CN205445466U - 一种极地钻机 - Google Patents

Abstract

一种极地钻机，天车、井架、底座、固控、泥浆泵、钻杆架、泥浆材料戭、储备罐分别位于相应的保温棚内单独保温；保温棚间通过销轴在内的紧固件连接，采用耐低温橡胶密封缝隙。该极地钻机是将所有的钻机设备和工人工作区域全部进行封闭保温，在环境温度-60℃时，保温棚内的温度不低于10℃，保证钻机设备正常运行和操作工人在一个相对舒适的环境中工作。另外，井架全封闭保温有效的避免了海洋性气候的风多风大，游车大钩随风摆动的危害。

Description

一种极地钻机

技术领域

本实用新型涉及一种极地钻机，属于油气钻采领域。

背景技术

目前，由于技术水平的限制，液压阀件、油缸和高压软管等钻机设备只能满足最低环境温度为-45℃的使用要求；减速箱、绞车刹车钳等钻机设备连环境温度为-45℃的使用要求都无法满足。

现有的低温钻机是将不满足环境温度为-45℃使用要求的设备放在保温棚内，使用加热器在保温棚内加热。在环境温度为-45℃时，保温棚内的温度能到达5℃~10℃，从而使保温棚内不满足低温使用要求的设备正常运行。而满足环境温度为-45℃使用要求的设备裸露在保温棚外，不作任何保温和加热处理。低温钻机的井架区域无保温棚，风大时游车大钩会随风摆动，钻机无法正常作业。低温钻机未将所有工人的工作区域进行保温和加热，工人需要冒着严寒的天气在室外工作。

北极圈内环境恶劣，经常出现暴风雪天气，并且气温极低，最低温度能到达-60℃，并伴随有海洋性气候，风多风大。

因此，在环境恶劣的极地-北极圈内，现有钻机无法满足正常作业要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述钻机的缺陷，使得钻机在环境恶劣的极地能够正常作业。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种极地钻机，主要由天车、井架、底座、固控、泥浆泵、钻杆架、泥浆材料房、储备罐、司钻房、工具房和电控房组成，其特征在于：还包括天车保温棚、井架保温棚、钻台面保温棚、底座保温棚、井口保温棚、固控保温棚、泥浆泵保温棚、钻杆架保温棚、泥浆材料保温棚、储备罐保温棚；上述天车、井架、底座、固控、泥浆泵、钻杆架、泥浆材料房、储备罐分别位于相应的保温棚内单独保温；上述保温棚间通过销轴在内的紧固件连接，采用耐低温橡胶密封缝隙。

该极地钻机是将所有的钻机设备和工人工作区域全部进行封闭保温，包括天车、井架、底座、固控、泥浆泵、钻杆架、泥浆材料房、储备罐等。在环境温度-60℃时，保温棚内的温度不低于10℃，钻机设备正常运行和操作工人在一个相对舒适的环境中工作。另外，井架全封闭保温有效的避免了海洋性气候的风多风大，游车大钩随风摆动的危害。

为确保风雪袭击时井架保温棚的稳定性，本实用新型的极地钻机其特征还在于：上述井架保温棚经螺栓、压板在内的紧固件固定在井架的骨架上，两相邻固定点的间距不大于2.75米。

为方便吊机将钻杆从钻杆架吊装到猫道，并方便使用风动绞车将猫道上钻杆顺着坡道拉上钻台面上，同时为保证人员在各个保温棚之间行走时完全处于保温棚内、避免暴露室外，本实用新型的极地钻机其特征还在于：上述钻台面保温棚与钻杆架保温棚之间设有坡道保温棚；除此之外的其它保温棚之间设有过道保温棚；前述所有保温棚对钻机设备和钻机工人工作区域形成全封闭。

作为一种优选，本实用新型的极地钻机其特征还在于：上述保温棚的四周围墙由若干块长方形平面型保温板组成；平面型保温板一边设有母扣，对边设有公扣；其中一块平面型保温板的公扣完全插入另一块平面型保温板的母扣，形成相邻两块平面型保温板的拼接，公扣和母扣之间采用海绵密封体密封；

