CN109488216A - 一种可带压作业的龙门式井架 - Google Patents

Abstract

一种可带压作业的龙门式井架，构成中包括两个伸缩桅杆、桅杆横梁、游动大钩、大定滑轮组、大钩液压绞车和支撑平台，两个伸缩桅杆通过支腿竖直安装在地面上，二者的上端通过桅杆横梁连接，下端通过连接座固定在一起，所述大定滑轮组安装在桅杆横梁上，所述支撑平台固定在两个伸缩桅杆之间，所述大钩液压绞车安装在支撑平台上，大钩液压绞车的钢丝绳绕经大定滑轮组后与游动大钩连接。本发明自带游动大钩，不仅举升力大，而且操作方便，有效缩短了修井时间。本发明克服了现有带压作业架体在举升力和工作效率方面的缺陷，适用于各种深度水井、油井以及气井的带压修井作业，可提高修井效率，减少人力物力的消耗。

Description

一种可带压作业的龙门式井架

技术领域

本发明涉及一种可带压进行修井作业的龙门式井架装置，该设备可以有效地摆脱带压设备对修井机的依赖，属于石油技术领域。

背景技术

随着油田开发力度的增大和单井开采时间的增长，无论是对水井、油井还是气井，维修作业都是不可缺少的。对于有压力的井来说修井有三种方式，一是放压后修井，二是利用压井液进行压井之后再修井，三是带压修井。放压修井的缺点是放压时间和后期恢复产量时间较长，维修效率较低；用压井液压井进行维修的缺点主要有两个，一是压井液会影响原有地层的稳定性，从而影响矿井产量，二是压井液会对井场周围环境造成严重污染。而带压修井是在不放压、不压井的情况下进行修井作业的，既不会影响原有地层的稳定性，也不会污染环境，而且作业周期短，后期恢复产量快。正是因为带压修井作业的诸多优点，所以该技术才得到飞速发展，并在各大油田得到推广。

带压修井作业必须使用带压修井作业设备，带压修井作业设备大体分为两个部分，一部分是井口装置部分，另一部分是带压装置的架体部分。目前，带压装置的架体部分大多只是起到支撑作用，不带有举升能力。而带压修井不可避免地的要起下管柱，因此这种没有举升能力的架体必须依赖修井机才能工作。已有的带有举升能力的带压作业架体分为两种，一种是在架体上设置举升油缸，但由于举升油缸的行程不可能太长，所以这种架体工作效率太低，人力物力等资源消耗较大。另一种是在架体上安装一个单臂桅杆，受桅杆自身承重的限制，这种架体的举升力较小，不能用于较深井的维修作业。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种举升力大、修井效率高的可带压作业的龙门式井架，以满足油田修井对作业架体的要求。

本发明所述问题是以下述技术方案解决的：

一种可带压作业的龙门式井架，构成中包括两个伸缩桅杆、桅杆横梁、游动大钩、大定滑轮组、大钩液压绞车和支撑平台，两个伸缩桅杆通过支腿竖直安装在地面上，二者的上端通过桅杆横梁连接，下端通过连接座固定在一起，所述大定滑轮组安装在桅杆横梁上，所述支撑平台固定在两个伸缩桅杆之间，所述大钩液压绞车安装在支撑平台上，大钩液压绞车的钢丝绳绕经大定滑轮组后与游动大钩连接。

