CN212898364U - 一种指梁间距调节装置及指梁系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油及天然气钻探技术领域，具体涉及一种指梁间距调节装置及指梁系统，包括固定在二层台上的第一指梁组，与第一指梁组重叠设置有第二指梁组，第二指梁组在驱动部件驱动下能够相对于第一指梁组平移，所述第二指梁组上可拆卸地设有挡板，所述挡板能够限制所述第二指梁组的移动范围，以使所述第一指梁组与所述第二指梁组发生错位并形成第三间隙，所述第三间隙用于排放不同直径的钻具。本实用新型使用驱动部件替代人工驱动第二指梁组，并配合挡板对第二指梁平移后的最终位置进行定位，使得操作人员能够轻松并准确地控制第三间隙的大小，快速准确地调节指梁间距以适应不同尺寸的钻具，提高了生产效率和安全性、降低生产成本。

Description

一种指梁间距调节装置及指梁系统

技术领域

本实用新型涉及石油及天然气钻探技术领域，特别涉及一种指梁间距调节装置及指梁系统。

背景技术

在钻井施工过程中，一般在井架二层台设置固定指梁来排放钻具。不同的钻井工况需要使用不同规格尺寸的钻具，常用钻具的尺寸从2-3/8in到5-1/2in不等，因此现有的二层台固定指梁的间距需要满足最大常规钻具的尺寸要求，一般为150mm左右。但这种大间距的固定指梁在排放小规格钻具时，会因间距过大引起钻具在指梁内倾倒、错乱无序的情况；且小规格钻具在风力作用下容易剧烈摆动，导致钻具撞击指梁以及钻具之间相互撞击，对井架及二层台形成冲击荷载，对井架及二层台结构安全带来风险，现场噪声严重，影响工人交流指挥。

针对现有固定式指梁的上述技术缺陷及其难以整体更换的特点，近年来出现了多种二层台指梁间距调节方案：

CN109469452A中提出了一种由固定指梁、滑动指梁、翻转指梁组成的指梁间距调节装置，但其中可翻转指梁的活动空间过大且操作繁琐；滑动指梁利用蜗轮、蜗杆和滑动座进行驱动，控制过程比较繁琐。

CN206016722U中提出了一种套筒式二层台挡杆架，将指梁固定在套筒上，通过移动每个套筒在圆柱形横梁上的位置达到改变指梁间距的目的；这种方式需要工人分别移动每个套筒的位置来才能实现指梁间距的调整，费时费力，而且无法精确控制指梁间距。

CN110500050A通过在相邻两组指梁之间设置套筒和丝杆来调节指梁间距，由于该方式需要在每相邻两组指梁之间分别进行调节，对于多排指梁的二层台，调节效率比较低。

CN202645450U和CN110630192A均采用了双层指梁组的结构，通过调整两组指梁之间的相对位置达到调节指梁间距的目的；但其执行机构均采用齿轮齿条的驱动方式，安装布置比较复杂、制造成本较高；且分别使用锁紧气缸和限位槽对可移动的指梁进行限位，结构比较复杂、制造成本较高。

实用新型内容

本实用新型针对现二层台指梁间距调节机构的驱动方式和限位方式的结构较复杂、安装较繁琐、制造成本较高的技术缺陷，提出一种指梁间距调节装置及二层台指梁系统。本实用新型的驱动部件结构简单可靠、安装和操作方便；限位组件定位准确、结构简单、操作方便，无需设置独立的控制系统；本实用新型能够快速准确地调节指梁间距以适应不同尺寸的钻具，提高了生产效率和安全性、降低生产成本。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种指梁间距调节装置，包括固定在二层台上的第一指梁组，所述第一指梁组形成有第一间隙；与所述第一指梁组重叠设置有第二指梁组，所述第二指梁组形成有第二间隙，所述第二指梁组在驱动部件驱动下能够相对于所述第一指梁组平移，所述第二指梁组上可拆卸地设有挡板，所述挡板能够限制所述第二指梁组的移动范围，以使所述第一指梁组与所述第二指梁组发生错位并形成第三间隙，所述第三间隙用于排放不同直径的钻具。

