CN2667138Y - 垂直自升、高度可调钻台与井架一体化的底座 - Google Patents

Abstract

本实用新型与石油钻采行业有关，特别是一种垂直自升，高度可调钻台与井架一体化的底座，包括钻机的井架1、人字架2、底座3、底层31、顶层32；其特点在于该人字架2直接坐在底座3的底层31上，底座3只有底层31、顶层32两部分。采用本实用新型结构的垂直自升，高度可调钻台与井架一体化的底座，可大大提高实际施工中的效率，降低生产成本、劳动强度和人力，具有显著的进步。

Description

垂直自升、高度可调钻台与井架一体化的底座

技术领域：

本实用新型与石油钻采行业有关，特别是一种垂直自升，高度可调钻台与井架一体化的底座。

背景技术：

石油钻机的底座是钻机的主要结构件，起到支撑井架、立根和钻台设备负荷的作用，其下部预留空间，以便安装钻井防喷器组。

现有的石油钻机有各种形式的底座，按安装方式的不同，底座一般可分为三种型式：一种是箱型式(包括叠箱型式)；另一种是拖撬型式；还有一种是升举型式(平行四边形)，井架竖立在底座之上。

现分述如下：

1.箱型式或叠箱型式，如图1所示：

该结构底座主要分为若干模块，其左右基座形式为箱型，各大模块之间用销子相互连接，各个模块整体拼装，组成整个底座。该结构型式刚性较好，结构牢固。但存在有以下缺点：

A.安装繁琐，需要依赖外部动力组装。

B.部分模块体积大，重量重，安装困难，安全性差。

C.运输单元较多。搬家工作繁重。

D.安装时高位吊装单元多，特别是钻台台面较高时，十分困难，且安装时间长，费用较高。

E.钻台高度取决于壘叠高度。

2.拖撬型式，如图2所示：

该结构底座设计为可整体拖运型，其左右基座形式为拖撬型，各个模块之间用销子相互连接，整体拼装，组成整个底座拖撬。该结构型式刚性较好，结构牢固，搬家运输方便。但存在有以下缺点：

A.安装需要依赖外部动力组装。

B.仅限用于小型钻机，因整体拖运模块外形、重量有限制，不可应用于重型钻机。

C.钻台台面较低，难以满足现代钻井井口安装要求。

3.升举型式，如图3所示：

这是当前最广泛使用的型式。

该结构底座的主要特点是以底层、顶层、中层等组成，底座的底层、顶层之间由中层连接，在中层内包括若干组长度相同的与底层、顶层铰接的转动杆系，各自绕销轴作相向转动，靠绞车和游车设备用钢丝绳牵引起升或下放底座顶层(钻台)及先期已安装的钻台设备，井架和底座以枢轴相连，也靠绞车和游车设备用钢丝绳牵引而竖立或下放。这种型式的专利：如US P 4569168(1986-2-11)“用于移动式石油钻机的自升式底座”；US P4831795(1989-5-23)“钻机塔架装配”；中国专利2034148(1989-5-24)对牵引绳的布置作出改进。采用此种升举型式时，设备实现低位安装，依靠绞车自身动力并借用钻机提升系统实现底座和井架的整体起升，应用广泛，如US P 6523319(2003-2-25)“移动钻机”仍然采用类似结构。但升举型式存在以下缺点：

A.底座结构较复杂(如以底层、顶层、中层等组成的平行四边形三层式铰接底座)。

B.由于多点铰接，制造、安装精度要求高。

C.整体刚性略差。

D.由于井架安装于底座顶层(即钻台)，稳定性较差。

E.钻台高度取决于底座中层杆系高度，杆系不调整，高度不可调。

美国专利4821816(1989-3-18)-“模块化钻机安装方法”描述了一种钻机底座，它由两个分离的平行滑撬和一个钻井平台构成。在钻机底座的两个分离的平行滑撬之间装有尺寸适当的管状构架，平台用于支撑绞车和井架，而平台则以四条腿支撑在钻机底座上。这四条腿与平台和底座以枢轴相连，借用钻井平台马达，液压泵，液缸，管状构架和连杆机构来升降钻井平台。最后，经平行度调整，机械锁定两个分离的平行滑撬。无疑，管状构架和所述四腿的尺寸将确定钻井平台的高度。

美国专利5408940(1995-3-25)“用齿轮齿条机构调节工作台高度”采用齿轮齿条机构实现建筑工作台起升和高度调节，未见用于石油钻机。

由挪威EDM AS专利化的新概念钻机采用齿轮齿条机构来改进钻机的提升系统，还令井架下段起传统底座的作用。

中国专利2206347(1995-8-30)“一种石油钻机井架”曾采用四腿落地井架，在操作状态下不晃动，抗扭转刚度和承载能力提高。

石油钻井界一直着眼于开发钻台高度可调，稳定性高，底座和井架自行升降的底座和井架结构。

发明内容：

本实用新型所要解决的技术问题就在于克服上述现有技术中的不足，提出一种垂直自升、高度可调钻台与井架一体化的底座。

本实用新型不但沿用了自起升概念和措施，克服了上述各种现有技术中存在的问题和缺点，而且通过计算机对结构整体稳定性的分析计算，证明该结构完全满足各种钻井工况的工作要求，整体刚性良好。