上述保温棚的顶部由若干块长方形瓦楞型保温板组成；瓦楞型保温板一边为搭接瓦楞，中间为强度加强瓦楞，对边为瓦楞搭扣；其中一块瓦楞型保温板的瓦楞搭扣完全重叠在另一块瓦楞型保温板的搭接瓦楞上，形成相邻两块瓦楞型保温板的无间隙拼接；

上述平面型保温板、瓦楞型保温板均为30㎜~70㎜厚度的硬质聚氨酯（PUR）做为中间层、04㎜~0.8㎜厚度的高耐候镀锌钢板做为外层的不少于3层的复合板材。

该保温板不仅具有应有的保温性能，还具有足够的抗压载荷能力、承载风雪载荷能力、防火性能和较长寿命。保温板的拼接使得保温棚拆装快捷且连接无缝。保温棚的顶部采用瓦楞型保温板，搭接瓦楞、强度加强瓦楞可以增强保温板的强度并利于房顶防水。

作为进一步优化，本实用新型的极地钻机其特征还在于：上述天车保温棚、钻台面保温棚、固控保温棚、泥浆泵保温棚、泥浆材料保温棚、储备罐保温棚的采用“人”字形截面屋脊，其凸起部分与水平面夹角为6°~12°。这样可有效防止积雪和积水压坏保温棚的顶部。

作为进一步优化，本实用新型的极地钻机其特征还在于：上述各保温棚均配备了通风系统，主要由侧墙的排风扇和房顶的轴流风机组成；正常通风时只有一部分排风扇和轴流风机运行进行换气，换气次数不小于5次/小时；事故通风时所有的排风扇和轴流风机全部运行进行换气，换气次数不小于12次/小时。这样可防止可燃气体和有害气体积聚在密闭的保温棚内并能尽快处理事故带来的次生灾害。

作为进一步优化，本实用新型的极地钻机其特征还在于：上述各保温棚内均配备了气体检测系统；气体检测系统主要由气体检测仪、控制器和声光报警器组成；气体检测仪检测到保温棚内的可燃气体和有害气体浓度超过设定值时向控制器发出信号，控制器启动声光报警器报警，启动所有排风扇和轴流风机进行换气，并停止所有钻机设备运行。这样，可及时获知可燃气体和有害气体危险并自动排除，避免发生安全事故。

作为进一步优化，本实用新型的极地钻机其特征还在于：上述井架保温棚内，高度每间隔5~7米均匀布置照明灯；除此之外的其他保温棚的每个门口的上方布置一盏照明灯，保温棚内均匀布置照明灯；上述所有保温棚内的照明亮度不低于100Lx。这样，解决了由于保温棚密闭遮光导致的亮度不够、工作人员操作困难的问题。

作为进一步优化，本实用新型的极地钻机其特征还在于：上述井架保温棚、钻台面保温棚、底座保温棚、井口保温棚、钻杆架保温棚、泥浆材料保温棚、储备罐保温棚、泥浆泵保温棚和固控保温棚内布置具有出风口且阀门调节出风量的热空气管道；上述天车保温棚、过道保温棚、司钻房、工具房和电控房设有用于取暖的恒控温电暖风机。

采用热空气加热系统，热空气经热空气管道向保温棚内供暖。保温棚内的每一个热空气管道的出风口都有阀门调节出风量，热空气加热系统刚启动时，所有出风口的阀门完全开启，等加热到一定时间后，观察保温棚内温度计的温度，根据保温棚内的实际温度，适当的将部分出风口关闭或出风量调小，使保温棚内的温度保持在10℃时左右。

天车保温棚、过道保温棚、司钻房、工具房和电控房等房体则通过恒控温电暖风机取暖。恒控温电暖风机自身带有温度传感器和温度控制器，温度传感器检测室内温度，并将检测到的室内温度反馈给温度控制器。在室内温度低于10℃时，温度控制器接通电暖风机电源开始加热；在室内温度高于15℃时，温度控制器断开电暖风机电源停止加热。从而使室内温度保持在10℃~15℃之间。