上述可带压作业的龙门式井架，两个伸缩桅杆的结构相同，每个伸缩桅杆包括支撑梁、内箱体、外箱体和伸缩驱动装置，所述支撑梁插入内箱体并与内箱体的侧壁滑动接触，所述内箱体插入外箱体并与外箱体的侧壁滑动接触，两个伸缩桅杆的外箱体下部安装有液压支腿，液压支腿支撑在地面上；两个伸缩桅杆的下部通过连接座固定在一起，中下部通过支撑平台相连，两个伸缩桅杆的支撑梁上端通过桅杆横梁连接成一体；所述伸缩驱动装置包括龙门液压绞车和七个滑轮，第一滑轮安装在外箱体上端，第二滑轮和第七滑轮安装在内箱体下端，第三滑轮和第六滑轮安装在内箱体上端，第四滑轮和第五滑轮安装在支撑梁下端，所述龙门液压绞车安装在连接座上，龙门液压绞车的钢丝绳依次绕经第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮、第四滑轮、第五滑轮、第六滑轮和第七滑轮后与外箱体上端固定连接；所述外箱体的内壁上设有与内箱体相对应的摩擦板；所述内箱体的内壁上也设有与支撑梁相对应的摩擦板。

上述可带压作业的龙门式井架，构成中还包括举升平台和举升液压缸，所述举升平台位于两个伸缩桅杆之间，所述举升液压缸的缸体竖直固定在支撑平台上，举升液压缸的活塞杆上端与举升平台连接。

上述可带压作业的龙门式井架，每个伸缩桅杆的外箱体的下部均设有两个液压支腿，两个外箱体的四个液压支腿分别位于同一矩形的四个角上。

上述可带压作业的龙门式井架，构成中还包括操作平台，所述操作平台固定在伸缩桅杆的外箱体上端，用于提供人员操作场地和安装操作控制系统。

上述可带压作业的龙门式井架，所述操作平台和支撑平台均包括固定部分和折叠部分，所述固定部分与伸缩桅杆的外箱体固定连接，所述折叠部分与固定部分铰接。

上述可带压作业的龙门式井架，构成中还包括游动副钩、副钩液压绞车和小定滑轮组，所述小定滑轮组安装在桅杆横梁上，所述副钩液压绞车安装在支撑平台上，副钩液压绞车的钢丝绳绕经小定滑轮组后与游动副钩连接。

上述可带压作业的龙门式井架，所述连接座的上部设有承重平台，所述承重平台用于安装井口装置，承载此装置重量所设置。

上述可带压作业的龙门式井架，所述举升液压缸(10)设置四个，它们绕举升平台(12)的竖直中心线均匀分布。

上述可带压作业的龙门式井架，所述支撑梁(3-3)、内箱体(3-2)和外箱体(3-1)的上端均通过绷绳与地面连接。

本发明自带游动大钩，不仅举升力大，而且操作十分方便，有效缩短了修井时间。该井架克服了现有带压作业架体在举升力和工作效率方面的缺陷，适用于各种深度水井、油井以及气井的带压修井作业，可大大提高修井效率，减少人力和物力的消耗。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详述。

图1是本发明的缩回状态示意图；

图2是图1的右视图；

图3是本发明的伸出状态示意图；

图4是图3的右视图；

图5是龙门桅杆的结构示意图；

图6是本发明去掉桅杆横梁、大定滑轮组、小定滑轮组后的俯视图；

图7是伸缩驱动装置的结构示意图；

图8为摩擦副相互配合的结构示意图；

图9为摩擦副的微型凸起设置示意图；

图10为摩擦副的凹槽结构示意图。

图中各标号清单为：1、小定滑轮组，2、桅杆横梁，3、伸缩桅杆，3-1、外箱体，3-1-1、第三龙门结构件，3-1-2、第六龙门结构件，3-1-3、外箱侧板，3-1-4、摩擦板，3-1-5、外箱立柱，3-1-6、微型凸起，3-1-7、凹槽，3-2、内箱体，3-2-1、第二龙门结构件，3-2-2、第五龙门结构件，3-2-3、内箱立柱，3-2-4、内箱侧板，3-3、支撑梁，3-3-1、第一龙门结构件，3-3-2、第四龙门结构件，3-3-3、支撑立柱，4、副钩液压绞车，5、伸缩驱动装置，5-1、第一滑轮，5-2、第二滑轮，5-3、第三滑轮，5-4、第四滑轮，5-5、第五滑轮，5-6、第六滑轮，5-7、第七滑轮，5-8、龙门液压绞车，5-9、钢丝绳，6、液压支腿，7、承重平台，8、支撑平台，9、大钩液压绞车，10、举升液压缸，11、操作平台，12、举升平台，13、大定滑轮组，14、定位销孔，15、连接座，16、游动大钩。

