CN105178876B - 一种新型井架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油装备技术领域，公开了一种新型井架，它包括井架本体，井架本体自底端向顶端依次被分割为第一段井架、第二段井架、第三段井架、第四段井架，第一段井架的底部相对置的两侧设有前支腿、后支腿；四段井架均被竖直分割为呈倒置的“L”型的后段、前段，两段井架连接时，后段采用挂钩连接，前段采用销子耳板连接。井架下部设有前支腿、后支腿，不需要安装人字架；各段井架均为可折叠结构，使用液缸辅助段与段之间的连接和起升井架，既满足了多种运输条件，节约了运输成本，又降低了劳动强度，提高安装和起升效率，实现了快速移运，快速安装。

Description

一种新型井架

技术领域

本发明涉及石油装备技术领域，具体的说是安装、拆除便捷，能够快速移运的一种新型井架。

背景技术

井架是石油钻采作业中的一个重要组成部分之一，它用于安放和悬挂天车、游车、大钩、吊环、吊卡等起升设备与工具，以及起下钻和存放钻杆。井架的设计要求有足够的高度和空间来安放相关设备和工具。目前在井架的设计中根据运输、安装等要求将其分成几段，而各段的结构一般都由背扇和左右片架组成。

井架的运输方式有两种，一种方式是将背扇和片架分别拆开运输，现场再进行组装，这种方式的优点是能够满足公路、铁路运输的规格要求，缺点是不仅运输单元多，而且拆卸、安装时间长，工作效率较低。另一种方式将是背扇和片架焊接成一体，虽然可以实现井架的整体运输，减少现场安装时间，但由于井架的工作性能以及附件的安装要求，使得井架的整体外形尺寸超过了一般公路、铁路运输的限制尺寸，增加了大量运输费用甚至无法实现铁路运输，从而使这类井架的使用范围受到很大局限。

井架的段与段连接一般都是井架主腿端面接触定位后，外侧用耳板和销子连接，在此过程中销孔的对正作业不好控制，需要吊车与操作者配合进行不断的方位调整，穿销子时也操作人员需要借助外力敲击，井架的安装费时费力；井架的起升多采用绞车起升，起升前段与段连接好后，再穿起升大绳，然后利用绞车带动钢丝绳拉起井架。这种起升方式要求配置大功率的绞车，而且需要拆装起升大绳，起升效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型井架，以解决现有的井架运输不便捷、井架的段与段之间安装时穿销对正费时费力，井架起升需要拆装起升大绳、大型设备配合，工作效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：

一种新型井架，它包括井架本体，井架本体自底端向顶端依次被分割为第一段井架、第二段井架、第三段井架、第四段井架，第一段井架上装有套管扶正台，第二段井架上装有立管操作台，第三段井架上装有二层台和大钳平衡重，第四段井架的顶端设有天车，所述第一段井架的底部一侧设有前支腿，前支腿通过前腿支座与底座相连接，所述第一段井架的底部与前支腿相对置的另一侧设有后支腿，后支腿通过后腿支座与底座相连接；第一段井架、第二段井架、第三段井架、第四段井架均被竖直分割为呈倒置的“L”型的后段、前段，第一段井架、第二段井架、第三段井架的后段顶部均设有连接挂钩，第二段井架、第三段井架、第四段井架的后段的底部均设有与连接挂钩相适配的挂接销轴，第一段井架、第二段井架、第三段井架的前段顶部均设有连接耳座，第二段井架、第三段井架、第四段井架的前段底部均设有与连接耳座相适配的第一连接耳板。

作为本发明的进一步改进，所述第一段井架、第二段井架、第三段井架的结构相同，第一段井架、第二段井架、第三段井架中所述后段与前段连接处的侧壁两边分别设有两组相互铰接的第二连接耳板，两组第二连接耳板分别通过外侧销子、内侧销子相互连接，所述后段、前段的另一端底部分别设有运输固定耳板，运输固定耳板上设有销孔，拔下外侧销子后后段、前段可绕着内侧销子水平旋转，当运输固定耳板上的销孔重合时，插入外侧销子进行固定，井架本体合拢呈四边闭合的四边形。

