CN101655000A - 全液压顶驱车载钻机 - Google Patents
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Abstract
一种全液压顶驱车载钻机。主要解决现有钻机移动和拆装不方便、结构和操作复杂、自动控制程度低及存在着安全隐患的问题。其特征在于：井架由内架(1)及外架(2)组成，内架(1)内置有主液压缸(3)，外架(2)上有升降锁定装置(5)，外架(2)上升降锁定装置(5)下部有接力支座(6)，内架(1)及外架(2)上分别连接有导轨板(7)，内架(1)及外架(2)上的导轨板(7)间有对接装置，顶驱(4)上钢丝绳绕过天车与主液压缸(3)下端的滑轮相连。该全液压顶驱车载钻机不仅移动和拆装方便、结构和操作简单、自动控制程度高，而且安全可靠。
Description
技术领域：
本发明涉及油田钻井领域钻井所用的钻机，尤其是全液压顶驱车载钻机。
背景技术：
“钻头不到，原油不冒”，钻井行业是原油生产的排头兵。石油钻机又是钻井的重要设备。钻机由天车、游车、大钩及专用工具组成，在钻井过程中完成起下钻、下套管等操作。钻机按传动方式分直驱和顶驱；按移动方式分车载式和解体运输式。而目前的钻机尤其是中浅井钻机不同程度存在着体积大、重量重、移动和拆装不方便，结构和操作复杂、自动控制程度低的问题，而且存在着安全隐患，因而影响钻井成本和效益，不利于钻井技术发展。
发明内容：
为了解决现有钻机体积大、重量重、移动和拆装不方便，结构和操作复杂、自动控制程度低及存在着安全隐患的问题，本发明提供一种全液压顶驱车载钻机。该全液压顶驱车载钻机不仅体积小、重量轻、移动和拆装方便、结构和操作简单、自动控制程度高，而且安全可靠。
本发明的技术方案是：该全液压顶驱车载钻机包括车载井架，井架通过液压缸能够起落并通过锁定装置固定，井架由内架及外架组成并能够升降，内架内置有主液压缸，主液压缸既能带动内架升降又能带动顶驱上下移动，外架上有升降锁定装置，外架上升降锁定装置下部有接力支座，内架及外架上分别连接有导轨板，内架及外架上的导轨板间有对接装置，顶驱上钢丝绳绕过天车与主液压缸下端的滑轮相连，并带动顶驱沿导轨板滑动。
上述方案中的内架及外架均为矩形框架结构；锁定装置由锁定液压缸连接销轴，通过锁定液压缸控制销轴进出外架上的销孔；主液压缸的缸体头球铰链在内架上，主液压缸的柱塞下端球铰链有滑轮；升降锁定装置由升降锁定液压缸控制销轴进出内架上的销孔；内架中部有与升降锁定装置销轴相配的接力销孔；接力支座由接力液压缸控制支架翻转；主液压缸、锁定液压缸及接力液压缸主管道依次采用钢性升降管道及铰链管道与液压站相连通，钢性升降管道及铰链管道连接在外架上；内架上的导轨板通过四连杆与内架相连接；内架及外架上导轨板对接装置为机械式；内架及外架上导轨板对接装置为液压式；井架的顶驱一侧地面上置有钻杆动力递送装置，钻杆动力递送装置主架两侧前后横向铰链有排架，排架内外端头分别设置有倾角调整装置、旋转定位拨盘及平衡液压支腿，主架上纵向设置有起落架，起落架上有夹紧装置，通过倾角调整装置可调整排架内外倾角，利用排架倾角、钻杆重力、旋转定位拨盘及起落架依次将钻杆送出。
本发明具有如下有益效果：该全液压顶驱车载钻机由于采用主液压缸与内架和顶驱相连接，升降锁定液压缸及接力液压缸与销轴及支架相连接结构，利用液压原理，因而缩小体积，减轻该钻机的重量，移动和拆装该钻机方便，该钻机结构和操作简单化，提高了自动控制程度，降低了工人劳动强度，缩短转场时间，提高了钻井效率，降低钻井成本，安全可靠。而且液压主管道因采用钢性升降管道及铰链管道与液压站相连通结构，保证了液压系统的安全性。所以说该全液压顶驱车载钻机不仅体积小、重量轻、移动和拆装方便、结构和操作简单、自动控制程度高，而且安全可靠。
附图说明：
附图1是本发明升起后立体结构示意图；
附图2是本发明钻杆动力递送装置图。