这就解决了光靠密闭保温，在环境温度极低时保温棚内温度很难控制到合适程度的难题。

作为进一步优化，本实用新型的极地钻机其特征还在于：在上述保温棚和房体外的油缸和管线的外表面缠绕电伴热带并包裹可拆卸式柔性保温材料。温度传感器将油缸和管线表面的温度反馈到温度控制器，反馈的温度低于10℃时，温度控制器接通电伴热带电源开始加热，反馈的温度高于15℃时，温度控制器断开电伴热带电源停止加热，从而使油缸和管线加热保温在10℃~15℃范围之内。

附图说明

图1为本实用新型极地钻机一实施例的主视图，为清楚起见，其内部虚线显示，且省略了部分零部件；

图2为图1所示极地钻机的俯视图；

图3为图1、图2所示极地钻机中保温棚所用保温板的结构图；

图4为图1、图2所示极地钻机中保温棚的顶部使用的瓦楞型保温板的安装示意图；

图5为图1、图2所示极地钻机中保温棚的四周使用的平面型保温板的安装示意图；

图6为图1所示极地钻机中井架保温棚2与井架的骨架的安装示意图；

图7为图1、图2所示极地钻机中油缸外表面缠绕电伴热带并包裹可拆卸式柔性保温材料的示意图；

图中标记：1-天车保温棚，2-井架保温棚，3-钻台面保温棚，4-底座保温棚，5-井口保温棚，6-钻杆架保温棚，7-泥浆材料保温棚，8-储备罐保温棚，9-泥浆泵保温棚，10-固控保温棚，11-坡道保温棚，12-过道保温棚，13-排风扇，14-热空气管道，15-钢板，16-保温材料，17-搭接瓦楞，18-强度加强瓦楞，19-瓦楞搭扣，20-母扣，21-公扣，22-海绵密封体，23-保温板，24-螺栓，25-压板，26-井架的骨架，27-油缸，28-电伴热带，29-可拆卸式柔性保温材料，30-温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

如图1、图2所示，该极地钻机具有天车保温棚1、井架保温棚2、钻台面保温棚3、底座保温棚4、井口保温棚5、钻杆架保温棚6、泥浆材料保温棚7、储备罐保温棚8、泥浆泵保温棚9、固控保温棚10，其中天车位于天车保温棚1内，井架位于井架保温棚2和钻台面保温棚3内，底座位于底座保温棚4内，井口位于井口保温棚5内，钻杆架位于钻杆架保温棚6内，泥浆材料房位于泥浆材料保温棚7内，储备罐位于储备罐保温棚8内，泥浆泵位于泥浆泵保温棚9内，固控（泥浆净化区）位于固控保温棚10内。

钻台面保温棚3与钻杆架保温棚6之间由坡道保温棚11进行连接密封。通过钻杆架保温棚6内的吊机将钻杆从钻杆架吊装到猫道上，使用钻台面的风动绞车将猫道上钻杆顺着坡道拉上钻台面上，整个钻杆的移运过程都在钻杆架保温棚6、坡道保温棚11和钻台面保温棚3内操作进行，钻杆不需要暴露在室外。除此之外，其他保温棚之间的过道单独设计有过道保温棚12，保证人员在各个保温棚之间行走时，也是完全处于保温棚内的，避免人员暴露在室外。

保温棚密封性较好，为防止可燃气体和有害气体积聚，配备了通风系统和气体检测系统。通风系统由侧墙的排风扇13和房顶的轴流风机（图未示出）组成，分为正常通风和事故通风。正常通风时，只有一部分排风扇和轴流风机运行进行换气，为保证人的舒适性换气次数不小于5次/小时。事故通风时，所有的排风扇和轴流风机全部运行进行换气，换气次数不小于12次/小时。气体检测系统由气体检测仪、控制器和声光报警器等组成。气体检测仪检测到保温棚内的可燃气体和有害气体浓度超标（超过设定值）时，气体检测仪向控制器发出信号，控制器启动声光报警，连锁启动所有排风扇和轴流风机进行换气，并停止其他钻机设备运行。