作为本发明的更进一步改进，所述内侧销子由销子、活动定位块组成，销子上半部分的直径大于下半部分的直径，活动定位块能够卡装在销子的外壁上，销子的下部设有锁紧销，锁紧销的侧边设有别针。

作为本发明的更进一步改进，所述第四段井架中的后段分为对置的“L”型上后段、下后段，所述第四段井架中的前段分为对置的“L”型上前段、下前段，上后段与下后段、上前段与下前段均通过销轴连接，上后段与上前段的侧壁通过销连接，上后段与上前段连接处的侧壁上分别设有两个耳板，下后段、下前段连接处的侧壁两边分别设有两组相互铰接的第二连接耳板，两组第二连接耳板分别通过外侧销子、内侧销子相互连接，上后段与上前段的连接侧壁的长度小于下后段、下前段的连接侧壁的长度，下后段与下前段连接侧壁与斜支撑杆的一端连接，斜支撑杆的另一端与耳板相连接。

本发明为一种快速移运，快速安装的井架。井架本体被分为四段，每段井架被分为前段与后段，两段井架连接时，后段采用挂钩连接，前段采用销子耳板连接。井架的起升采用液缸起升，不需要安装人字架，井架下部设有前支腿、后支腿。起升前先将第一段井架的前支腿与设置在井架底座上的前腿支座相铰接，液缸顶起第一段井架，第二段井架到位后，第一段井架的后段上部的连接挂钩挂住第二段井架后段下部的挂接销轴，液缸伸出顶起第一段井架，第一段井架绕前腿支座的销轴旋转，同时第一段井架顶部会绕着挂接销轴旋转，旋转至第二段井架前段底部的第一连接耳板的销孔与第一段井架前段顶部的连接耳座的销孔对正后，在销孔中穿销，连接好第一段井架和第二段井架，同样的方法依次连接好第三段井架、第四段井架；各个井段连接好后，液缸继续顶升，将井架本体竖立起来，使得井架的后支腿与后腿支座相连接，井架起升结束。

本发明中第一段井架离开钻井台面，增了大钻井井口的操作空间；井架本体上配有二层台、挡风墙、立管操作台、套管扶正台、大钳平衡重等设备，同时配有通往二层台、天车台的梯子及登梯助升装置和防坠落装置、吊钳滑轮等附件。

第一段井架、第二段井架、第三段井架均采用可折叠结构，在拆卸运输前，将前段、后段上的两组第二连接耳板内分别插上外侧销子和内侧销子，内侧销子中的活动定位块装在销子的下部，卡在第二连接耳板底侧与锁紧销之间，销子与第二连接耳板配合段的直径较大，两者之间的配合间隙较小，使得前段与后段紧密连接；当井架需要合拢运输时，将活动定位块取下，向上提起销子，再将活动定位块装在销子的上部，使得第二连接耳板的底部与锁紧销贴合，活动定位块的底面与第二连接耳板的上表面贴紧，销子与第二连接耳板配合段的直径较小，两者之间的配合间隙增大，同时拔下外侧销子，使第二连接耳板能够绕着销子水平转动；转动前段、后段，当运输固定耳板上的销孔重合时，插入外侧销子，则井架合拢；当井架运输到安装现场后，再次取出外侧销子，打开井架至正常位置，再将外侧销子插入第二连接耳板内，即可组装到位。

所述第四段井架需要旋转合拢时，首先将上前段与上后段的连接、斜支撑杆与外侧的耳板连接均打开，将上前段与上后段分别反向向外旋转至上前段与下前段在同一平面上，上后段与下后段在同一平面上，将斜支撑杆的顶端分别与内侧的耳板相连接，则第四段井架的结构与第一段井架的结构相类似，再按照第一段井架的折叠方式进行折叠、固定，即可实现第四段井架的折叠运输。

