CN112065289B - 一种旋升式井架底座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型旋升式井架底座，包括井架、人字架、上座和起升系统，井架和人字架下端均铰接有基座，上座通过立柱与基座铰接成一体，且上座和基座对称安装在底座两侧；起升系统安装在井架、人字架和上座上。本发明一种新型旋升式井架底座，解决了现有技术中存在的井架起升钩载过大，人字架结构笨重、安拆不便的问题。

Description

一种旋升式井架底座

技术领域

本发明属于石油机械装备技术领域，具体涉及一种旋升式井架底座。

背景技术

目前，旋升式井架底座的井架、底座分两次单独起升，起升钩载比一次穿绳连续起升式结构小很多，安全性更好，广泛配套于各级别钻机，但是，随着四单根钻井作业模式的推广，以及自动化设备的应用，井架设计高度、起升设计要求越来越高。若还采用常规旋升式井架的起升系统，如图14所示，井架起升钩载增加，不仅会造成起升大绳难以选择、也会导致起升结构臃肿，安装拆卸困难。另外，伴随着自动化技术的发展，钻台上的自动化设备将越来越多，而常规旋升式底座的起升滑轮位于井架内侧，如图15所示，往往会占用一定钻台空间，导致操作空间变小。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋升式井架底座，解决了现有技术中存在的井架起升钩载过大，人字架结构笨重、安拆不便的问题。

本发明所采用的一种技术方案是一种旋升式井架底座，包括井架、人字架、上座和起升系统，井架和人字架下端均铰接有基座，上座通过立柱与基座铰接成一体，且上座和基座对称安装在底座两侧；起升系统安装在井架、人字架和上座上。

本发明的特点还在于：

起升系统包括井架起升系统、底座起升系统和人字架起升系统。

人字架起升系统包括两个人字架前腿和人字架后腿，人字架前腿和人字架后腿为销轴连接，两个人字架前腿之间安装有横梁，横梁内侧对称设置有至少两个耳板b，耳板b通过销轴连接油缸的上端，油缸的下端通过销轴与基座的耳板相连接；

两个人字架后腿从底端依次对称焊接有至少两个耳板a、两个人字架滑轮、两个耳座a，耳板a位于人字架后腿内侧，人字架滑轮和耳座a均位于人字架后腿外侧。

井架起升系统对称分布在井架的两侧，井架起升系统包括滑轮总成、井架起升外滑轮、井架起升内滑轮和人字架滑轮；

在井架的起升大耳上通过销轴连接有滑轮总成，井架外侧对称设置有至少两个井架起升外滑轮，井架内侧对称设置有至少两个井架起升内滑轮；

井架两侧的井架起升大绳一端分别固定在人字架的两个耳板a上，另一端依次绕过滑轮总成上的滑轮、人字架滑轮、井架起升外滑轮、井架起升内滑轮后挂在与游吊连接的起升三角架上。

底座起升系统包括上座滑轮，以及对称设置在井架外侧的至少两个底座起升外滑轮，以及对称设置在井架内侧的至少两个底座起升内滑轮，上座内侧对称设置有至少两个上座滑轮；

底座两侧的底座起升大绳一端分别固定在两个耳座a上，另一端依次绕过上座滑轮、底座起升外滑轮、底座起升内滑轮后挂在与游吊连接的起升三角架上。

底座起升外滑轮、底座起升内滑轮、井架起升外滑轮、井架起升内滑轮沿井架依次设置，底座起升外滑轮靠近井架顶端。

滑轮总成包括耳座b，耳座b与井架的起升大耳为销轴连接；

耳座b的底座通过销轴对称连接有至少两个连接板，连接板靠近耳座b的一端安装有挡绳杆，另一端安装有滑轮轴，滑轮轴内安装有设置轴承的滑轮，滑轮通过套筒压紧固定；滑轮轴两端通过端盖固定。

端盖通过螺栓固接在连接板；

滑轮绕滑轮轴的轴心转动设置；连接板沿销轴的轴心旋转设置。

本发明的有益效果是：

本发明一种旋升式井架底座，在井架起升大耳处增加了一组滑轮总成，在人字架上增加井架起升大绳连接耳板，由此，可增加井架有效起升大绳绳数量，降低井架起升钩载，改善滑轮附件结构的受力状态，解决井架携带顶驱导轨及设备起升钩载大的问题，提高井架作业的安全性；本发明一种旋升式井架底座，将人字架结构调整为三角结构，减少了连接销轴的数量，并通过液压站操纵油缸实现了人字架的自动起升，降低了人工操作的风险和劳动强度，提高了安装效率；本发明一种旋升式井架底座，将底座起升滑轮布置在井架开档外侧，有效提高了钻台可用空间。

