CN104612595A - 翻转滑移式桅杆井架 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种翻转滑移式桅杆井架，包括井架主体、加压提升系统、滑动系统和翻转系统，其中井架主体为箱型结构，加压提升系统设置在井架主体上，滑动系统连接井架主体并驱动井架主体平移，滑动系统包括滑动架、以及能驱动井架主体在滑动架上滑动的滑动油缸，翻转系统连接滑动系统并驱动滑动系统翻转，滑动系统包括翻转座、以及能驱动滑动架和井架主体翻转的翻转油缸。本发明的翻转滑移式桅杆井架不仅具有翻转功能，还具有滑移功能，并通过滑移压实于地面上，在工作时提升反作用力便经井架主体直接传至地面，大大减小联接部的受力，另外，由于井架主体采用箱型结构，结构紧凑，抗弯扭强度大，安全可靠。

Description

翻转滑移式桅杆井架

技术领域

本发明涉及一种井架，尤其是一种能翻转、能滑移的、安全防护性好的翻转滑移式桅杆井架。

背景技术

翻转井架是石油物探钻井设备的最重要部件之一，钻机车翻转井架在物探钻机车设备中已广泛使用，且多为桁架式结构，翻转至直立状态后锁定不动，钻机车的加压提升装置的提升力将全部加载在井架与井架支架联接部的销轴上，再经底盘传至地面，因此，对销轴强度要求比较高，而且比较容易影响钻机车的正常工作。

另外，现有的井架是采用型材组焊的“M”形桁架结构式井架，结构虽然相对简单，但为保证必要的抗弯扭强度，外形结构尺寸(即横截面)很大，而且这种井架的加压提升系统的加压链条为两条，且均布于动力头两侧，由于野外现场工作条件非常差，实际使用中，常出现两边链条因跳齿而发生侧偏，同时司钻操作处的链条和链轮裸露在外，常发生全事故。因此，现有井架安全防护性差，外形庞大，抗弯扭强度差。

本发明可以解决上述不足，为钻机车提供了一种安全可靠、操作简便、设计有相对完备的安防措施的板件组焊的桅杆式井架。

发明内容

本发明的目的是提供一种翻转滑移式桅杆井架，以解决井架翻转至竖直状态并直接锁定后，造成加压提升装置的提升反作用力全部加载在钻机车上，容易影响钻机车正常工作的缺陷。

为达到上述目的，本发明提出一种翻转滑移式桅杆井架，包括：井架主体；加压提升系统，设置在所述井架主体上；滑动系统，连接所述井架主体并驱动所述井架主体平移；翻转系统，连接所述滑动系统并驱动所述滑动系统翻转。

如上所述的翻转滑移式桅杆井架，其中，所述井架主体的两侧均设有凸出的下导轨；所述加压提升系统包括分别固定在所述井架主体两端的主动链轮和被动链轮，所述主动链轮与所述被动链轮之间连接有链条；所述滑动系统包括：滑动架，其位于所述井架主体下方，所述滑动架两侧设有滑动槽，所述下导轨能沿所述滑动槽滑动；滑动油缸，其一端连接在所述井架主体下方，另一端连接所述滑动架，所述滑动油缸能驱动所述井架主体在所述滑动架上沿所述滑动槽滑动；所述翻转系统包括：翻转座，其一端固定在钻机车上，另一端与所述滑动架通过枢轴枢接；翻转油缸，其一端与所述翻转座枢接，另一端与所述滑动架枢接，所述翻转油缸能驱动所述滑动架和所述井架主体围绕所述枢轴旋转。

如上所述的翻转滑移式桅杆井架，其中，所述滑动架包括：滑动架主体，呈板状，且位于所述井架主体下方；分别设于所述滑动架主体两侧的两个所述滑动槽，每个所述滑动槽均由上压板、下压板、以及位于所述上压板与所述下压板之间的隔板围设形成，所述下压板固定在所述滑动架主体上。

如上所述的翻转滑移式桅杆井架，其中，所述滑动架还包括固定于所述滑动架主体下方的两个滑动架支架，所述翻转座的另一端伸入两个所述滑动架支架之间，且通过所述枢轴与两个所述滑动架支架枢接。

如上所述的翻转滑移式桅杆井架，其中，所述井架主体两侧还分别设有凸出的上导轨，所述上导轨位于所述下导轨上方；所述加压提升系统还包括连接在所述链条上的动力头，所述动力头上设有分别位于所述井架主体两侧的两套滚轮组，每套所述滚轮组上形成有滚动槽，所述上导轨穿过所述滚动槽。