本发明所述井架的移运方式可有以下四种：

第一种：有限宽要求运输时，井架本体和天车分为第一段井架、第二段井架、第三段井架、第四段井架、二层台+天车及其他附件共五个模块进行运输，其他附件及零部件可根据外形、尺寸等按具体情况分配至已有的几个模块中共同运输。井架本体各段左右两部分可沿着背扇连接耳板处内侧销子进行轴向旋转合拢，减小运输体积；井架各模块运输至工作地点后，只需将井架前腿处的销子取下，井架打开至正常状态，将销子装入背扇外侧进行连接固定，实现快速安装。

第二种：无限宽运输要求时，分为第一段井架、第二段井架、第三段井架+二层台，第四段井架+天车以及其他附件共四个模块，各段可不进行旋转直接运输。其中第一段井架运输时，前支腿、后支腿折叠在第一段井架的两侧，与其整体运输。二层台也可与第三段井架整体运输。

第三种：近距离搬家时，井架站立，底座下放，直接用拖车一起拖至下一个井位。

第四种：长距离搬家时，井架放倒拆下，顶驱、游车等附件均不拆下，随井架整体作为一个运输单元拖走，二层台可向上折叠，顶驱、游车在第一段井架内部，导绳机可放在移动系统上。

本发明所述的一种新型井架采用了模块化设计，各段井架均为可折叠结构，使用液缸辅助段与段之间的连接和起升井架，既满足了多种运输条件，节约了运输成本，又降低了劳动强度，提高安装和起升效率，实现了快速移运，快速安装。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中本发明的侧视图；

图3是图1中第一段井架的结构示意图；

图4是图3中第一段井架的折叠状态示意图；

图5是图3中内侧销子的结构示意图；

图6是图1中第四段井架的结构示意图；

图7是图5中第四段井架的拆分示意图；

图8是第一段井架与第二段井架连接状态示意图；

图9是图8中第一段井架与第二段井架的后段连接处结构示意图；

图10是图9中第一段井架与第二段井架的后段连接处的侧视图；

图11是图8中第一段井架与第二段井架的前段连接处结构示意图；

图12是图11中第一段井架与第二段井架的后段连接处的侧视图；

图13是图8中第一段井架与第二段井架完成连接后的结构示意图；

图14是本使用新型起升后的结构示意图；

图中：1、第一段井架，2、第二段井架，3、第三段井架，4、第四段井架，5、天车，6、大钳平衡重，7、二层台，8、立管操作台，9、套管扶正台，10、前支腿，11、前腿支座，12、后腿支座，13、后支腿，14、梯子，15、底座，16、后段，17、外侧销子，18、内侧销子，19、后段，20、运输固定耳板，21、上后段，22、下后段，23、上前段，24、下前段，25、耳板，26、斜支撑杆，27、液缸，28、吊绳，29、连接挂钩，30、挂接销轴，31、第一连接耳板，32、连接耳座，33、主受力销，34、第二连接耳板，35、销子，36、活动定位块，387、锁紧销，38、别针。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1、图2所示的一种新型井架，它包括井架本体，井架本体自底端向顶端依次被分割为第一段井架1、第二段井架2、第三段井架3、第四段井架4，第一段井架1上装有套管扶正台9，第二段井架2上装有立管操作台8，第三段井架3上装有二层台7和大钳平衡重6，第四段井架4的顶端设有天车5，第一段井架1的底部一侧设有前支腿10，前支腿10通过前腿支座11与底座15连接，第一段井架1的底部与前支腿11相对置的另一侧设有后支腿13，后支腿13通过后腿支座12与底座15相连接；第一段井架1、第二段井架2、第三段井架3、第四段井架4均被竖直分割为呈倒置的“L”型的后段16、前段19，第一段井架1、第二段井架2、第三段井架3的后段16顶部均设有连接挂钩29，第二段井架2、第三段井架3、第四段井架4的后段16的底部均设有与连接挂钩29相适配的挂接销轴30，第一段井架1、第二段井架2、第三段井架2的前段19顶部均设有连接耳座32，第二段井架2、第三段井架3、第四段井架4的前段19底部均设有与连接耳座32相适配的第一连接耳板32。