具体实施方式

参见图1、图2，本发明包括两个龙门桅杆3、桅杆横梁2、大定滑轮组13、小定滑轮组1、四个举升液压缸10、游动大钩16、举升平台12、操作平台11、支撑平台8、承重平台7、大钩液压绞车9、副钩液压绞车4、四个液压支腿6和连接座15。桅杆并不是直接安装在地面上，每片桅杆上有两个液压支腿，两片桅杆四个液压支腿，这四个液压支腿直接放在地面上，形成稳定结构。如果地面比较软可以在液压支腿下面垫一个较大的垫板。

桅杆横梁2两端通过螺栓组件分别与两个龙门桅杆3的上部连接，构成龙门型式，桅杆横梁2的最大承重量可达130吨，即130吨以内可以安全承受。四个液压支腿6用于提升和降低整个架体结构。

参见图3、图4、图5和图6，两个龙门桅杆3的结构相同，带有伸缩功能，每个龙门桅杆3包括外箱体3-1、内箱体3-2、支撑梁3-3和伸缩驱动装置5，其中，外箱体3-1是由第三龙门结构件3-1-1、第六龙门结构件3-1-2、摩擦板3-1-4、外箱侧板3-1-3和外箱立柱3-1-5通过焊接方式组装成一个上部开口的箱体；内箱体3-2是由第二龙门结构件3-2-1、第五龙门结构件3-2-2、内箱侧板3-2-4和内箱立柱3-2-3通过焊接方式组装成一个上部开口的箱体；支撑梁3-3由第一龙门结构件3-3-1、第四龙门结构件3-3-2和支撑立柱3-3-3焊接而成的。支撑梁3-3在内箱体3-2的腔体里，内箱体3-2在外箱体3-1的腔体里，整体构成一个三级伸缩结构，伸出状态和缩回状态均有销轴锁死结构进行锁死(定位销孔14中插入定位销即可锁死)，伸出长度可根据具体带压设备需求进行调整。伸缩驱动装置5用于拉升内箱体3-2和支撑梁3-3。

本发明的桅杆为三级桅杆，下面那一级为固定级，两片桅杆的固定级之间有5-8处连接，连接方式通过矩形钢焊接完成。

带压作业过程中，工作人员主要是在操作平台11上进行相关作业，根据实际需要，带压作业操作控制柜也可安装在操作平台11上，对相应部件进行控制，该平台设计过程中留有控制柜和相关操作人员的空间。

举升平台12用于安装带压作业过程中的相应组件，举升液压缸10可使该平台上下移动。举升液压缸10设置四个，此四个举升液压缸成中心对称布置，举升液压缸10下端通过螺栓组件与支撑平台8装配，液压缸上端通过螺栓组件与举升平台12装配。

操作平台11和支撑平台8都是由两部分组成的，即固定部分和折叠部分，固定部分与伸缩桅杆的外箱体固定连接，折叠部分与固定部分铰接。

大钩液压绞车9和副钩液压绞车4通过螺栓组件与支撑平台8装配。

参看图7，伸缩驱动装置5包括第一滑轮5-1、第二滑轮5-2、第三滑轮5-3、第四滑轮5-4、第五滑轮5-5、第六滑轮5-6、第七滑轮5-7和龙门液压绞车5-8，龙门液压绞车5-8通过螺栓组件与连接座15装配，第一滑轮5-1固定在外箱体3-1上端的第三龙门结构件3-1-1上；第三滑轮5-3和第六滑轮5-6固定在内箱体3-2上端的第二龙门结构件3-2-1上；第四滑轮5-4和第五滑轮5-5固定在支撑梁3-3下端的第四龙门结构件3-3-2上；第二滑轮5-2和第七滑轮5-7固定在内箱体3-2下端的第五龙门结构件3-2-2上；龙门液压绞车5-8的钢丝绳5-9依次绕过这七个滑轮后固定在外箱体3-1上端的第三龙门结构件3-1-1上，龙门液压绞车5-8收绳时通过七个滑轮拉升内箱体3-2和支撑梁3-3。

