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海洋钻修机二层台机器人设计及选型研究

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丁辉张超赵暕边守臣

摘?要：针对钻机二层台机器人在海洋钻修机上应用的技术瓶颈，开展了海洋钻修机二层台机器人的设计选型、安装方式及二层台容量等基础性的技术研究。该文立足海洋钻修机的功能特点，结构空间、作业工况及作业安全等方面，提出了二层台机器人驱动方式和安装方式的设计及选型方法，采取固定式指梁和可调式指梁的自动化二层台设计解决了立根盒容量问题，并为海洋钻修机二层台机器人的研制提供了技术借鉴，为海洋钻修机设计工作者深入开展二层台机器人的研究指明了方向。

关键词：海洋钻修机?二层台机器人?自动化二层台?驱动方式?安裝方式

：TE928??：A：1672-3791（2019）11（b）-0001-03

Abstract：Inviewofthetechnicalbottleneckoftheapplicationoftheautomaticpipe-handlingofmonkey-boardofdrillingrigonoffshoredrillingandworkoverrig，Basictechnologyresearchondesign，typeselection，installationmodeandcapacityofmonkey-boardofoffshoredrillingandworkoverrighasbeencarriedout.Thispaperisbasedonthefunctionalcharacteristics，structurespace，workingconditionsandsafetyofoffshoredrillingandworkoverrig.Thedesignandselectionofdrivingmodeandinstallationmodeforautomaticpipe-handlingofmonkey-boardarepresented.Thedesignofautomaticmonkey-boardwithfixedfingerbeamandadjustablefingerbeamsolvestheproblemofcapacityofmonkey-board.Thispaperprovidesatechnicalreferenceforthedevelopmentofautomaticpipe-handlingofmonkey-boardofoffshoredrillingandworkoverrig，andpointsoutthedirectionforfurtherresearchofautomaticpipe-handlingofmonkey-boardfordesignersofoffshoredrillingandworkoverrig.

KeyWords：Offshoredrillingandworkoverrig;Automaticpipe-handlingofmonkey-board;Automaticmonkey-board;Drivingmode;Installationmode

随着石油装备自动化和智能化技术的发展，自动化抓管机、二层台机械手、动力猫道、铁钻工、顶驱等石油钻井装备得到了长足的发展，已广泛应用于陆地钻机和钻井船中，但由于海洋石油钻修机的结构特点、安全环保、作业空间及作业工况等因素，给海洋钻修机二层台自动化装备的研究与应用带来了一定的挑战。

为解决海洋钻修机二层台机器人研究与应用的瓶颈，中海油服油田生产事业部研究团队围绕海洋钻修机二层台机器人的设计选型、安装方式及二层台容量和安全管卡的设计瓶颈等开展了技术研究，并提出了系列解决方案，为下一步海洋钻修机二层台机器人样机的研制与应用打下了技术基础。

1?工作原理和关键技术指标

1.1二层台机器人工作原理

海洋钻修机二层台机器人主要由自动化二层台、二层台机械手、液压吊卡、气动卡瓦及集成控制系统等组成。海洋钻修机起下钻作业时，钻具上端通过液压吊卡和游车大钩提升到二层台以上位置，由钻工将钻具下端摆放到立根盒合适位置上，再由二层台机械手将钻具抓持住，液压吊卡打开，由二层台机械手将钻具推扶至指梁中间，指梁门闩关闭。下钻作业时，操作相反。

1.2二层台机械人环境技术指标

工作环境温度：-20℃～50℃;