如图3、图4所示，第一段井架1、第二段井架2、第三段井架3的结构相同，第一段井架1、第二段井架2、第三段井架3中后段16与前段19连接处的侧壁两边分别设有两组相互铰接的第二连接耳板34，两组第二连接耳板34分别通过外侧销子17、内侧销子18相互连接，后段16、前段19的另一端底部分别设有运输固定耳板20，运输固定耳板20上设有销孔，拔下外侧销子17后后段16、前段19可绕着内侧销子18水平旋转，当运输固定耳板20上的销孔重合时，插入外侧销子17进行固定，井架本体合拢呈四边闭合的四边形。

如图5所示，内侧销子18由销子35、活动定位块36组成，销子3635上半部分的直径大于下半部分的直径，活动定位块3736能够卡装在销子35的外壁上，销子35的下部设有锁紧销37，锁紧销37的侧边设有别针38。

第一段井架1、第二段井架2、第三段井架3均采用可折叠结构，在拆卸运输前，将前段19、后段16上的两组第二连接耳板34内分别插上外侧销子17和内侧销子18，内侧销子18中的活动定位块36装在销子35的下部，卡在第二连接耳板34底侧与锁紧销37之间，销子35与第二连接耳板34配合段的直径较大，两者之间的配合间隙较小，使得前段19与后段16紧密连接；当井架需要合拢运输时，将活动定位块36取下，向上提起销子35，再将活动定位块36装在销子35的上部，使得第二连接耳板34的底部与锁紧销37贴合，活动定位块36的底面与第二连接耳板34的上表面贴紧，销子35与第二连接耳板34配合段的直径较小，两者之间的配合间隙增大，同时拔下外侧销子17，使第二连接耳板34能够绕着销子35水平转动；转动前段19、后段16，当运输固定耳板20上的销孔重合时，插入外侧销子17，则井架合拢；当井架运输到安装现场后，再次取出外侧销子17，打开井架至正常位置，再将外侧销子17插入第二连接耳板34内，即可组装到位。

如图6、图7所示，第四段井架4中的后段16分为对置的“L”型上后段21、下后段22，第四段井架4中的前段19分为对置的“L”型上前段23、下前段24，上后段21与下后段22、上前段23与下前段24均通过销轴连接，上后段21与上前段23的侧壁通过销连接，上后段21与上前段23连接处的侧壁上分别设有两个耳板25，下后段22、下前段24连接处的侧壁两边分别设有两组相互铰接的第二连接耳板34，两组第二连接耳板34分别通过外侧销子17、内侧销子18相互连接，上后段21与上前段23的连接侧壁的长度小于下后段22、下前段24的连接侧壁的长度，下后段22与下前段24连接侧壁与斜支撑杆26的一端连接，斜支撑杆26的另一端与耳板25相连接。

第四段井架4需要旋转合拢时，首先将上前段23与上后段21的连接、斜支撑杆26与外侧的耳板25连接均打开，将上前段23与上后段21分别反向向外旋转至上前段23与下前段24在同一平面上，上后段21与下后段22在同一平面上，将斜支撑杆26的顶端分别与内侧的耳板25相连接，则第四段井架4的结构与第一段井架1的结构相类似，再按照第一段井架1的折叠方式进行折叠、固定，即可实现第四段井架4的折叠运输。

如图8至图14所示，井架本体被分为四段，每段井架被分为前段19与后段16，两段井架连接时，后段16采用挂钩连接，前段19采用销子耳板连接。井架的起升采用液缸27起升，不需要安装人字架，井架下部设有前支腿10、后支腿13。起升前先将第一段井架1的前支腿10与设置在井架底座15上的前腿支座11相铰接，液缸27的下端与底座15相连接，液缸27的顶端与第一段井架1相连接，液缸27伸出顶起第一段井架1，第二段井架2被吊绳28吊至适当位置后，第一段井架1的后段16上部的连接挂钩29挂住第二段井架2后段16下部的挂接销轴30，液缸27伸出顶起第一段井架1，第一段井架1绕前腿支座11的销轴旋转，同时第一段井架1顶部会绕着挂接销轴31旋转，旋转至第二段井架2前段19底部的第一连接耳板32的销孔与第一段井架1前段19顶部的连接耳座31的销孔对正后，在销孔中穿入主受力销33，连接好第一段井架1和第二段井架2，同样的方法依次连接好第三段井架3、第四段井架4；各个井段连接好后，液缸27继续顶升，将井架本体竖立起来，使得井架的后支腿13打开，与后腿支座12相连接，井架起升结束。再将井架的其他附件逐渐安装到位。井架的安装结束。