四个液压支腿6通过螺栓组件分别与两个龙门桅杆3装配，用于提升和降低整个架体结构，此四个液压支腿可以同步升降，也可以单独升降其中任意一个支腿，既可以实现整个架体的平衡升降，又可以对偏斜的架体进行调平，并且每个支腿在自身行程范围内可以实现任意位置锁死，出于安全性考虑锁死方式采用双作用锁死，既有液压锁死机制，又有机械锁死机构，实现液压、机械双锁死。

为了防止内箱体3-2从外箱体3-1中脱出，可以在外箱体3-1的上端设置内箱体限位块，同样，为了防止支撑梁3-3从内箱体3-2中脱出，可以在内箱体3-2的上端设置支撑梁限位块。

所述外箱体3-1的内壁与内箱体3-2外壁设有相对应的摩擦板，它们构成一对摩擦副。摩擦板为矩形，其长度和宽度与其安装的立柱的长度和宽度相匹配，厚度为10-30毫米，在摩擦板之间涂覆润滑脂。设置摩擦板的目的有三个，一个是使相对应的两个箱体之间的摩擦系数低、并具有良好的耐磨性能；另一个是防止外箱体3-1与内箱体3-2之间出现有害的间隙，间隙越大虽然会降低摩擦力，但会影响配合的精度，并损害井架的稳定性；还有一个目的是补偿外箱体3-1与内箱体3-2在制造中的形变，由于本发明井架尺寸较大，在制造中不可避免地会出现尺寸和形状上的形变，利用摩擦板可以补偿这种形变。为此，将相互配合的摩擦板工作面上设置出竖直排列的微型凹凸结构，在凹凸结构之间涂有润滑脂，间隔设置的凸凹结构有助于存储润滑脂。

摩擦副的微型凹凸结构按如下原则设置：在其中一个摩擦板上设置成行排列的微型凸起，在其相对的另一个摩擦板上设置凹槽3-1-7，微型凸起3-1-6为球状，其半径为5-20毫米，高度为3-10毫米。设置的行数为2-6行，分两组设置在摩擦板的左右两侧。

本发明设有绷绳，整体装置平稳地立于井口上方后需要用绷绳拉紧，以防止架体晃动，整个架体设有12根绷绳，该架体有两个龙门桅杆，每个

龙门桅杆分为三级，每级设置有两根绷绳，所以总计12根绷绳，该12根

绷绳每四根绷绳在同一高度并成中心对称布置，该12根绷绳使整个架体跟

地面连成一体，可以有效防止架体晃动，为整个带压作业提供安全保证。

Claims (10)

1.一种可带压作业的龙门式井架，其特征是，构成中包括两个伸缩桅杆(3)、桅杆横梁(2)、游动大钩(16)、大定滑轮组(13)、大钩液压绞车(9)和支撑平台(8)，两个伸缩桅杆(3)通过支腿竖直安装在地面上，二者的上端通过桅杆横梁(2)连接，下端通过连接座(15)固定在一起，所述大定滑轮组(13)安装在桅杆横梁(2)上，所述支撑平台(8)固定在两个伸缩桅杆(3)之间，所述大钩液压绞车(9)安装在支撑平台(8)上，大钩液压绞车(9)的钢丝绳绕经大定滑轮组(13)后与游动大钩(16)连接。