本实用新型钻机的技术设计方案如下：

一种垂直自升、高度可调钻台与井架一体化的底座，包括钻机的井架1、人字架2直接坐在底座3的底层31上，底座3只有底层31、顶层32两部分，顶层32即为钻台，钻机井架1的前腿6和井架人字架2的后腿7作为底座3的支撑腿来承受底座3上的载荷，同时也用于底座垂直起升或下放时的导向导轨。依靠绞车5的动力将井架1起升或下放到位。在起升或下放井架1到位，并与人字架2连接固定好后，再依靠绞车5的动力，通过钻机的游动系统，采用钢丝绳牵引，将底座3顶层32沿导轨垂直起升或下放到需要高度位置，并与井架1、井架人字架2分别连接牢固。

其优点归纳如下：

1.井架生根于底座下座、两者连为一体，整体刚性、稳定性好。

2.装拆方便，钻台设备可在底座起升前进行低位安装，然后整体起升，钻台设备亦可在底座下放后实现低位拆卸。

3.台面上、下空间大，易于各种设备的安装、摆放。

4.钻台高度可调，为用户提供可调台下凈空高度，满足各种防喷器组对安装高度的需求。

5.采用钻机自身所配备的钻井绞车为动力，借用钻机提升系统，以钢丝绳牵引来完成钻台起升、下放，操控简单，不另加齿轮齿条机构，或液压管状连杆机构。

6.运输模块数量和重量减少，节约运输费用。

7.适宜拖车装载，适用于移动式钻机。

附图说明：

图1是现有技术叠箱型式钻机结构示意图。

图2是现有技术拖撬型式钻机结构示意图

图3是现有技术升举型式(平行四边形)钻机结构示意图。

图4是本实用新型垂直起升钻机最佳实例结构示意图。

图5是本实用新型垂直起升钻机最佳实例结构示意图。

图6是本实用新型垂直起升钻机最佳实例结构示意图。

具体实施方式：

如图4、5、6所示，是本实用新型垂直起升钻机最佳实施例的结构示意图。具体安装实施步骤如下：

1.先将底座3顶层32、底层31按规定位置上、下叠放，并将底座3的底层31、顶层32固定连接好，在低位，通常小于3m的高程，安装好人字架2及底座3的顶层32上的绞车5和其他各种钻井设备；

2.把井架1安装在初始起升位置，按起升要求穿好钻井钢丝绳8、起升大绳9；

3.用绞车5把井架1以铰升方式牵引起升到位，并把井架1与井架人字架2连接固定好；

4.解除底座3的顶层32、底层31之间的固定；

5.通过起升大绳9，底座3的顶层32上的滑轮组和导向装置，绞车5继续牵引底座3的顶层32连同安装在它上面的设备沿着作为导轨的井架1的前腿6和井架人字架2的后腿7一起垂直起升。

6.根据需要选择合适的钻台面高度，可以有至少2个高度选择，装上底座3的顶层32与井架1的前腿6、人字架2的后腿7之间的连接销10。

7.调节安装在井架的上的井眼调节对中装置11，完成井眼对中作业。

采用本实用新型结构的垂直自升，高度可调钻台与井架一体化的底座，可大大提高实际施工中的效率，降低生产成本、劳动强度和人力，具有显著的进步。

Claims (5)

1、一种垂直自升、高度可调钻台与井架一体化的底座，包括钻机的井架(1)、人字架(2)、底座(3)、底层(31)、顶层(32)；其特征在于该人字架(2)直接坐在底座(3)的底层(31)上，底座(3)只有底层(31)、顶层(32)两部分。

2、根据权利要求1所述的一种垂直自升、高度可调钻台与井架一体化的底座，其特征在于作为底座(3)的支撑腿来承受底座(3)上的载荷是钻机井架(1)的前腿(6)和井架人字架(2)的后腿(7)。

3、根据权利要求1所述的一种垂直自升、高度可调钻台与井架一体化的底座，其特征在于钻机井架(1)的前腿(6)和井架人字架(2)的后腿(7)是底座垂直起升或下放时的导向导轨。

4、根据权利要求1所述的一种垂直自升、高度可调钻台与井架一体化的底座，其特征在于用绞车(5)的动力将井架(1)起升或下放到位，并与井架(1)、井架人字架(2)分别连接牢固。

5、根据权利要求1所述的一种垂直自升、高度可调钻台与井架一体化的底座，其特征在于采用连接销(10)将底座(3)的顶层(32)与井架(1)的前腿(6)、人字架(2)的后腿(7)连接。

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