附图说明

图1是本发明一种旋升式井架底座中井架在地面起升的初始状态示意图；

图2是图1中井架的俯视图；

图3是图1中Ⅰ处局部放大示意图；

图4是图2中Ⅱ处局部放大示意图；

图5是本发明一种旋升式井架底座中井架起升单侧穿绳的示意图；

图6是本发明一种旋升式井架底座中底座起升单侧穿绳的示意图；

图7是本发明一种旋升式井架底座中滑轮总成的剖视图；

图8是本发明一种旋升式井架底座中滑轮总成的俯视图；

图9是本发明一种旋升式井架底座中底座起升过程示意图；

图10是本发明一种旋升式井架底座中井架起升过程示意图；

图11是本发明一种旋升式井架底座中人字架起升过程示意图；

图12是本发明一种旋升式井架底座中人字架的正视图；

图13是本发明一种旋升式井架底座中上座滑轮的安装位置图；

图14是现有旋升式井架起升系统的示意图；

图15是现有旋升式底座起升系统的示意图。

图中，1.井架，2.起升系统，3.上座，4.基座，5.人字架，6.耳板a，7.耳座a，8.井架起升大绳，9.起升三角架，10.底座起升大绳，11.滑轮总成，12.人字架滑轮，13.井架起升外滑轮，14.井架起升内滑轮，15.底座起升内滑轮，16.底座起升外滑轮，17.上座滑轮，18.耳座b，19.销轴，20.挡绳杆，21.连接板，22.滑轮，23.套筒，24.轴承，25.端盖，26.螺栓，27.人字架前腿，28.耳板b，29.油缸，30.人字架后腿，31.滑轮轴。

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。

本发明一种旋升式井架底座，结构如图1所示，包括井架1、人字架5、上座3和起升系统2，井架1和人字架5下端均铰接有基座4，上座3通过立柱与基座4铰接成一体，且上座3和基座4对称安装在底座两侧；起升系统2安装在井架1、人字架5和上座3上。

优选地，起升系统2包括井架起升系统、底座起升系统和人字架起升系统。

优选地，如图12所示，人字架起升系统包括两个人字架前腿27和人字架后腿30，人字架前腿27和人字架后腿30为销轴连接，两个人字架前腿27之间安装有横梁，横梁内侧对称设置有至少两个耳板b28，耳板b28通过销轴19连接油缸29的上端，油缸29的下端通过销轴19与基座4的耳板相连接；

两个人字架后腿30从底端依次对称焊接有至少两个耳板a6、两个人字架滑轮12、两个耳座a7，耳板a6位于人字架后腿30内侧，人字架滑轮12和耳座a7均位于人字架后腿30外侧。

人字架起升系统将人字架5结构调整为三角结构，减少了连接销轴的数量，实现了人字架的自动起升，降低了人工操作的风险和劳动强度，提高了安装效率。

优选地，如图2、3、4、5所示，井架起升系统对称分布在井架1的两侧，井架起升系统包括滑轮总成11、井架起升外滑轮13、井架起升内滑轮14和人字架滑轮12；

在井架1的起升大耳上通过销轴19连接有滑轮总成11，井架1外侧对称设置有至少两个井架起升外滑轮13，井架1内侧对称设置有至少两个井架起升内滑轮14；

井架1两侧的井架起升大绳8一端分别固定在人字架5的两个耳板a6上，另一端依次绕过滑轮总成11上的滑轮22、人字架滑轮12、井架起升外滑轮13、井架起升内滑轮14后挂在与游吊连接的起升三角架9上。

井架起升系统可增加井架有效起升大绳绳数量，降低井架起升钩载，改善滑轮附件结构受力状态，解决井架携带顶驱导轨及设备起升钩载大的问题，提高井架作业的安全性。

优选地，如图3、4、6、13所示，底座起升系统包括上座滑轮17，以及对称设置在井架1外侧的至少两个底座起升外滑轮16，以及对称设置在井架1内侧的至少两个底座起升内滑轮15，上座3内侧对称设置有至少两个上座滑轮17；

底座两侧的底座起升大绳10一端分别固定在两个耳座a7上，另一端依次绕过上座滑轮17、底座起升外滑轮16、底座起升内滑轮15后挂在与游吊连接的起升三角架9上。

底座起升系统将底座起升外滑轮16、底座起升内滑轮15放在井架外侧，改善了井架滑轮附件结构受力状态，有效扩大钻台操作空间。

优选地，如图3、4所示，底座起升外滑轮16、底座起升内滑轮15、井架起升外滑轮13、井架起升内滑轮14沿井架依次设置，底座起升外滑轮16靠近井架1顶端。

优选地，如图7、8所示，滑轮总成11包括耳座b18，耳座b18与井架1的起升大耳为销轴连接；

耳座b18的底座通过销轴19对称连接有至少两个连接板21，连接板21靠近耳座b18的一端安装有挡绳杆20，另一端安装有滑轮轴31，滑轮轴31内安装有设置轴承24的滑轮22，滑轮22通过套筒23压紧固定；滑轮轴31两端通过端盖25固定。