如上所述的翻转滑移式桅杆井架，其中，每套所述滚轮组包括上滚轮、下滚轮、以及位于所述上滚轮与所述下滚轮之间的侧滚轮，所述上滚轮、所述下滚轮及所述侧滚轮围设形成所述滚动槽，所述动力头能通过所述滚轮组在所述井架主体上沿所述上导轨滑移。

如上所述的翻转滑移式桅杆井架，其中，所述井架主体是由四个侧板依次焊接形成的箱型结构。

如上所述的翻转滑移式桅杆井架，其中，所述井架主体的上端连接有容置所述主动链轮的上加压轴座，所述井架主体的下端连接有容置所述被动链轮的下加压轴座，所述上加压轴座和所述下加压轴座均为箱型结构，所述链条的下半环依次穿过所述上加压轴座的内腔、所述井架主体的内腔、和所述下加压轴座的内腔，所述链条的上半环位于所述井架主体的外侧。

如上所述的翻转滑移式桅杆井架，其中，所述井架主体的两端开口，所述上加压轴座的内腔、所述井架主体的内腔、以及所述下加压轴座的内腔相连通。

如上所述的翻转滑移式桅杆井架，其中，所述下加压轴座的一端与所述井架主体相连接，所述下加压轴座的另一端连接有支撑体，所述井架主体在翻转至竖直状态并沿所述滑动架下滑后，通过所述支撑体压实在地面上。

本发明的翻转滑移式桅杆井架的特点和优点是：

1、本发明的翻转滑移式桅杆井架，其不仅具有翻转功能，还具有滑移功能，在不工作时，其处于平放状态(与地面平行)，工作时，先通过翻转系统翻转至竖直状态(与地面垂直)，再通过滑动系统滑移至压实于地面上，具体是滑动系统的滑动架与翻转系统的翻转座相枢接，且滑动架与翻转系统的液压油缸相连接，使得在翻转油缸的驱动下，滑动架能随井架主体一起翻转，在翻转至竖直状态后，由于井架主体的两侧设有下导轨，井架主体下方的滑动架两侧对应设有滑动槽，在滑动油缸的驱动下，下导轨能在滑动槽内滑动，即井架主体能在滑动槽内滑动至压实于地面上，这样，在加压提升系统工作时，提升反作用力便经井架主体直接传至地面，大大减小联接部的受力，使联接更加安全可靠，避免影响钻机车的正常工作。

2、本发明的翻转滑移式桅杆井架，其井架主体为箱型结构，结构紧凑，抗弯扭强度大，井架主体两端分别设有箱型的上加压轴座和箱型的下加压轴座，用于分别容置主动链轮和被动链轮，链条的下半环位于井架主体的内腔中，与现有井架的链轮和链条均裸露在外相比，本发明的井架更加安全、可靠，结构更加紧凑。

3、本发明的翻转滑移式桅杆井架，其加压提升装置的动力头两侧均设有一套滚轮组，每套滚轮组的上滚轮、下滚轮以及侧滚轮围设形成滚动槽，井架主体两侧的上导轨穿过滚动槽，动力头在链条的带动下，能通过滚轮组在井架主体上沿上导轨滑动，井架主体与动力头的滚动式联接结构提高了加压提升系统运动的灵活性。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明的翻转滑移式桅杆井架的示意图；

图2是本发明中井架主体的截面示意图；

图3是本发明中滑动架的示意图；

图4是本发明中井架主体与滑动架的组装示意图；

图5是图1中上加压轴座的A向视图。

主要元件标号说明：

1  井架主体

11 上导轨           12 下导轨           13 连接板

2  上加压轴座

3  下加压轴座

4  加压提升系统     41 链条             42 主动链轮

43 被动链轮         44 动力头

441 上滚轮          442 下滚轮          443 侧滚轮

445 滚动槽

45 加压马达

5  滑动系统         51 滑动架

511 滑动架主体      512 滑动架支架      513 上压板

514 下压板          515 隔板            516 滑动槽

52 滑动油缸

6  翻转系统

61 翻转座           62 翻转油缸          63 枢轴

7  支撑体

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明提供一种翻转滑移式桅杆井架，包括井架主体1、加压提升系统4、滑动系统5和翻转系统6，其中，井架主体1为井架的主体结构，加压提升系统4设置在井架主体1上，用于钻具的加压和提升，滑动系统5连接井架主体1并驱动井架主体1平移，翻转系统6连接滑动系统5并驱动滑动系统5翻转，其中翻转系统6用于驱动滑动系统和井架主体由水平状态翻转至直立(竖直)状态，之后滑动系统再驱动井架主体向下滑移，使井架主体立于地面上，在作业过程中，加压提升装置的提升反作用力经井架主体直接传至地面，大大减小联接部的受力，使联接更加安全可靠，避免影响钻机车的正常工作。