2.根据权利要求1所述的可带压作业的龙门式井架，其特征是，两个伸缩桅杆(3)的结构相同，每个伸缩桅杆(3)包括支撑梁(3-3)、内箱体(3-2)、外箱体(3-1)和伸缩驱动装置(5)，所述支撑梁(3-3)插入内箱体(3-2)并与内箱体(3-2)的侧壁滑动接触，所述内箱体(3-2)插入外箱体(3-1)并与外箱体(3-1)的侧壁滑动接触，两个伸缩桅杆(3)的外箱体(3-1)下部安装有液压支腿(6)上，液压支腿支撑在地面上，两个伸缩桅杆的下部通过连接座(15)固定在一起，中下部通过支撑平台(8)相连，两个伸缩桅杆(3)的支撑梁(3-3)上端通过桅杆横梁(2)连接成一体；所述伸缩驱动装置(5)包括龙门液压绞车(5-8)和七个滑轮，第一滑轮(5-1)安装在外箱体(3-1)上端，第二滑轮(5-2)和第七滑轮(5-7)安装在内箱体(3-2)下端，第三滑轮(5-3)和第六滑轮(5-6)安装在内箱体(3-2)上端，第四滑轮(5-4)和第五滑轮(5-5)安装在支撑梁(3-3)下端，所述龙门液压绞车(5-8)安装在连接座(15)上，龙门液压绞车(5-8)的钢丝绳(5-9)依次绕经第一滑轮(5-1)、第二滑轮(5-2)、第三滑轮(5-3)、第四滑轮(5-4)、第五滑轮(5-5)、第六滑轮(5-6)和第七滑轮(5-7)后与外箱体(3-1)上端固定连接；所述外箱体(3-1)的内壁上设有与内箱体(3-2)相对应的摩擦板(3-1-4)；所述内箱体的内壁上也设有与支撑梁相对应的摩擦板。

3.根据权利要求1或2所述的可带压作业的龙门式井架，其特征是，构成中还包括举升平台(12)和举升液压缸(10)，所述举升平台(12)位于两个伸缩桅杆(3)之间，所述举升液压缸(10)的缸体竖直固定在支撑平台(8)上，举升液压缸(10)的活塞杆上端与举升平台(12)连接。

4.根据权利要求3所述的可带压作业的龙门式井架，其特征是，每个伸缩桅杆(3)的外箱体(3-1)的下部均设有两个液压支腿(6)，两个外箱体(3-1)的四个液压支腿(6)分别位于同一矩形的四个角上。

5.根据权利要求4所述的可带压作业的龙门式井架，其特征是，构成中还包括操作平台(11)，所述操作平台(11)固定在伸缩桅杆(3)的外箱体(3-1)上端，用于提供人员操作场地和安装操作控制系统。

6.根据权利要求5所述的可带压作业的龙门式井架，其特征是，所述操作平台(11)和支撑平台(8)均包括固定部分和折叠部分，所述固定部分与伸缩桅杆(3)的外箱体(3-1)固定连接，所述折叠部分与固定部分铰接。

7.根据权利要求6所述的可带压作业的龙门式井架，其特征是，构成中还包括游动副钩、副钩液压绞车(4)和小定滑轮组(1)，所述小定滑轮组(1)安装在桅杆横梁(2)上，所述副钩液压绞车(4)安装在支撑平台(8)上，副钩液压绞车(4)的钢丝绳绕经小定滑轮组(1)后与游动副钩连接。

8.根据权利要求6所述的可带压作业的龙门式井架，其特征是，所述连接座(15)的上部设有承重平台(7)，所述承重平台用于安装井口装置，承载此装置重量所设置。

9.根据权利要求8所述的可带压作业的龙门式井架，其特征是，所述举升液压缸(10)设置四个，它们绕举升平台(12)的竖直中心线均匀分布。

10.根据权利要求9所述的可带压作业的龙门式井架，其特征是，所述支撑梁(3-3)、内箱体(3-2)和外箱体(3-1)的上端均通过绷绳与地面连接。