本实用新型使用驱动部件替代人工驱动第二指梁组，并配合挡板对第二指梁平移后的最终位置进行定位，使得操作人员能够轻松准确地控制第三间隙的大小；挡板定位准确、结构简单、操作方便，无需设置独立的控制系统；本实用新型能够快速准确地调节指梁间距以适应不同尺寸的钻具，提高了生产效率和安全性、降低生产成本。

优选地，所述第二指梁组固定连接在套筒上，所述套筒套装在轴上，所述套筒的长度L小于所述轴的长度L1，所述轴的两端固定连接支座，所述支座固定连接在所述二层台上。

第二指梁组采用套筒结构，套筒的长度L短于轴的长度L1，使套筒能够沿轴滑动，以带动第二指梁组平移，从而配合第一指梁组形成第三间隙；套筒结构的整体结构简单、力学性能好，长时间使用后不易发生变形，制造成本低；同时几何形状规则、容易清理、便于现场操作维护和更换，能够较好地适应钻井现场的工况要求。

套筒结构可以有双套筒、单套筒形式，两者各具优势：双套筒结构更为稳定可靠，单套筒结构占用的安装面积更小；采用双套筒结构时，在两支座之间并排设置两组套筒，两组套筒相互固定连接；在两组套筒连接部位的中部开通孔，驱动部件的一端连接套筒外壁，另一端穿过通孔后连接二层台；采用单套筒结构时，驱动部件的一端固定连接套筒外壁，另一端连接二层台。

优选地，所述挡板包括多个不同厚度的组件，每个所述组件上均设有卡槽，所述卡槽能够匹配并卡接在所述轴的两端，使所述挡板限制所述套筒在两个所述支座之间的滑动范围。

第二指梁组即将移动到指定位置时，工人使用挡板卡接进轴两端的间隙，对套筒进行定位，操作简单、定位准确、无需设置独立的控制系统，提高了操作安全性、降低了劳动强度和生产成本。

优选地，每个所述挡板上均设有相同的凹槽和凸台，多个所述挡板能够通过所述凹槽和凸台相互连接构成不同的总厚度。

相应的，两个支座朝向套筒的一侧也设有相同的凹槽，用于安装挡板。

具体操作过程为：

A、需要排放最大直径钻具时，操作驱动部件将套筒推(拉)向轴的一端，由于套筒比轴短，因此在轴的另一端产生间隙；将挡板插入并填满轴另一端的间隙，使套筒无法继续移动，第二指梁被定位；此时第一指梁组和第二指梁组的边缘平齐，第一间隙和第二间隙完全重叠，形成最大的第三间隙，用于排放最大直径钻具；

B、需要排放较小直径钻具时，先确定所需第三间隙的大小，从而确定第二指梁的定位位置，并得到轴两端间隙需要的挡板厚度；从轴的一端向上取出正确厚度的挡块，操作驱动部件产生一定的拉(推)力，使第二指梁组移动并抵接在轴一端剩余的挡板上；此时轴的另一端也产生间隙，使用正确厚度的挡板插入并填满轴另一端的间隙，使套筒无法继续移动，第二指梁被定位；此时第一指梁组和第二指梁组发生错位，形成较小的第三间隙，用于排放较小直径钻具；

C、需要排放更小或更大直径钻具时，根据所需第三间隙的大小重复上述操作，调整轴的两端的挡块厚度即可。

优选地，所述驱动部件的一端与所述套筒固定连接，所述驱动部件的另一端固定连接在所述二层台上。

该连接方式结构简单、维护方便，能够适应狭小的安装空间，可以根据现场情况调整连接位置，可以采用焊接、螺纹连接、螺栓连接等方式，灵活可靠，能够较好地适应钻井现场的操作特点。

