CN201176852Y - 石油钻机井架、底座起升机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型实用公开一种石油钻机井架、底座起升机构，包括支架、绞车，以及由钢绳、滑轮组构成的传动系统。其中，支架布置在下底座上，绞车布置在上底座上，滑轮组包括布置在支架上的定滑轮组和分别布置在井架、上底座上的动滑轮组；绞车具有卷筒和驱动器；绞车的驱动器是电动液压马达，该电动液压马达与绞车卷筒同体布置在上底座上；井架上的动滑轮是一组，布置在井架的腰部。优点是：钻机的安装时间缩短30％以上，同时也避免了井架因长期平卧变形，以及给其它设备带来的损伤；起升力在井架上的作用点由多个减少为一个，消除了井架结构内应力，减轻了结构重量，降低了不安全因数。

Description

石油钻机井架、底座起升机构

技术领域

本新型实用涉及一种石油钻机井架、底座起升机构，用于石油钻机旋升式井架底座的安装起升。

背景技术

参见图1：石油钻机的井架1通过铰座2铰接在下底座3上，安装井架1时，由起升机构将井架1竖立起来，井架1以铰座2为支点旋升，由平卧状态到垂直状态。上底座10由四根立柱4支承于下底座3上，立柱4的两端分别与上底座10、下底座3铰接，构成平行四边形结构，安装时，由起升机构驱动，立柱4旋升，由平卧状态到垂直状态，上底座10也水平上移，从低位升至高位。

起升机构包括支架5、绞车6，以及由钢绳7、滑轮组构成的传动系统，其中，支架5布置在下底座3上，绞车6布置在上底座10上，滑轮组包括布置在支架5上的定滑轮8.1，布置在井架1顶上的动滑轮组8.2(即天车)，位于井架1内可上、下游动的动滑轮组8.3(即游车)，以及导向轮8.4、8.5。

起升过程分为两个步骤，先起升井架1，再起升上底座10。在起升井架1之前，将上底座10用固定销9锁定，使其不能运动。启动绞车6，卷筒旋转，收缩钢绳7，将井架1竖立起来。然后打掉上底座10的固定销9，再次启动绞车6，将上底座10提升到高位。

问题在于：绞车6是由钻机的驱动电机驱动的，钻机驱动电机是由柴油发电机组提供交流电源，通过SCR或者VFD传动系统控制调整后带动驱动电机，技术要求高，安装、调试难度大，调试时间长。由于动力和传动系统安装调试的过程长，在此期间，井架只能平卧放置在地上，井架本应竖立，平卧放置是一种非正常壮态，容易变形，降低结构强度，使用性能变劣，并给布置在井架上的其它设备造成损伤。

另外，钢绳7、滑轮组构成的力传动系统过于复杂，如图1所示，井架1采用了五组滑轮，即布置在井架顶上的天车8.2(动滑轮组)，布置在井架1内的游车8.3(动滑轮组)，及导向轮8.4、8.5，井架1上有多个起升力作用点，致使井架结构内部产生很大的内应力，增大了结构重量，并且由于滑轮数量较多，故障率增高，增加了不安全因数。并且，对钢绳7的绳头加工制作要求严格，成品率低，制造成本高。

再有，当采用低位绞车时，钢丝绳与井架夹角为零，机构起升力明显增大，同时由于上底座在起升过程中位置的不断变化，绞车上快绳的出绳位置无法固定而不能使用，其应用范围受到一定的限制。

还有，由于起升机构是两套，对称布置在井架1的左、右方，同步运动。当左、右两边的负荷不平衡时，由于两套起升机构由同一传动机构传动，无法单独调整其中一套的运动速度，目前的技术手段是在上底座10上负荷小的一边加配重块，使两边的负荷平衡，这就增加了无效功率，浪费能源。

发明内容

本实用新型的目的，是为了缩短钻机的安装时间，保证设备安全，提供一种新型石油钻机井架、底座起升机构。

本实用新型的技术解决方案是：

一种石油钻机井架、底座起升机构，包括支架、绞车，以及由钢绳、滑轮组构成的传动系统。其中，所述支架布置在下底座上，所述绞车布置在上底座上，所述滑轮组包括布置在支架上的定滑轮组和分别布置在井架、上底座上的动滑轮组；所述绞车具有卷筒和驱动器；其特征在于所述绞车的驱动器是电动液压马达，该电动液压马达与绞车卷筒同体布置在上底座上。

所述井架上的动滑轮是一组，布置在井架的腰部。

本实用新型的有益技术效果：

1.由于绞车驱动器采用电动液压马达，该液压马达与绞车卷筒可以直接连接，做成同体结构，不需要复杂的传动系统，并整体布置在上底座上，可随上底座运动，这样，当石油钻机运达现场时，不必等待钻机柴油发电机组及其电传动系统安装、调试，只要有电源，即可及时进行井架安装，完成井架、底座的起升工作，钻机的安装时间缩短30％以上，同时也避免了井架因长期平卧变形，以及给其它设备带来的损伤。