图中1-内架，2-外架，3-主液压缸，4-顶驱，5-升降锁定装置，6-接力支座，7-导轨板，8-锁定液压缸，9-滑轮，10-旋转定位拨盘，11-支架，12-铰链管道，13-主架，14-排架，15-倾角调整装置，16-平衡液压支腿，17-起落架。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如附图所示，该全液压顶驱车载钻车连接有钻井平台，钻井平台上铰链有外架2，外架2与车之间连接有液压缸并能够起落外架2，外架2升起后由锁定液压缸8及销轴锁定装置固定，锁定液压缸8推动销轴进入外架2上的销孔内，达到固定外架2的目的，而且由手动控制改为自动控制，因而减轻工人劳动强度，消除了安全隐患。井架由矩形框架的内架1及外架2组成，并能够升降，内架1内下端球铰链有主液压缸3，主液压缸3的柱塞下端球铰链有滑轮9，主液压缸3采用了缸头球铰连接和杆端球铰连接，保证了缸体柱塞杆永远在一条直线上，最大限度地减少密封件的磨损，提高油缸的寿命。同时，缸头铰接减少了支点间距，大大提高长行程油缸的压杆稳定性能。滑轮9上连接的钢丝绳绕过天车与顶驱4相连，这样主液压缸2既能带动内架1升降又能带动顶驱4沿导轨板7上下移动，省去了绞车、盘刹等繁杂的设备，因而缩短高度，减轻该钻机的重量，使结构和操作简单化。外架2上有升降锁定装置5，升降锁定装置5由升降锁定液压缸及销轴组成，由升降锁定液压缸推动销轴进出内架1上的接力销孔及销孔，实现内架1与外架2自动固定连接目的。外架2上升降锁定装置5下部有接力支座6，接力支座6由接力液压缸控制支架11翻转，通过接力支座6使内架1升至到设计高度，最终提高了自动化程度，减轻工人劳动强度，消除了安全隐患。主液压缸3、锁定液压缸8及接力液压缸主管道依次采用钢性升降管道及铰链管道12与液压站相连通，钢性升降管道及铰链管道12连接在外架2上，因主液压缸3随桅杆升降距离较长，故采用长行程滑动伸缩钢性升降管道，同时采用特殊装置消除了钢性升降管道的轴向力，使其不对井架产生影响，并且在液压系统主管道上用铰链管道12，主管道上无液压软管，避免因软管爆裂或遭磕碰破损而造成瞬间压降过大而发生重大设备及人身事故。内架1及外架2上分别连接有导轨板7，内架1上的导轨板7通过四连杆与内架1相连接，内架1及外架2上的导轨板7对应端分别有凸台和凹槽，并在内架1与导轨板7间铰链有液压缸，通过液压缸向外下推动内架1上导轨板7使内架1上导轨板7的凸台进入外架2导轨板7的凹槽内，实现自动对接，保证内架1与外架2上的导轨板7连接成一体，大大减轻操作者的劳动强度，提高工作效率，可大幅减少钻机转场的辅助时间。导轨板7上有顶驱4，顶驱4并能够沿导轨板7滑动。井架的顶驱4一侧地面上置有钻杆动力递送装置。钻杆动力递送装置由主架13两侧前后横向铰链有排架14，排架14用于摆放钻杆，排架14内外端头分别设置有倾角调整装置15、旋转定位拨盘10及平衡液压支腿16，倾角调整装置15和平衡液压支腿16能使排架14产生内高或外高，通过倾角调整装置15和平衡液压支腿16可调整倾角，利用排架14倾角、钻杆重力和旋转定位拨盘10向起落架17供钻杆，起落架17单根进给，平衡液压支腿16主架13上纵向设置有起落架17，通过起落架17将钻杆立起，起落架17上有夹紧装置，通过夹紧装置将钻杆固定在起落架17上，通过起落架17依次将钻杆送给顶驱4，实现自动接、送钻杆一体化的目的。
实际使用时，首先通过车载将该钻机移动到井位，完成移动过程。再通过控制台控制液压缸将内架1及外架2支起，再通过控制台控制锁定液压缸8推动销轴进入外架2上的销孔内，达到固定外架2的目的。再通过控制台控制主液压缸3，主液压缸3推动内架1向上升起，当升到一定高度时，主液压缸3停止上升，升降锁定装置5的升降锁定液压缸推动销轴进入接力销孔内，内架1临时锁定，这时主液压缸3的柱塞回缩，当回缩到接力支座6上方时停止回缩，接力支座6由接力液压缸控制支架11落下，这时主液压缸3座在接力支座6上继续上升，当上升到设计高度时，主液压缸3再次停止上升，升降锁定装置5的升降锁定液压缸推动销轴进入销孔内，内架1锁定，同时液压缸向外下推动内架1上的导轨板7使内架1上导轨板7的凸台进入外架2导轨板7的凹槽内，主液压缸3继续上升一定高度后，接力支座6由接力液压缸控制支架11翻起，即完成立井架过程。主液压缸3开始下降，主液压缸3的下降通过钢丝绳及天车带动顶驱4沿导轨板7上移，在这同时钻杆动力递送装置排架14上的钻杆在排架14倾角、钻杆重力和旋转定位拨盘10的作用下向起落架17单根供钻杆，再通过起落架17将钻杆立起并送给顶驱4，顶驱4连接好后，即可正常钻井施工。