优选地，所述驱动部件为液缸或电缸或气缸。

该三种驱动方式结构简单可靠、安装和操作方便、响应快速准确，能够适应狭小的安装空间，可以根据现场情况调整连接方式和连接位置，能够较好地适应钻井现场的操作特点。

优选地，所述第一间隙和所述第二间隙的大小相同。

第一间隙和第二间隙均设置为具体工况下最大钻具所需的尺寸，即在钻井作业中，当需要排放最大尺寸的钻具时，控制驱动部件使第一指梁组和第二指梁组相互重合，则钻具能够穿过第一间隙和第二间隙，完成排管操作；不会因第一间隙和第二间隙大小不同导致无法排放最大尺寸的钻具。

一种指梁系统，包括至少一个指梁间距调节装置。

一般情况下，井架配套的指梁系统包含至少一个指梁间距调节装置，以便排放足够的、不同直径的钻具，方便下钻操作，减少钻具起升时间，提高生产效率。

本实用新型的有益效果是：

1、指梁间距调节装置，使用驱动部件替代人工驱动第二指梁组，并配合挡板对第二指梁平移后的最终位置进行定位，使得操作人员能够轻松并准确地控制第三间隙的大小；挡板定位准确、结构简单、操作方便，无需设置独立的控制系统；本实用新型能够快速准确地调节指梁间距以适应不同尺寸的钻具，提高了生产效率和安全性、降低生产成本。

2、指梁系统，包含至少一个指梁间距调节装置，能够根据需要排放足够的、不同直径的钻具，方便下钻操作，减少钻具起升时间，提高生产效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

图1是实施例1中指梁间距调节装置的结构示意图。

图2是实施例1中排放最大直径钻杆时指梁间距调节装置的俯视图。

图3是图2的前视图。

图4是图3中A1-A1截面剖视图。

图5是实施例1中挡板的结构示意图。

图6是实施例1中挡板的俯视图。

图7是实施例1中支座的结构示意图。

图8是实施例1中排放较小直径钻杆时的操作方法示意图。

图9是实施例1中排放较小直径钻杆时的操作方法示意图。

图10是实施例1中排放较小直径钻杆时指梁间距调节装置的俯视图。

图11是实施例2中指梁间距调节装置的结构示意图。

图12是实施例2中排放最大直径钻杆时指梁间距调节装置的前视图。

图13是图12中A2-A2截面剖视图。

图14是图13中B处的结构放大图；

图15是实施例2中限位滑块组件的结构示意图。

图16是实施例2中挡板的结构示意图。

图17是实施例2中挡板的俯视图。

图18是实施例2中支座的结构示意图。

图19是实施例3中指梁系统的结构示意图。

其中附图标记为：1-第一指梁组，2-第二指梁组，21-套筒，22-轴，23-支座，24-挡板，241-卡槽，242-凹槽，243-凸台，25-限位滑块组件，251-上限位板，252-滑板，253-下限位板，31-第一间隙，32-第二间隙，33-第三间隙，4-驱动部件，5-钻具，6-二层台。

具体实施方式

实施例1

如图1-2所示，一种指梁间距调节装置，包括固定在二层台6上的第一指梁组1，第一指梁组1形成有第一间隙31；在第一指梁组1的上方重叠设置有第二指梁组2，第二指梁组2形成有第二间隙32，第二指梁组2在驱动部件4a驱动下能够相对于第一指梁组1平移，第二指梁组2上可拆卸地设有挡板24a，挡板24a能够限制第二指梁组2的移动范围，以使第一指梁组1与第二指梁组2发生错位并形成第三间隙33，第三间隙33用于排放不同直径的钻具5。