在一个具体实施例中，井架主体1的两侧均设有凸出的平滑的下导轨12，下导轨例如为方形的长杆；加压提升系统4包括分别固定在井架主体1两端的主动链轮42和被动链轮43，主动链轮42与被动链轮43之间连接有链条41，由主动链轮42带动链条41和被动链轮43转动；滑动系统5与井架主体1采用滑块式滑动连接，滑动系统5包括滑动架51和滑动油缸52，滑动架51位于井架主体1下方，滑动架51呈长条形，滑动架51两侧设有供井架主体1滑动的滑动槽516，下导轨12穿过滑动槽516并能沿滑动槽516滑动，滑动油缸52的一端连接在井架主体1下方，滑动油缸52的另一端连接滑动架51，滑动油缸52能驱动井架主体1在滑动架51上沿滑动槽516滑动；翻转系统6包括翻转座61和翻转油缸62，翻转座61的一端固定在钻机车上，翻转座61的另一端与滑动架51通过枢轴63枢接，翻转油缸62的一端与翻转座61枢接，翻转油缸62的另一端与滑动架51枢接，翻转油缸62能驱动滑动架51和井架主体1围绕枢轴63旋转，由于采用翻转油缸和滑动油缸进行液压驱动，操作灵活简便，安全可靠。

在本实施例中，翻转油缸62呈长杆状，翻转油缸62与翻转座61的枢接点位于枢轴63下方，翻转座61、翻转油缸62和滑动架51依次连接构成三角形，使得翻转座61的支撑力臂和翻转油缸62的驱动力臂对滑动架51的支撑构成角形的支撑结构。翻转座61的支撑力臂和翻转油缸62的驱动力臂形成30度至75度的夹角，例如45度或60度。采用这种连接结构，使得滑动架51的两端分别由翻转座61和翻转油缸62支撑，翻转油缸62不仅起到驱动滑动架51翻转的作用，同时还起到支撑和控制滑动架51在翻转中保持平衡的作用，使滑动架和井架主体的翻转过程更加平稳，同时翻转油缸、滑动架和翻转座的三角形连接结构，使得井架的整体结构更加紧凑，节省了翻转系统和滑动系统的占用空间。

其中，滑动油缸52和翻转油缸62可根据需要进行选择，可为本领域常用的液压油缸，由于其具体结构并不是本发明的主要改进之处，故本发明对此不做详细介绍。

本发明的翻转滑移式桅杆井架安装于钻机车上，当钻机车工作时，首先由司钻控制液压系统的液压阀，给翻转油缸提供液压油，使翻转油缸的油缸杆伸出并驱动滑动系统和井架主体绕枢轴63旋转，直至垂直于地面；然后再操控滑动油缸的控制阀，使滑动油缸的油缸杆伸出，驱动井架主体在滑动架上移动，直至压实在地面上；再手动操作钻机车上的机械式锁紧机构将井架锁紧，即可操控钻机车进行钻井作业或进行其它作业。

如图3、图4所示，在一个可行的技术方案中，滑动架51包括滑动架主体511和分别设于滑动架主体511两侧的两个滑动槽516，滑动架主体511呈板状，且位于井架主体1下方，每个滑动槽516均由上压板513、下压板514、以及位于上压板513与下压板514之间的隔板515围设形成，下压板514固定在滑动架主体511上(滑动架主体511顶面的两侧)，即下压板514、隔板515和上压板513由下至上依次堆叠，隔板515的宽度小于下压板514的宽度，且隔板515的宽度小于上压板513的宽度，因而上压板513和下压板514之间便形成供下导轨穿设的滑动槽516。

再如图4所示，滑动架51还包括固定于滑动架主体511下方的两个滑动架支架512，两个滑动架支架512分别设置在滑动架主体511的两侧，翻转座61的另一端伸入两个滑动架支架512之间，且通过枢轴63与两个滑动架支架512枢接，使得滑动架51能围绕翻转座61翻转。