Claims (2)

1.一种新型井架，它包括井架本体，井架本体自底端向顶端依次被分割为第一段井架（1）、第二段井架（2）、第三段井架（3）、第四段井架（4），第一段井架（1）上装有套管扶正台（9），第二段井架（2）上装有立管操作台（8），第三段井架（3）上装有二层台（7）和大钳平衡重（6），第四段井架（4）的顶端设有天车（5），其特征在于：所述第一段井架（1）的底部一侧设有前支腿（10），前支腿（10）通过前腿支座（11）与底座（15）连接，所述第一段井架（1）的底部与前支腿（11）相对置的另一侧设有后支腿（13），后支腿（13）通过后腿支座（12）与底座（15）相连接；第一段井架（1）、第二段井架（2）、第三段井架（3）、第四段井架（4）均被竖直分割为呈倒置的“L”型的后段（16）、前段（19），第一段井架（1）、第二段井架（2）、第三段井架（3）的后段（16）顶部均设有连接挂钩（29），第二段井架（2）、第三段井架（3）、第四段井架（4）的后段（16）的底部均设有与连接挂钩（29）相适配的挂接销轴（30），第一段井架（1）、第二段井架（2）、第三段井架（2）的前段（19）顶部均设有连接耳座（32），第二段井架（2）、第三段井架（3）、第四段井架（4）的前段（19）底部均设有与连接耳座（32）相适配的第一连接耳板（31）；所述第一段井架（1）、第二段井架（2）、第三段井架（3）的结构相同，第一段井架（1）、第二段井架（2）、第三段井架（3）中所述后段（16）与前段（19）连接处的侧壁两边分别设有两组相互铰接的第二连接耳板（34），两组第二连接耳板（34）分别通过外侧销子（17）、内侧销子（18）相互连接，所述后段（16）、前段（19）的另一端底部分别设有运输固定耳板（20），运输固定耳板（20）上设有销孔，拔下外侧销子（17）后后段（16）、前段（19）可绕着内侧销子（18）水平旋转，当运输固定耳板（20）上的销孔重合时，插入外侧销子（17）进行固定，井架本体合拢呈四边闭合的四边形；所述内侧销子（18）由销子（35）、活动定位块（36）组成，销子（35）上半部分的直径大于下半部分的直径，活动定位块（36）能够卡装在销子（35）的外壁上，销子（35）的下部设有锁紧销（37），锁紧销（37）的侧边设有别针（38）。

2.根据权利要求1所述的一种新型井架，其特征在于：所述第四段井架（4）中的后段（16）分为对置的“L”型上后段（21）、下后段（22），所述第四段井架（4）中的前段（19）分为对置的“L”型上前段（23）、下前段（24），上后段（21）与下后段（22）、上前段（23）与下前段（24）均通过销轴连接，上后段（21）与上前段（23）的侧壁通过销连接，上后段（21）与上前段（23）连接处的侧壁上分别设有两个耳板（25），下后段（22）、下前段（24）连接处的侧壁两边分别设有两组相互铰接的第二连接耳板（34），两组第二连接耳板（34）分别通过外侧销子（17）、内侧销子（18）相互连接，上后段（21）与上前段（23）的连接侧壁的长度小于下后段（22）、下前段（24）的连接侧壁的长度，下后段（22）与下前段（24）连接侧壁与斜支撑杆（26）的一端连接，斜支撑杆（26）的另一端与耳板（25）相连接。