如图3-4所示，第二指梁组2为双套筒结构，两个套筒21套装在两根并列布置的轴22上，套筒21的长度L小于轴22的长度L1，轴21的两端固定连接支座23a，支座23a固定连接在二层台6上；双套筒结构更为稳定可靠，在两支座23a之间并排设置两组套筒21，两组套筒21相互固定连接；驱动部件4a的一端连接套筒21外壁，另一端连接二层台6。

套筒21的长度L短于轴22的长度L1，使套筒21能够沿轴22在两个支座23a之间滑动，以带动第二指梁组2平移，从而配合第一指梁组1形成第三间隙33；套筒结构的整体结构简单、力学性能好，长时间使用后不易发生变形，制造成本低；同时几何形状规则、容易清理、便于现场操作维护和更换，能够较好地适应钻井现场的工况要求。

如图5-6所示，挡板24a包括多块不同厚度组件，每个组件上均设有卡槽241a，卡槽241a能够匹配并卡接进轴22的两端，使挡板24a限制套筒21在两个支座23a之间的滑动范围，以配合第一指梁组1形成所需的第三间隙33；每个挡板24a上均设有相同的凹槽242a和凸台243a，多个挡板24a能够通过凹槽242a和凸台243a相互连接，从而构成不同的总厚度；

如图7所示，两个支座23a上也设有相同的凹槽242a，用于安装挡板24a；

具体操作过程为：

A、如图2-3所示，需要排放最大直径的钻具5时，操作驱动部件4a将套筒21推(拉)向轴22的右端，由于套筒21比轴22短，因此在轴22的左端产生间隙；将挡板24a插入并填满轴22左端的间隙，使套筒21无法继续移动，第二指梁组2被定位；此时第一指梁组1和第二指梁组2的边缘平齐，第一间隙31和第二间隙32完全重叠，形成最大的第三间隙33，用于排放最大直径钻具5；

B、如图8-9所示，需要排放较小直径的钻具5时，先确定所需第三间隙33的大小，从而确定第二指梁组2的定位位置，并得到轴21两端间隙需要的挡板24a的厚度；从轴22的左端向上取出正确厚度的一块挡板24a，此时轴22的左端产生间隙，操作驱动部件4a产生一定的拉(推)力，使第二指梁组2向左移动并抵接在轴22左端剩下的挡板24a上；此时轴22的右端也产生间隙，使用正确厚度的挡板24a插入并填满轴22右端的间隙，使套筒21无法继续移动，第二指梁组2被定位；

如图10所示，此时第一指梁组1和第二指梁组2发生错位，形成较小的第三间隙33，用于排放较小直径的钻具5；

C、需要排放更小或更大直径的钻具5时，根据钻具5的具体直径重复上述操作，调整轴22两端的挡板24a的厚度即可。

如图3所示，驱动部件4a为液缸，其一端与套筒21的外壁固定连接，另一端固定连接在二层台6上。液缸结构简单可靠、安装和操作方便、响应快速准确，能够适应狭小的安装空间，可以根据现场情况调整连接方式，能够较好地适应钻井现场的操作特点。

本实用新型使用驱动部件4a替代人工驱动第二指梁组2，并配合挡板24a对第二指梁组2平移后的最终位置进行定位，使得操作人员能够比较轻松并准确地控制第三间隙33的大小；挡板24a定位准确、结构简单、操作方便，无需设置独立的控制系统；本实用新型能够快速准确地调节指梁间距以适应不同尺寸的钻具5，提高了生产效率和安全性、降低生产成本。

实施例2

如图11-12所示，本实施例与实施例1的不同之处在于，第二指梁组2采用单套筒结构，单套筒结构能够减少支座23b的安装面积，使二层台上的工人操作空间更大；单套筒的外形结构更简洁，拆装维护更快捷方便；制造单套筒结构所需材料更少，减少第二指梁组的制造成本。

如图12-15所示，相应的，由于单套筒结构本身不能限制套筒21的周向转动，因此在第二指梁组2和二层台6之间设置限位滑块组件25，以限制套筒21在第二指梁组2的重力作用下沿顺时针方向发生周向转动，从而保持第二指梁组2的水平状态。

