CN2426912Y - 一种用于石油钻修设备的井架 - Google Patents

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尹永晶
何军国
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本实用新型涉及一种用于石油钻修设备的井架,它由几个直立的桁架结构井架分段依次连接而成,连接后的井架上段和若干中段坐在装在井架下段上的承载机构上。井架安装、拆卸时可利用钻机、修井机自带绞车、天车或利用其它液压装置实现对各分段起升和落下。各分段的连接采用在井架分段的上、下连接部位焊接连接板,通过螺栓或销轴连接。采用这种结构的井架,可根据井架总体高度的要求确定需要中段的数量,从而满足井架的各种高度要求,安装快捷、方便,占用空间小。

Description

一种用于石油钻修设备的井架
本实用新型涉及一种石油机械钻机或修井机用井架,属于油气生产地面设备。
已知技术中,钻机、修井机配置有一种直立、无绷绳、前开口、可伸缩式套装井架,又称K型井架,见申请号:99242821.1实用新型专利说明书所述。它由三段井架单体组合而成,运输时井架中体套装在井架下体内,井架上体又套装在井架中体内,在井场安装时,通过双向液缸或利用钻机、修井机自带绞车用钢丝绳将井架整体立起,然后通过液压或机械方式将井架上体升起,到位后操纵承载机构工作支撑井架上体,该承载机构工作时由液压缸工作推动四连杆执行机构,从而推动承载销伸出,使井架上体坐在承载销上实现对井架上体支撑,井架中体升起方式及对井架中体的支撑装置同上述井架上体的完全相同。为保证井架抗风负荷能力,这种井架各段之间均有较长的重合段。
K型井架同其它已知技术中的塔形井架、A型井架相比具有安装省时省力、安装占用空间小、移运长度小的优点,同桅形井架相比不需使用绷绳来保持稳定性,因而具有一定先进性,但受其结构限制存在如下缺点:受井架跨档尺寸限制,一般至多只能由三段井架单体套装组成,因而套装后整机移运长度还偏大;井架单体受井架整体结构影响长度尺寸受到限制,使井架组装后整体高度一般低于35米,使井架的应用有一定的局限性。
本实用新型的目的是提供一种能满足井架各种高度要求、安装更快捷、方便;安装占用空间更小、整机移运长度更小的钻机或修井机井架,且配套钻机或修井机能使其主机的尺寸相对减少,降低其主机制造成本。
本实用新型提供了一种钻机或修井机用井架,它由几个井架分段依次连接而成,包括位于上部的上段、位于下部的下段、位于中部的若干中段单元以及井架常规必备的设施如天车、二层工作平台等。根据所需井架高度要求,可确定需要连接的中段的数量。所述的井架各分段均采用直立、桁架结构井架,下段为前开口,上段和中段可根据需要前开口或前封口。井架在井场安装是这样实现的:先将井架的上段套装在下段内,利用钻机或修井机自带绞车或其它液压装置将套装在一起的上段和下段立起后将上段拉出,操纵装在井架下段的承载机构实现对上段的支撑,然后通过下段的前开口处,将一中段单元竖立置于下段内部中心部位,利用常规机械或液压方式将中段单元升起,与上段进行连接。在下段适当高度位置处设有操作平台或工作梯,由人工进行上段底部与该中段上部的连接部位的连接,连接完成后,脱开承载机构承载销,进行该中段和上段提升,到位后,操纵承载机构工作,实现对上段和该中段支撑,至此完成第一节中段单元的连接。同样方法,可进行其它中段单元的连接。上述的各分段之间的连接采用在井架分段的上、下连接部位焊接连接板,通过螺栓或销轴进行连接方案。上述承载机构采用前述公知技术中的气缸工作控制四连杆执行机构的方案。井架的拆卸依照所述安装方法的相反顺序实现。
本实用新型所提供的钻机、修井机井架,由于采用上述分段可拆卸结构,各分段井架高度可灵活设计、组合,井架组装后高度可满足各种钻、修井作业要求,井架安装快捷、方便,安装空间小,由于可分为多段,使钻机、修井机主机尺寸相对减小,可降低钻机、修井机设计制造成本,减少钻机、修井机移运长度,使钻机、修井机通过性能得到提高。
下面结合附图,对本实用新型所采取的技术方案进行进一步说明。
图1是本实用新型井架整体结构示意图;
图2是井架上段套装在下段内并立起时结构示意图;
图3是井架中段单元结构示意图;
图4是第一节井架中段待起升安装时结构示意图;
图5是井架中段和上段连接、升起并由承载机构支撑后结构示意图;
图6是井架单体之间连接部位剖视图;
图7是图6左侧视图;
图8是对上段缩回下段时进行限位的限位装置结构示意图;
图9是承载机构改进后,图1所示承载部位I局部放大视图;
图10是图9的左侧视图。
首先参见图1,本实用新型井架由井架上段1、下段2、四节中段单元3、天车4、承载机构5、连接机构6、限位装置7、工作梯8及其它一些井架必备结构如二层工作平台(未示出)等组成。井架下段2对其上各段的支撑由承载机构5实现,井架由各分段通过连接机构6依次连接而成,井架各段采用直立、桁架结构井架,即由四周直立矩形管或角钢支撑腿及横梁、斜杆等焊接而成。下段为前开口形式,前开口的两侧有两根斜撑支腿,上段和中段单元可根据具体工作环境、工作载荷设计成前开口或前封口结构,各段长度可根据需要设计。
井架的安装方法及结构组成叙述如下。如图2所示,运输前或在井场将上段1套装在下段2内,通过双向液压缸或钻机、修井机自带绞车设备利用钢丝绳使井架立起,并使限位机构7处于工作位置,即处于托住上段1的位置,限位机构7的结构参见图8,由限位块71、铰支座72组成,当上段套装在下段内时,手动或通过气缸或液压缸推动连杆机构将限位块拉至图示工作位置。图3为中段单元结构示意图,钢丝绳31用来提升中段3。参见图4,同样利用前述液压或机械方式使上段1升起,到位后,操纵承载机构5,实现下段对上段的支撑,从而完成上段的起升,然后将限位机构7的限位块位于非工作位置即图8所示限位块71的位置左转或右转90°,目的是让开下段内部空间,以备安装中段。然后在井场通过锚头、大钩、滚杠、坡道等利用绞车将中段单元3竖立,并从下段2两斜撑支腿中间通过并置于下段2中心位置,通过液压装置或利用绞车、天车4将中段3升起,到位后,人工进行该中段与上段的连接,为便于操作,设有工作梯8或操作平台(为保持图面清淅,工作梯8只示出部分)。参见图5,上段和该中段连接完毕后用机械或液压方式将上段和该中段拉起,操纵承载机构5,使承载销脱开,然后将其升起,到位后,操纵承载机构5使承载销伸出,实现下段对上段和该中段的支撑,至此完成第一个中段单元3的安装。同样办法,可进行其它三个中段单元的安装,从而完成井架整体安装。钻井、修井作业完成后需拆卸井架时,按安装相反顺序拆卸各中段单元,并取出各中段单元,上段1缩回下段2前,手动或操纵气缸、液缸控制限位装置7,使限位块位于工作位置,使上段落座在限位块上,然后采用液压或机械方式放倒井架。
上述井架各分段之间的连接由定位装置和联接装置完成,参见图6,定位装置由装在上段及各中段单元四周矩形管支撑腿下端61内孔的槽座63及与槽座63配合的装在各中段单元的四周矩形管支撑腿上端62内孔的榫头64组成,槽座63一端为截面是矩形的凸头631,凸头631插入矩形管内孔并焊接,另一端中心有一个截面为矩形、园形或其它形状的孔632。榫头64一端是截面为矩形、园形或其它形状的轴642,与槽座上的孔632相配合,另一端是矩形凸头641,插在井架矩形管支撑腿上端62的内孔里,并焊接。榫头64的轴642与槽座63的孔632相互配合,通过榫头64和槽座63上下接合面承受井架主要载荷,榫头64的轴642的端部倒角,以便对接分段时能自动找正。若井架四周支撑腿采用角钢或其它型钢时,也可在支腿的内外侧等适当位置焊接槽座和榫头,采用此定位结构。图7是图6的左侧视图,表示分段之间的联接装置的结构。联接装置由焊接在井架上段1、中段单元3的支撑腿下端61及横梁65和焊接在中段单元的支撑腿上端62及横梁66上的钢板67、68和螺栓69组成,螺栓69穿入钢板上的孔中,对井架分段进行连接。上述安装在下段上部的井架承载机构5采用公知K型井架的气缸控制四连杆机构推动四个承载销轴伸出,实现对上面井架的支撑的结构形式。作为改进,可将承载销改为承载块。参见图9、图10,图9是图1所示承载机构5中承载部位I的局部放大视图,承载块51和井架下段2通过铰支座52连接,气缸进气时,推动承载块51伸出,井架中段3坐在承载决51上,从而实现井架下段2对上面井架支撑。井架拆卸时,气缸反向进气,承载块51拉回。此承载机构也可采用液动方式。这种结构解决了承载销与孔之间的摩擦阻力、锈蚀等问题,使承载性能得到改善。