如图1、图2所示，在另一个具体实施例中，井架主体1两侧还分别设有凸出的平滑的上导轨11，上导轨例如为方形的长杆，上导轨11位于下导轨12上方；加压提升系统4与井架主体1采用滚动式连接，加压提升系统4还包括连接在链条41上的动力头44，动力头44用于驱动钻具旋转，动力头44上设有分别位于井架主体1两侧的两套滚轮组，每套滚轮组上形成有滚动槽445，上导轨11穿过滚动槽445，在工作时，通过使滚轮组在上导轨上滚动，实现动力头沿井架主体的灵活上下滑移。动力头44的结构及其安装是本领域的公知常识，故不作详细说明，另外，在动力头44上设置滚轮组，可根据实际工况进行安装或设置，本发明对此不加以限制，例如可设置在动力头的动力头托架上等。

如图4所示，在一个优选的技术方案中，每套滚轮组包括上滚轮441、下滚轮442、以及位于上滚轮441与下滚轮442之间的侧滚轮443，上滚轮441、下滚轮442及侧滚轮443围设形成滚动槽445，上滚轮贴靠上导轨的顶面，下滚轮贴靠上导轨的底面，侧滚轮贴靠上导轨的外侧面，动力头44能借助滚轮组在井架主体1上沿上导轨11滑移。由于动力头44与井架主体1采用滚动式连接，摩擦力小，安全、灵活性高。

其中，上滚轮441的转动轴与下滚轮442的转动轴相平行，上滚轮441(或下滚轮)的转动轴与侧滚轮443的转动轴相垂直，以使三个滚轮能同时沿上导轨朝同一方向平稳滚动，安全可靠性高。

在如图1所示的实施例中，井架主体1是由四个侧板依次焊接形成的箱型结构，由于井架主体是由板件组焊而成，整体结构紧凑，抗弯扭、抗压强度大，整体强度大，安装稳固，牢固可靠。

优选地，井架主体1的上端连接有容置主动链轮42的上加压轴座2，井架主体1的下端连接有容置被动链轮43的下加压轴座3，上加压轴座2和下加压轴座3例如均与井架主体采用螺栓连接紧固，上加压轴座2和下加压轴座3均为箱型结构，即由板件组焊而成，链条41的下半环依次穿过上加压轴座2的内腔、井架主体1的内腔、和下加压轴座3的内腔，链条41的上半环位于井架主体1的外侧。与链条和链轮均裸露在外的现有井架相比，本发明的井架安全可靠性好，可以保证操作人员的人身安全，避免发生安全事故。

具体是，井架主体1的两端开口，上加压轴座2的内腔、井架主体1的内腔、以及下加压轴座3的内腔相连通，以形成主动链轮、被动链轮和链条的容置腔。例如在井架主体的一端连接有连接板13，连接板13中心具有贯通的开口，井架主体先与连接板13例如焊接在一起，连接板13再与下加压轴座3通过螺栓连接在一起。

如图1、图5所示，在本实施例中，链条41为三排链，且链条41安装在井架上的主动链轮、被动链轮的安装座之间，形成环状结构(类似于传动链条的应用)。

其中，三排链的一半安置于井架外侧，另一半安置于井架主体的内腔中，井架外侧链条41(与动力头44的连接处)设计有两个联接接头，分别连接动力头44的活动架。而现有技术的链条为两条单排链，且均布于动力头两侧，增加了井架的外形尺寸，而且两条单排链条容易受力不均，还常出现两边的链条因跳齿而发生侧偏，尤其是司钻操作处的链条和链轮裸露在外，很容易发生安全事故；由于本发明中采用三排链条，不仅整体结构更紧凑，安全性更好，而且各链条的受力更加均匀。

另外，如图5所示，上加压轴座外还设有与主动链轮42相连接的加压马达45和减速器，以驱动主动链轮42转动。

再如图1所示，下加压轴座3的一端与井架主体1相连接，下加压轴座3的另一端连接有支撑体7，井架主体1在翻转至竖直状态并沿滑动架51下滑后，通过支撑体7压实在地面上，即支撑体7坐立于地面上，并支撑井架主体1。

