CN108266144A - 一种用于多轴钻杆的顶拔系统及其使用方法 - Google Patents

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马晓华
郭峰
沈杰超
朱怀甫
赵建
李中瑞
陈云峰
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B23/00—Apparatus for displacing, setting, locking, releasing, or removing tools, packers or the like in the boreholes or wells
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
    • E21B19/10—Slips; Spiders ; Catching devices

Abstract

本发明公开了一种用于多轴钻杆的顶拔系统，其技术要点是：包括顶升架以及多个液压锁紧装置，所述液压锁紧装置安装在钻杆上，所述顶升架包括横向钢梁以及与横向钢梁连接的多个液压千斤顶，所述横向钢梁设置在液压千斤顶与液压锁紧装置之间，可以有效解决多轴钻杆在恶劣施工条件下卡钻、埋钻等施工问题，降低施工事故时的拔钻处理成本，安全环保、经济实用。

Description

一种用于多轴钻杆的顶拔系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种顶拔机，特别涉及一种用于多轴钻杆的顶拔系统。
背景技术
近年来，基坑工程朝着越来越深、越来越大的方向发展，基坑开挖的深度不断挑战着桩基设备的施工能力，不论是沿海软土地层还是河流砂卵石地层或岩石地层，都会遇到各种桩基工程及机械设备问题。由于地质勘察原因或者施工操作原因，往往会出现多轴搅拌设备在恶劣施工条件下出现卡钻、埋钻的施工故障。多轴钻杆一旦被埋在较深的土层中，起拔难度大，事故处理成本很高。现有的顶拔设备可以实现单根钻杆的顶拔，而类似三轴搅拌桩等设备采用一组多轴钻杆，钻杆间具有一定的相关联性，通过多个顶拔机对一组钻杆进行顶拔，往往容易出现应力集中或者顶拔时钻杆受力不协调而造成多轴钻杆的整体破坏。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种为克服现有顶拔设备的不足和缺陷，提供了一种用于多轴钻杆的多点式、全方位顶拔系统，有效提高了多轴钻杆埋钻时顶拔效率，具有顶升速度块，不出现应力集中而导致钻杆破坏等功能特点，可以有效解决多轴钻杆在恶劣施工条件下卡钻、埋钻等施工问题，降低施工事故时的拔钻处理成本，安全环保、经济实用。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种用于多轴钻杆的顶拔系统，包括顶升架以及多个液压锁紧装置，所述液压锁紧装置安装在钻杆上，所述顶升架包括横向钢梁以及与横向钢梁连接的多个液压千斤顶，所述横向钢梁设置在液压千斤顶与液压锁紧装置之间。
作为优选：所述液压千斤顶设置在横向钢梁的两端。
作为优选：所述横向钢梁的中部设有副顶升架，所述副顶升架包括纵向钢梁以及与纵向钢梁连接的多个液压顶，所述纵向钢梁与横向钢梁连接。
作为优选：所述液压顶设在在纵向钢梁的两端。
作为优选：所述液压千斤顶远离横向钢梁的一端设有可调节支撑底座。
作为优选：所述液压顶以及可调节支撑底座的底部均安装有钢垫板。
作为优选：所述横向钢梁与纵向钢梁均由两根加强工字钢组成，加强工字钢之间用加劲板相连接。
作为优选：所述液压锁紧装置朝向横向钢梁的一端设有压力传感器。
作为优选：其还包括控制系统，所述控制系统包括液压操纵台与管路系统，所述压力传感器将接收的信号发送到液压操纵台，液压操纵台通过管路系统分别控制液压千斤顶与液压顶。
一种用于多轴钻杆的顶拔系统及其使用方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将控制液压锁紧装置分别夹紧每一个多轴钻杆；（2）进行预顶拔作业，逐个控制液压千斤顶与液压顶，将千斤顶与液压顶顶升至与纵向钢梁以及横向钢梁的位置，然后纵向钢梁与横向钢梁对液压锁紧装置顶紧；（3）通过调整可调节支撑底座，对液压千斤顶的高度进行调整，使得液压操纵台所反馈的初始顶拔力均大于零；（4）最后进行一键多点、同步顶升作业，即各个液压千斤与液压顶顶同时启动，使多轴钻杆被多点同时均衡顶升，直至多轴钻杆从土层中被拔出。
采用了上述方案的本发明的有益效果是：1、多轴钻杆在恶劣施工条件下卡钻、埋钻等施工问题，降低施工事故时的拔钻处理成本；2、通过多个液压夹紧装置夹紧多轴钻杆，传递向上的顶升力，可灵活夹紧与松开，施工可控性好；3、采用多点式控制、全方位同时顶升，并通过扁担梁传力，使多个钻杆同时均衡受力，不易出现应力集中而破坏钻杆；4、液压夹紧装置的夹具内表面采用特制材料，有效提高夹具与钻杆的摩擦力，防止钻杆与夹具滑脱；5、液压操作台可以输出顶拔作业时各个顶升点的应力状态，避免出现应力集中。