优选地，端盖25通过螺栓26固接在连接板21；

滑轮22绕滑轮轴31的轴心转动设置；连接板21沿销轴19的轴心旋转设置。

本发明一种旋升式井架底座，其工作原理如下：

如图11所示，起升人字架5时，先将油缸29上端通过销轴19与人字架5上的耳板b28连接，下端通过销轴19与基座4上的耳板连接。控制油缸29伸出，推动人字架5从水平状态起升到垂直工作状态，将人字架5与基座4连接固定后，将油缸29上端与人字架5上耳板28的连接断开，控制油缸29缩回至基座4内，人字架5起升完成。

如图10所示，起升井架1时，控制钻机主绞车提升游吊和起升三角架9，牵引井架起升大绳8将井架1从水平状态起升到垂直工作状态，将井架1与人字架5连接固定牢靠后，将井架起升大绳8与起升三角架9拆开，再将井架1的起升大绳8端头固定在井架挂绳器中，下放游吊及起升三角架9至低位，井架1起升完成。

如图9所示，起升底座时，将底座起升大绳10一端与人字架5上的耳座a7连接，另一端依次绕过上座滑轮17、底座起升外滑轮16，底座起升内滑轮15后挂在与游吊连接的起升三角架9上，启动钻机主绞车提升游吊，将底座从低位起升到高位工作状态，将底座固定牢靠后，拆开底座起升大绳10与起升三角架9，并将底座起升大绳10端头固定在井架挂绳器中，底座起升完成。

Claims (5)

1.一种旋升式井架底座，其特征在于，包括井架(1)、人字架(5)、上座(3)和起升系统(2)，所述井架(1)和人字架(5)下端均铰接有基座(4)，所述上座(3)通过立柱与基座(4)铰接成一体，且上座(3)和基座(4)对称安装在底座两侧；所述起升系统(2)安装在井架(1)、人字架(5)和上座(3)上。

所述起升系统(2)包括井架起升系统、底座起升系统和人字架起升系统。

所述人字架起升系统包括两个人字架前腿(27)和人字架后腿(30)，所述人字架前腿(27)和人字架后腿(30)为销轴连接，两个所述人字架前腿(27)之间安装有横梁，所述横梁内侧对称设置有至少两个耳板b(28)，所述耳板b(28)通过销轴(19)连接油缸(29)的上端，所述油缸(29)的下端通过销轴(19)与基座(4)的耳板相连接；

两个人字架后腿(30)从底端依次对称焊接有至少两个耳板a(6)、两个人字架滑轮(12)、两个耳座a(7)，所述耳板a(6)位于人字架后腿(30)内侧，所述人字架滑轮(12)和耳座a(7)均位于人字架后腿(30)外侧。

所述井架起升系统对称分布在井架(1)的两侧，所述井架起升系统包括滑轮总成(11)、井架起升外滑轮(13)、井架起升内滑轮(14)和人字架滑轮(12)；

在所述井架(1)的起升大耳上通过销轴(19)连接有滑轮总成(11)，所述井架(1)外侧对称设置有至少两个井架起升外滑轮(13)，所述井架(1)内侧对称设置有至少两个井架起升内滑轮(14)；

所述井架(1)两侧的井架起升大绳(8)一端分别固定在人字架(5)的两个耳板a(6)上，另一端依次绕过滑轮总成(11)上的滑轮(22)、人字架滑轮(12)、井架起升外滑轮(13)、井架起升内滑轮(14)后挂在与游吊连接的起升三角架(9)上。

2.如权利要求1所述的一种旋升式井架底座，其特征在于，所述底座起升系统包括上座滑轮(17)，以及对称设置在井架(1)外侧的至少两个底座起升外滑轮(16)，以及对称设置在井架(1)内侧的至少两个底座起升内滑轮(15)，所述上座(3)内侧对称设置有至少两个上座滑轮(17)；

所述底座两侧的底座起升大绳(10)一端分别固定在两个耳座a(7)上，另一端依次绕过上座滑轮(17)、底座起升外滑轮(16)、底座起升内滑轮(15)后挂在与游吊连接的起升三角架(9)上。

3.如权利要求2所述的一种旋升式井架底座，其特征在于，所述底座起升外滑轮(16)、底座起升内滑轮(15)、井架起升外滑轮(13)、井架起升内滑轮(14)沿井架依次设置，所述底座起升外滑轮(16)靠近井架(1)顶端。

4.如权利要求1所述的一种旋升式井架底座，其特征在于，所述滑轮总成(11)包括耳座b(18)，所述耳座b(18)与井架(1)的起升大耳为销轴连接；

所述耳座b(18)的底座通过销轴(19)对称连接有至少两个连接板(21)，所述连接板(21)靠近耳座b(18)的一端安装有挡绳杆(20)，另一端安装有滑轮轴(31)，所述滑轮轴(31)内安装有设置轴承(24)的滑轮(22)，所述滑轮(22)通过套筒(23)压紧固定；所述滑轮轴(31)两端通过端盖(25)固定。

5.如权利要求4所述的一种旋升式井架底座，其特征在于，所述端盖(25)通过螺栓(26)固接在连接板(21)；

所述滑轮(22)绕滑轮轴(31)的轴心转动设置；所述连接板(21)沿销轴(19)的轴心旋转设置。

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