Claims (3)

1、一种用于石油钻修设备的井架,包括井架上段(1)、下段(2)、中段、承载机构(5)及井架作业时所必需的设施如天车(4)、二层工作平台、工作梯(8)等,其特征在于:所述的井架中段包括若干中段单元(3),所述的井架还包括用于对上段(1)、若干中段(3)进行依次连接的连接机构(6),所述的连接机构(6)包括焊接在井架上段(1)、中段单元(3)的支撑腿下端(61)及横梁(65)和焊接在中段单元的支撑腿上端(62)及横梁(66)上的钢板(67)、(68)和用于连接钢板(67)、(68)的螺栓(69),所述井架的上段(1)、若干中段单元(3)连接后坐在下段(2)上,下段(2)上的承载机构(5)实现对其支撑。
2、如权利要求1所述的用于石油钻修设备的井架,其特征在于:所述的连接机构(6)还包括一个定位装置,该定位装置由焊接在井架上段(1)、井架中段单元(3)支撑腿下端(61)上的槽座(63)和焊接在中段单元(3)支撑腿上端(62)上的榫头(64)组成,榫头(64)的轴(642)端部倒角,分段连接时,榫头(64)的轴(642)插入槽座(63)的孔(632)中。
3、如权利要求1所述的用于石油钻修设备的井架,其特征在于:所述的承载机构(5)的承载销改为承载块(51),承载块(51)和井架下段(2)用铰支座(52)连接。
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