附图说明
图1为用于多轴钻杆的顶拔系统的结构示意图一；
图2为用于多轴钻杆的顶拔系统的结构示意图二。
图中： 1、液压锁紧装置；2、横向钢梁；3、液压千斤顶；4、纵向钢梁；5、液压顶；6、调节支撑底座；7、钢垫板；8、液压操纵台；9、管路系统；10、加强工字钢；11、加劲板。
具体实施方式
参照图1至图2所示，本案例实施的一种用于多轴钻杆的顶拔系统，包括顶升架以及多个液压锁紧装置1，所述液压锁紧装置1安装在钻杆上，所述顶升架包括横向钢梁2以及与横向钢梁2连接的多个液压千斤顶3，所述横向钢梁2设置在液压千斤顶3与液压锁紧装置1之间；
所述液压千斤顶3设置在横向钢梁2的两端，所述横向钢梁2的中部设有副顶升架，所述副顶升架包括纵向钢梁4以及与纵向钢梁4连接的多个液压顶5，所述纵向钢梁4与横向钢梁2连接，所述液压顶5设在在纵向钢梁4的两端，所述液压千斤顶3远离横向钢梁2的一端设有可调节支撑底座6，所述液压顶5以及可调节支撑底座6的底部均安装有钢垫板7，所述横向钢梁2与纵向钢梁4均由两根加强工字钢10组成，加强工字钢10之间用加劲板11相连接，所述液压锁紧装置1朝向横向钢梁2的一端设有压力传感器，其还包括控制系统，所述控制系统包括液压操纵台8与管路系统9，所述压力传感器将接收的信号发送到液压操纵台8，液压操纵台8通过管路系统9分别控制液压千斤顶3与液压顶5。
一种用于多轴钻杆的顶拔系统及其使用方法，包括以下步骤：（1）将控制液压锁紧装置1分别夹紧每一个多轴钻杆；（2）进行预顶拔作业，逐个控制液压千斤顶3与液压顶5，将千斤顶与液压顶5顶升至与纵向钢梁4以及横向钢梁2的位置，然后纵向钢梁4与横向钢梁2对液压锁紧装置1顶紧；（3）通过调整可调节支撑底座6，对液压千斤顶3的高度进行调整，使得液压操纵台8所反馈的初始顶拔力均大于零；（4）最后进行一键多点、同步顶升作业，即各个液压千斤与液压顶5顶同时启动，使多轴钻杆被多点同时均衡顶升，直至多轴钻杆从土层中被拔出。
行预顶拔作业，逐个控制液压千斤顶3与液压顶5，将千斤顶与液压顶5顶升至与纵向钢梁4以及横向钢梁2的位置，然后纵向钢梁4与横向钢梁2对液压锁紧装置1顶紧，通过调整可调节支撑底座6，对液压千斤顶3的高度进行调整，使得液压操纵台8所反馈的初始顶拔力均大于零，最后进行一键多点、同步顶升作业，即各个液压千斤与液压顶5顶同时启动，使多轴钻杆被多点同时均衡顶升，直至多轴钻杆从土层中被拔出。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种用于多轴钻杆的顶拔系统，其特征在于：包括顶升架以及多个液压锁紧装置，所述液压锁紧装置安装在钻杆上，所述顶升架包括横向钢梁以及与横向钢梁连接的多个液压千斤顶，所述横向钢梁设置在液压千斤顶与液压锁紧装置之间。
2.根据权利要求1所述的一种用于多轴钻杆的顶拔系统，其特征在于：所述液压千斤顶设置在横向钢梁的两端。
3.根据权利要求2所述的一种用于多轴钻杆的顶拔系统，其特征在于：所述横向钢梁的中部设有副顶升架，所述副顶升架包括纵向钢梁以及与纵向钢梁连接的多个液压顶，所述纵向钢梁与横向钢梁连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于多轴钻杆的顶拔系统，其特征在于：所述液压顶设在在纵向钢梁的两端。
5.根据权利要求4所述的一种用于多轴钻杆的顶拔系统，其特征在于：所述液压千斤顶远离横向钢梁的一端设有可调节支撑底座。
6.根据权利要求5所述的一种用于多轴钻杆的顶拔系统，其特征在于：所述液压顶以及可调节支撑底座的底部均安装有钢垫板。
7.根据权利要求6所述的一种用于多轴钻杆的顶拔系统，其特征在于：所述横向钢梁与纵向钢梁均由两根加强工字钢组成，加强工字钢之间用加劲板相连接。
8.根据权利要求7所述的一种用于多轴钻杆的顶拔系统，其特征在于：所述液压锁紧装置朝向横向钢梁的一端设有压力传感器。
9.根据权利要求8所述的一种用于多轴钻杆的顶拔系统，其特征在于：其还包括控制系统，所述控制系统包括液压操纵台与管路系统，所述压力传感器将接收的信号发送到液压操纵台，液压操纵台通过管路系统分别控制液压千斤顶与液压顶。
10.一种用于多轴钻杆的顶拔系统及其使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将控制液压锁紧装置分别夹紧每一个多轴钻杆；
（2）进行预顶拔作业，逐个控制液压千斤顶与液压顶，将千斤顶与液压顶顶升至与纵向钢梁以及横向钢梁的位置，然后纵向钢梁与横向钢梁对液压锁紧装置顶紧；
（3）通过调整可调节支撑底座，对液压千斤顶的高度进行调整，使得液压操纵台所反馈的初始顶拔力均大于零；
（4）最后进行一键多点、同步顶升作业，即各个液压千斤与液压顶顶同时启动，使多轴钻杆被多点同时均衡顶升，直至多轴钻杆从土层中被拔出。
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