柱下入

井内。

[0019] 本实用新型的有益效果：本实用新型提供的一种基于模块钻机的带压作业装置，底部直接与井口相连，使用钻机大钩作为动力源，具有结构紧凑、安装快捷、操作简便等优

点，有较高的实用价值。尤其海上作业环境受海洋海况影响较大，有效解决了海洋钻机设备

的移运，安装等方面存在空间狭小，运输较难等问题。

附图说明[0020] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅

是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还

可以根据提供的附图获得其他的附图。

[0021] 图1为本实用新型基于模块钻机的带压作业装置装备的优选实施例结构示意图；[0022] 图2为本实用新型模块钻机优选实施例结构示意图；[0023] 图3为本实用新型图1所示实施例底部平台结构示意图；[0024] 图4为本实用新型图1所示实施例下压设备结构示意图；[0025] 图5附图为本实用新型图1所示实施例导轨以及卡瓦设备结构示意图；[0026] 图中：010?钻机平台，011?管柱，012?井架，013?带压作业装置，014?井口，100?底部平台，101?底部连接盘，102?二层平台，103?下管通过孔，104?底部导轨，200?下压设备，

201?下压滑轮，202?钻机大钩，300?导轨，301?导轨本体，302?上行滑轮，303?平衡配重，

400?卡瓦设备，401?游动卡瓦，402?固定卡瓦，4001?游车，4002?三脚架，4003?卡瓦。

具体实施方式[0027] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参

考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型

的限制。

[0028] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或

位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元

件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

[0029] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者

隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个

以上，除非另有明确具体的限定。

[0030] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是

机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个

元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据

具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

[0031] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通

过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第

一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特

征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅

表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0032] 本实用新型的一个实施例中公开了一种基于模块钻机的带压作业装置，用于解决模块钻机空间不足，设备运输难度大的问题。

[0033] 参见图1和图5，基于模块钻机的带压作业装置包括：[0034] 底部平台100；[0035] 下压设备200，底部平台100上方固定有下压设备200；[0036] 导轨300，导轨300安装于底座100后侧，可沿水平方向移动；[0037] 卡瓦设备400，由游动卡瓦401和固定卡瓦402组成，其中，游动卡瓦401安装在导轨300内，固定卡瓦402固定安装在底部平台100上。

[0038] 本实用新型提供的基于模块钻机的带压作业装置，基于原有设备，采用钻机大钩作为动力源，通过下压设备为下管过程提供下压力，简化了设备的构成，由此解决了模块钻

机空间不足的问题；此外，通过底部导轨引导导轨移动，实现了非工作状态下的设备移动与

维护，解决了模块钻机平台设备运输难度大的问题。

[0039] 参见附图3，底部平台100的最下方设置有底部连接盘101，并与井口相连，设备自身重力及钻机大钩202提供的拉力通过底部连接盘101传递至井口。底部连接盘101中心前

方位置设置有下管通过孔103，为起下管操作过程提供通过空间，并为其他设备提供定位基

准。底部连接盘101上方正对下管通过孔103位置固定有二层平台102，可为人工维护设备提

供操作空间，二层平台102上设有起下管及钢丝绳通过孔，保证设备正常通过。底部连接盘

101后侧固定有水平放置的底部导轨104，引导其他设备移动。

[0040] 参见附图1和4，下压设备200由下压滑轮201与钻机大钩202组成，下压滑轮固定于底部连接盘上，下管通过孔两侧，钻机大钩202位于整体设备上方，通过钢丝绳以及下压滑

轮201，与游动卡瓦401相连。下压设备200负责在下管过程中提供下压力。

[0041] 参见附图1和5，导轨300由导轨本体301、上行滑轮302、平衡配重303组成，导轨本体301安装在底部连接盘101后侧的底部导轨104内，导轨本体301可沿底部导轨在水平方向

运动。导轨本体301由前后平行的两条竖直单通道导轨组成，游动卡瓦401安装于前侧单通

道导轨内，平衡配重303安装于后侧单通道导轨内，游动卡瓦401及平衡配重303均沿竖直单

通道导轨运动。上行滑轮302固定在导轨本体301顶部。平衡配重303通过钢丝绳与上行滑轮

302，与游动卡瓦401相连。导轨300负责引导游动卡瓦401运动以及下管过程结束后，将游动

卡瓦401复位。

[0042] 卡瓦设备400由游动卡瓦401及固定卡瓦402组成，游动卡瓦401由游车4001和卡瓦4003组成，卡瓦4003固定在游车4001上，在下管过程中，卡瓦4003抱紧管柱，游车4001沿导

轨300在竖直方向移动，完成下管。固定卡瓦402由三脚架4002和卡瓦4003组成，卡瓦4003固

定在三脚架4002上，三脚架4002固定在底部连接盘101上，正对下管通过孔103，当游动卡瓦

401完成下管后，固定卡瓦402将管柱抱紧，游动卡瓦401复位，重新进行下管过程。

[0043] 本设备完整工作过程如下：下管过程开始时，游动卡瓦401处于高位，并抱紧管柱(此时固定卡瓦402松开管柱)，钻机大钩202通过钢丝绳及下压滑轮201拉动游车4001，向游

动卡瓦401施加下压力，将管柱压入井内。当下管完成时，游动卡瓦401处于低位，此时，固定

卡瓦402抱紧管柱，游动卡瓦401松开管柱，平衡配重303通过钢丝绳及上行滑轮302，将游动

卡瓦401拉升至高位，此时可重新进行下管操作，重复此过程，即可完成下管作业。

[0044] 本设备的维护过程如下：当不需要进行下管操作时，将导轨300沿底部导轨104由底部连接盘101中间位置移动到侧边，既可以进行设备维护，又为其他设备腾出工作空间。

进行下管操作时，再将导轨沿底部导轨104移动到底部连接盘101中间位置，即可继续进行

下管操作。

[0045] 本实用新型的一个实施例中提供一种模块钻机，参见附图2，模块钻机由钻机平台010、管柱011、井架012、带压作业装置013组成。井架012和带压作业装置013固定在钻机平

台010上方，井架010中心，以及带压作业装置013底部连接盘101设置的下管通过孔103与井

口014中心线对齐。管柱011通过井口014由带压作业装置013压入井内。

[0046] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特

点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表

述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以

在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将

本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

[0047] 尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围

内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。