保温棚每个门口的上方布置一盏照明灯，室内均匀布置照明灯。在井架内的四周，高度间隔6米，均匀布置照明灯。保温棚内的照明亮度不低于100Lx。

在井架保温棚2、钻台面保温棚3、底座保温棚4、井口保温棚5、钻杆架保温棚6、泥浆材料保温棚7、储备罐保温棚8、泥浆泵保温棚9和固控保温棚10内布置热空气管道14，使用热空气加热保温棚内的空间。保温棚内的每一个热空气管道14的出风口都有阀门调节出风量，热空气加热系统刚启动时，所有出风口的阀门完全开启，等加热到一定时间后，观察保温棚内温度计的温度，根据保温棚内的实际温度，适当的将部分出风口关闭或出风量调小，使保温棚内的温度保持在10℃时左右。

在天车保温棚1、过道保温棚12、司钻房、工具房和电控房等房体内使用恒控温电暖风机（图未示出）取暖。恒控温电暖风机自身带有温度传感器和温度控制器，温度传感器检测室内温度，并将检测到的室内温度反馈给温度控制器。在室内温度低于10℃时，温度控制器接通电暖风机电源开始加热；在室内温度高于15℃时，温度控制器断开电暖风机电源停止加热，从而使室内温度保持在10℃~15℃之间。

在保温棚和房体外使用的油缸和管线，使用电伴热带和可拆卸式柔性保温材料进行加热和保温。如图7所示，油缸27的外表面缠绕电伴热带28，将温度传感器30固定在油缸27外表面，再使用可拆卸式柔性保温材料29将油缸27、电伴热带28和温度传感器30整体包裹。温度传感器将油缸和管线表面的温度反馈到温度控制器。反馈的温度低于10℃时，温度控制器接通电伴热带电源开始加热；反馈的温度高于15℃时，温度控制器断开电伴热带电源停止加热，从而使油缸和管线加热保温在10℃~15℃范围之内。

如图3所示，保温棚所使用的保温板为厚度50㎜的硬质聚氨酯（PUR）做为中间层、06㎜厚度的高耐候镀锌钢板做为外层的3层复合板材，防火性能为B级，承载风雪载荷为200Kg/㎡，抗压载荷≥43.35KN。其中，硬质聚氨酯（PUR）容重≥40Kg/m3，导热系数：0.028—0.040w/m.℃，传热系数：≤0.45W/㎡.K。

保温棚顶部使用瓦楞型保温板，重量：12.5Kg/㎡，波高：40㎜，宽幅：1000㎜。如图4所示，瓦楞型保温板左边为搭接瓦楞17，中间为强度加强瓦楞18，右边为瓦楞搭扣19，瓦楞搭扣19和搭接瓦楞17的形状是完全相同的，瓦楞搭扣19可以完全重叠在搭接瓦楞17上。两块保温板进行拼接时，其中一块保温板的瓦楞搭扣19完全重叠在另一块保温板的搭接瓦楞17上，两块保温板做到无间隙拼接。搭接瓦楞17、强度加强瓦楞18均可以增强保温板的强度并利于房顶防水。

保温棚的四周围墙使用平面型保温板，重量：11.7Kg/㎡，宽幅：1000㎜。如图5所示，平面型保温板左边是母扣20，右边是公扣21，母扣处有海绵密封体22。两块保温板进行拼接时，其中一块保温板的公扣21完全插入另一块保温板的母扣20，公扣21和母扣20之间有海绵密封体22进行密封。

如图6所示，井架保温棚2中，其保温板23经螺栓24、压板25固定在井架的骨架26上。为保证稳定性，两相邻固定点的间距不大于2.75米。

为防止积雪和雨水结冰，天车保温棚1、泥浆材料保温棚7、储备罐保温棚8、泥浆泵保温棚9和固控保温棚10、钻台面保温棚3均采用“人”字形截面屋脊，其凸起部分与水平面夹角为8°。

综上所述，本实用新型极地钻机中，将所有的钻机设备和工人的工作区域全部进行保温和加热，解决了在环境温度为-60℃时钻机设备无法正常运行，以及风大时游车大钩会随风摆动的问题，并且工人不需要再到室外工作，暴风雪天气钻机仍能正常作业。