其中，支撑体7例如为柱形结构，且支撑体7接触地面的一端设有锯齿，以便能稳固地卡接在地面上，使井架整体结构更稳固、牢靠。

本发明的翻转滑移式桅杆井架，采用分体式可滑移的组合设计，通过液压缸驱动可以在滑动架上上下滑动，并可直接压实在地面上，使提升反作用力经井架直接传至地面，大大减轻联接部、以及钻机车的受力，使联接更加安全可靠，保证钻机车的安全正常工作，井架采用箱形截面结构，由板件组焊而成，整体结构紧凑，安全可靠性高，操作简便。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是，本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本发明理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。

Claims (10)

1.一种翻转滑移式桅杆井架，其特征在于，所述翻转滑移式桅杆井架包括：

井架主体；

加压提升系统，设置在所述井架主体上；

滑动系统，连接所述井架主体并驱动所述井架主体平移；

翻转系统，连接所述滑动系统并驱动所述滑动系统翻转。

2.如权利要求1所述的翻转滑移式桅杆井架，其特征在于，

所述井架主体的两侧均设有凸出的下导轨；

所述加压提升系统包括分别固定在所述井架主体两端的主动链轮和被动链轮，所述主动链轮与所述被动链轮之间连接有链条；

所述滑动系统包括：

滑动架，其位于所述井架主体下方，所述滑动架两侧设有滑动槽，所述下导轨能沿所述滑动槽滑动；

滑动油缸，其一端连接在所述井架主体下方，另一端连接所述滑动架，所述滑动油缸能驱动所述井架主体在所述滑动架上沿所述滑动槽滑动；

所述翻转系统包括：

翻转座，其一端固定在钻机车上，另一端与所述滑动架通过枢轴枢接；

翻转油缸，其一端与所述翻转座枢接，另一端与所述滑动架枢接，所述翻转油缸能驱动所述滑动架和所述井架主体围绕所述枢轴旋转。

3.如权利要求2所述的翻转滑移式桅杆井架，其特征在于，所述滑动架包括：

滑动架主体，呈板状，且位于所述井架主体下方；

分别设于所述滑动架主体两侧的两个所述滑动槽，每个所述滑动槽均由上压板、下压板、以及位于所述上压板与所述下压板之间的隔板围设形成，所述下压板固定在所述滑动架主体上。

4.如权利要求3所述的翻转滑移式桅杆井架，其特征在于，所述滑动架还包括固定于所述滑动架主体下方的两个滑动架支架，所述翻转座的另一端伸入两个所述滑动架支架之间，且通过所述枢轴与两个所述滑动架支架枢接。

5.如权利要求1所述的翻转滑移式桅杆井架，其特征在于，所述井架主体两侧还分别设有凸出的上导轨，所述上导轨位于所述下导轨上方；

所述加压提升系统还包括连接在所述链条上的动力头，所述动力头上设有分别位于所述井架主体两侧的两套滚轮组，每套所述滚轮组上形成有滚动槽，所述上导轨穿过所述滚动槽。

6.如权利要求5所述的翻转滑移式桅杆井架，其特征在于，每套所述滚轮组包括上滚轮、下滚轮、以及位于所述上滚轮与所述下滚轮之间的侧滚轮，所述上滚轮、所述下滚轮及所述侧滚轮围设形成所述滚动槽，所述动力头能通过所述滚轮组在所述井架主体上沿所述上导轨滑移。

7.如权利要求1至6任一项所述的翻转滑移式桅杆井架，其特征在于，所述井架主体是由四个侧板依次焊接形成的箱型结构。

8.如权利要求7所述的翻转滑移式桅杆井架，其特征在于，所述井架主体的上端连接有容置所述主动链轮的上加压轴座，所述井架主体的下端连接有容置所述被动链轮的下加压轴座，所述上加压轴座和所述下加压轴座均为箱型结构，所述链条的下半环依次穿过所述上加压轴座的内腔、所述井架主体的内腔、和所述下加压轴座的内腔，所述链条的上半环位于所述井架主体的外侧。

9.如权利要求8所述的翻转滑移式桅杆井架，其特征在于，所述井架主体的两端开口，所述上加压轴座的内腔、所述井架主体的内腔、以及所述下加压轴座的内腔相连通。

10.如权利要求8所述的翻转滑移式桅杆井架，其特征在于，所述下加压轴座的一端与所述井架主体相连接，所述下加压轴座的另一端连接有支撑体，所述井架主体在翻转至竖直状态并沿所述滑动架下滑后，通过所述支撑体压实在地面上。