2.由于井架只有一个动滑轮组，不再设天车、游车、导向轮，旋升力传动系统结构简单，消除了井架结构内应力，减轻了结构重量，降低了不安全因数。同时，钢绳的加工制作简单，成品率高，可降低成本。

3.由于井架的动滑轮组设在井架的腰部，当采用低位绞车时，钢丝绳与井架仍有较大夹角，机构起升力不必很大，不仅节能，且某一确定功率的绞车，可以起升更大重量的井架，应用范围更广。

4.在起升过程中，若左、右两边的负荷不平衡，可调整其中一个液压马达的输出功率来适应，不必在上底座上加配重块，因而不会增加无效功率，节约能源。

附图说明

图1是现有石油钻机井架、底座起升机构的结构图

图1中代号含义：1-井架；2-铰座；3-下底座；4-立柱；5-支架；6-绞车；7-钢绳；8.1-定滑轮；8.2-动滑轮组(天车)；8.3-动滑轮组(游车)；8.4、8.5-导向轮；9-固定销；10-上底座。

图2-1是本石油钻机井架、底座起升机构的结构图(起升前状态)

图2-2是井架起升后状态图

图2-3是上底座起升后状态图

图3是绞车结构示意图

图2-1、图2-2、图2-3及图3中代号含义：1-支架；2-绞车；2.1-轴承座；2.2-卷筒；2.3-液压马达；2.4-电动机；3-钢绳；4.1-定滑轮组；4.2、4.3-动滑轮组；5-下底座；6-上底座；7-井架；8-固定销；9-立柱；10-铰支座。

具体实施方式

参见图2-1：本石油钻机井架、底座起升机构包括支架1、绞车2，以及由钢绳3、滑轮组构成的传动系统。其中，支架1布置在下底座5上，绞车2布置在上底座6上，滑轮组包括布置在支架1上的定滑轮组4.1，布置在井架7腰部的动滑轮组4.2，布置在上底座6上的动滑轮组4.3。钢绳3贯穿各滑轮，钢绳3的一个绳头固定连接绞车2，另一个绳头固定在定滑轮组4.1上，构成起升力的传动系统。该传动系统与图1的现有传动系统相比，省掉了天车8.2、游车8.3和两导向轮8.4、8.5，结构大大简化。起升力在井架上的作用点由多个减少为一个，这就消除了井架结构内应力，减轻了结构重量；  同时，因滑轮数量少，也降低了传动系统的故障率，提高了可靠性、安全性。同时，钢绳3的加工制作简单，成品率高，可降低成本。

参见图3：绞车2包括同轴连接的卷筒2.2、液压马达2.3、电动机2.4，构成一个整体，通过轴承座2.1固定布置在上底座6上，可随上底座6运动。这样，当石油钻机运达现场时，不必等待柴油发电机组及传动系统安装、调试，只要有电源，即可及时进行井架安装，完成井架、底座的起升工作，钻机的安装时间缩短30％以上，同时也避免了井架因长期平卧变形，以及给其它设备带来的损伤。

需要说明，上述起升机构是两套，其中，两套钢绳/滑轮组传动系统相对于井架7的中心线对称布置，两台绞车相对于上底座6的中心线对称布置。使用时，两套起升机构同步运行。

井架、上底座起升分为两个步骤，先起升井架7，然后再起升上底座6。

具体过程如下：

穿好上底座6、下底座5之间的固定销8，使立柱9、上底座6、下底座5三者之间不会发生相对位移，启动绞车2，其卷筒2.2旋转，卷收钢绳3，井架7在钢绳3的拉力作用下，绕其固定在下底座5上的铰支座10旋转，直到旋升至竖直状态，即井架7的工作位置，如图2-2所示。

随后去掉连接上底座6、下底座5之间的固定销8，再次启动绞车2，卷筒2.2旋转，卷收钢绳3，由于立柱9与上底座6、下底座5是平行四边形机构，在钢绳3的拉力作用下，上底座6水平上移，由低位升至高位，并带动立柱9的上端同步运动，各立柱9绕各自的下铰支点旋转，由平卧状态旋升至竖直状态，如图2-3所示，最后将此状态固定。至此，起升工作完毕。

另外，在起升过程中，如果左、右两边的负荷不平衡，可通过调节液压马达的输出功率来适应，不必在上底座6上加配重块，避免增加能耗。

Claims (2)

1.一种石油钻机井架、底座起升机构，包括支架、绞车，以及由钢绳、滑轮组构成的传动系统；其中，所述支架布置在下底座上，所述绞车布置在上底座上，所述滑轮组包括布置在支架上的定滑轮组和分别布置在井架、上底座上的动滑轮组；所述绞车具有卷筒和驱动器；其特征在于：所述绞车的驱动器是电动液压马达，该电动液压马达与绞车卷筒同体布置在上底座上。

2.根据权利要求1所述的石油钻机井架、底座起升机构，其特征在于：所述井架上的动滑轮是一组，布置在井架的腰部。

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