Claims (10)

1.一种极地钻机，主要由天车、井架、底座、固控、泥浆泵、钻杆架、泥浆材料房、司钻房、储备罐、工具房和电控房组成，其特征在于：还包括天车保温棚、井架保温棚、钻台面保温棚、底座保温棚、井口保温棚、固控保温棚、泥浆泵保温棚、钻杆架保温棚、泥浆材料保温棚、储备罐保温棚；上述天车、井架、底座、固控、泥浆泵、钻杆架、泥浆材料房、储备罐分别位于相应的保温棚内单独保温；上述保温棚间通过销轴在内的紧固件连接，采用耐低温橡胶密封缝隙。

2.根据权利要求1所述的极地钻机，其特征在于：上述井架保温棚经螺栓、压板在内的紧固件固定在井架的骨架上，两相邻固定点的间距不大于2.75米。

3.根据权利要求2所述的极地钻机，其特征在于：上述钻台面保温棚与钻杆架保温棚之间设有坡道保温棚；除此之外的其它保温棚之间设有过道保温棚；前述所有保温棚对钻机设备和钻机工人工作区域形成全封闭。

4.根据权利要求2或3所述的极地钻机，其特征在于：上述保温棚的四周围墙由若干块长方形平面型保温板组成；平面型保温板一边设有母扣，对边设有公扣；其中一块平面型保温板的公扣完全插入另一块平面型保温板的母扣，形成相邻两块平面型保温板的拼接，公扣和母扣之间采用海绵密封体密封；

上述保温棚的顶部由若干块长方形瓦楞型保温板组成；瓦楞型保温板一边为搭接瓦楞，中间为强度加强瓦楞，对边为瓦楞搭扣；其中一块瓦楞型保温板的瓦楞搭扣完全重叠在另一块瓦楞型保温板的搭接瓦楞上，形成相邻两块瓦楞型保温板的无间隙拼接；

上述平面型保温板、瓦楞型保温板均为30㎜~70㎜厚度的硬质聚氨酯（PUR）做为中间层、04㎜~0.8㎜厚度的高耐候镀锌钢板做为外层的不少于3层的复合板材。

5.根据权利要求4所述的极地钻机，其特征在于：上述天车保温棚、钻台面保温棚、固控保温棚、泥浆泵保温棚、泥浆材料保温棚、储备罐保温棚的采用“人”字形截面屋脊，其凸起部分与水平面夹角为6°~12°。

6.根据权利要求5所述的极地钻机，其特征在于：上述各保温棚均配备了通风系统，主要由侧墙的排风扇和房顶的轴流风机组成；正常通风时只有一部分排风扇和轴流风机运行进行换气，换气次数不小于5次/小时；事故通风时所有的排风扇和轴流风机全部运行进行换气，换气次数不小于12次/小时。

7.根据权利要求6所述的极地钻机，其特征在于：上述各保温棚内均配备了气体检测系统；气体检测系统主要由气体检测仪、控制器和声光报警器组成；气体检测仪检测到保温棚内的可燃气体和有害气体浓度超过设定值时向控制器发出信号，控制器启动声光报警器报警，启动所有排风扇和轴流风机进行换气，并停止所有钻机设备运行。

8.根据权利要求5所述的极地钻机，其特征在于：上述井架保温棚内，高度每间隔5~7米均匀布置照明灯；除此之外的其他保温棚的每个门口的上方布置一盏照明灯，保温棚内均匀布置照明灯；上述所有保温棚内的照明亮度不低于100Lx。

9.根据权利要求5所述的极地钻机，其特征在于：上述井架保温棚、钻台面保温棚、底座保温棚、井口保温棚、钻杆架保温棚、泥浆材料保温棚、储备罐保温棚、泥浆泵保温棚和固控保温棚内布置具有出风口且阀门调节出风量的热空气管道；上述天车保温棚、过道保温棚、司钻房、工具房和电控房设有用于取暖的恒控温电暖风机。

10.根据权利要求9所述的极地钻机，其特征在于：在上述保温棚和房体外的油缸和管线的外表面缠绕电伴热带并包裹可拆卸式柔性保温材料。