综上所述，该全液压顶驱车载钻机具有如下特点：全液压控制，体积小，重量轻；钻机主要动作由程序控制，自动化程度高；可按工况自动控制钻压，提高工作效率；钻台、井架一体化，全部设备车载，可实现快速转场，较少非工作时间；钻杆动力递送装置自动送钻杆，减轻操作者体力劳动强度；利用主液压缸3通过钢丝绳带动顶驱升降运动，主液压缸3的缸头铰接，油缸工况好，压杆稳定性好，密封件寿命长；各油缸进、回油管道为钢性升降管道，液压系统主管道为铰链管道12，主系统无软管连接，安全性好；顶驱4导轨板7自动对接，劳动强度小，工作效率高。该钻机既适用于频繁转场中浅井钻井也适用于套管钻井。
Claims (12)
1、一种全液压顶驱车载钻机，包括车载井架，井架通过液压缸能够起落并通过锁定装置固定，其特征在于：井架由内架(1)及外架(2)组成并能够升降，内架(1)内置有主液压缸(3)，主液压缸(3)既能带动内架(1)升降又能带动顶驱(4)上下移动，外架(2)上有升降锁定装置(5)，外架(2)上升降锁定装置(5)下部有接力支座(6)，内架(1)及外架(2)上分别连接有导轨板(7)，内架(1)及外架(2)上的导轨板(7)间有对接装置，顶驱(4)上钢丝绳绕过天车与主液压缸(3)下端的滑轮(9)相连，并带动顶驱(4)沿导轨板(7)滑动。
2、根据权利要求1所述的全液压顶驱车载钻机，其特征在于：内架(1)及外架(2)均为矩形框架结构。
3、根据权利要求1所述的全液压顶驱车载钻机，其特征在于：锁定装置由锁定液压缸(8)上连接销轴，通过锁定液压缸(8)控制销轴进出外架(2)上的销孔。
4、根据权利要求1所述的全液压顶驱车载钻机，其特征在于：主液压缸(3)的缸体头球铰链在内架(1)上，主液压缸(3)柱塞下端球铰链有滑轮(9)。
5、根据权利要求1所述的全液压顶驱车载钻机，其特征在于：升降锁定装置(5)由升降锁定液压缸控制销轴进出内架(1)上的销孔。
6、根据权利要求1所述的全液压顶驱车载钻机，其特征在于：内架(1)中部有与升降锁定装置销轴相配的接力销孔。
7、根据权利要求1所述的全液压顶驱车载钻机，其特征在于：接力支座(6)由接力液压缸控制支架(11)翻转。
8、根据权利要求1所述的全液压顶驱车载钻机，其特征在于：主液压缸(3)、升降锁定液压缸及接力液压缸主管道依次采用钢性升降管道及铰链管道(12)与液压站相连通，钢性升降管道及铰链管道(12)连接在外架(2)上。
9、根据权利要求1所述的全液压顶驱车载钻机，其特征在于：内架(1)上的导轨板(4)通过四连杆与内架(1)相连接。
10、根据权利要求1所述的全液压顶驱车载钻机，其特征在于：内架(1)及外架(2)上导轨板(4)对接装置为机械式。
11、根据权利要求1所述的全液压顶驱车载钻机，其特征在于：内架(1)及外架(2)上导轨板(4)对接装置为液压式。
12、根据权利要求1所述的全液压顶驱车载钻机，其特征在于：井架的顶驱(4)一侧地面上置有钻杆动力递送装置，钻杆动力递送装置由主架(13)两侧前后横向铰链有排架(14)，排架(14)内外端头分别设置有倾角调整装置(15)、旋转定位拨盘(10)及平衡液压支腿(16)，主架(13)上纵向设置有起落架(17)，起落架(17)上有夹紧装置，通过倾角调整装置(15)可调整排架(14)内外倾角，利用排架(14)倾角、钻杆重力、旋转定位拨盘(10)及起落架(17)依次将钻杆送出。
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