限位滑块组件25由三层组成，上限位板251的上表面固定连接第二指梁组2，下限位板253的下表面使用沉孔螺钉固定连接二层台6，上限位板251和下限位板253之间通过滑板252活动连接，当第二指梁组2平移时，上限位板251能够相对于下限位板253产生相对滑动；下限位板253上设有凹槽，方便滑板252的安装，同时能够避免滑板252坠落，满足高空防坠落要求。

对于单套筒结构，限位滑块组件25的结构和安装位置不限于本实施例中描述的位置；本实施例中，上限位板251、下限位板253和滑板252的长度可以贯穿整个套筒21的长度，也可以分成几段布置。

本实施例中驱动部件4b的安装结构与实施例1略有区别。

如图16-18所示，相应的，单套筒结构对应的挡板24b和支座23b的结构与实施例1不同，其形状适于配合单套筒结构；挡板24b包括多块不同厚度组件，每个组件上均设有卡槽241b，卡槽241b能够匹配并卡接进轴22的两端，使挡板24b限制套筒21在两个支座23b之间的滑动范围，以配合第一指梁组1形成所需的第三间隙33；每个挡板24b上均设有相同的凹槽242b和凸台243b，多个挡板24b能够通过凹槽242b和凸台243b相互连接，从而构成不同的总厚度；两个支座23b上也设有相同的凹槽242b，用于安装挡板24b。

实施例3

如图19所示，井架二层台上的指梁系统包含两个指梁间距调节装置，以便排放足够的钻具，方便下钻操作，减少钻具起升时间，提高生产效率。

以上公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种指梁间距调节装置，其特征在于，包括固定在二层台(6)上的第一指梁组(1)，所述第一指梁组(1)设有第一间隙(31)；与所述第一指梁组(1)重叠设置有第二指梁组(2)，所述第二指梁组(2)设有第二间隙(32)，所述第二指梁组(2)在驱动部件(4)驱动下能够相对于所述第一指梁组(1)平移，所述第二指梁组(2)上可拆卸地设有挡板(24)，所述挡板(24)能够限制所述第二指梁组(2)的移动范围，以使所述第一间隙(31)与所述第二间隙(32)发生错位并形成第三间隙(33)，所述第三间隙(33)用于排放不同直径的钻具(5)。

2.根据权利要求1所述的一种指梁间距调节装置，其特征在于，所述第二指梁组(2)固定连接在套筒(21)上，所述套筒(21)套装在轴(22)上，所述套筒(21)的长度L小于所述轴(22)的长度L1，所述轴(22)的两端固定连接支座(23)，所述支座(23)固定连接在所述二层台(6)上。

3.根据权利要求2所述的一种指梁间距调节装置，其特征在于，所述挡板(24)包括多个不同厚度的组件，每个所述组件上均设有卡槽(241)，所述卡槽(241)能够匹配并卡接进所述轴(22)的两端，以使所述挡板(24)限制所述套筒(21)在两个所述支座(23)之间的滑动范围。

4.根据权利要求3所述的一种指梁间距调节装置，其特征在于，每个所述挡板(24)上均设有相同的凹槽(242)和凸台(243)，多个所述挡板(24)能够通过所述凹槽(242)和凸台(243)相互连接构成不同的总厚度。

5.根据权利要求2所述的一种指梁间距调节装置，其特征在于，所述驱动部件(4)的一端与所述套筒(21)固定连接，所述驱动部件(4)的另一端固定连接在所述二层台(6)上。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种指梁间距调节装置，其特征在于，所述驱动部件(4)为液缸或电缸或气缸。

7.根据权利要求1-5任一所述的一种指梁间距调节装置，其特征在于，所述第一间隙(31)和所述第二间隙(32)的大小相同。

8.一种指梁系统，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-7任一所述的指梁间距调节装置。

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