一种同升式井架底座

技术领域

本发明属于石油机械装备技术领域，涉及一种同升式井架底座。

背景技术

目前，随着提质增效工作的不断推进，对钻机安拆效率的要求越来越高，常规的旋升式井架底座(如图1所示，图1(a)为井架起升示意图，图1(b)为底座起升示意图)，其钻机绞车安装于底座后台，可满足设备低位安装随井架底座起升到高位的要求，但井架、底座需分两次起升，即先安装井架起升系统，待井架起升到工作位置后，再重新安装底座起升系统，将底座起升到工作位置，这样不仅增加一套起升系统、增加了产品成本，而且增加了拆装工作量，降低了工作效率，不符合当前钻机发展的趋势；另外，随着井架高度的不断增加、自动化设备的应用，井架起升时携带的设备越来越重，井架起升钩载也越来越大，这不仅增加了井架的起升风险，而且造成起升大绳设计选型困难、井架起升滑轮、井架人字架等关键受力部件结构臃肿等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种同升式井架底座，解决了现有技术中存在的井架底座需两次穿绳、两次起升、安拆工作量大、安拆效率不高的缺点，同时解决了井架起升钩载过大、起升安全性差的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种同升式井架底座，包括底座，底座上分别设有井架和人字架，井架的一端设有天车，井架的另一端设有人字架，井架上设有起升系统，天车、起升系统均与人字架连接。

本发明的特点还在于，

天车的四个顶角通过销轴与井架的四根立柱相连接，销轴设有安全销。

起升系统包括分别沿井架长度方向设置的上段滑轮、外滑轮及内滑轮，上段滑轮、外滑轮及内滑轮均成对设置在井架的相对两侧，与外滑轮和内滑轮对应的井架内侧设有井架耳板，井架的中心处设有起升三角架，起升三角架一端与井架的游吊连接，起升三角架的另一端安装有三角架滑轮；所述人字架顶端的相对两侧分别设置有人字架外滑轮和人字架内滑轮，人字架的后腿内侧设置有耳板；

还包括起升大绳，起升大绳的一端固定在人字架的耳板上，起升大绳的另一端依次绕过人字架内滑轮、上段滑轮、人字架外滑轮、外滑轮、内滑轮、三角架滑轮后挂在井架耳板上。

井架与天车连接的部分为井架上端，井架上端的立柱顶面均设有导向耳板，导向耳板上设有销轴连接孔，销轴A穿插在销轴连接孔内；天车的左右大梁的四个端头处分别设置有加强耳板与背板，通过导向耳板将天车与井架上段对正到位，再通过销轴A依次穿过导向耳板、加强耳板及天车的大梁腹板，并用安全销固定。

井架与人字架通过U型螺栓或耳板销轴连接。

井架与底座的连接方式为：井架上设有井架前立柱，底座上设有底座上座，井架前立柱上焊接有连接耳板B，底座上座上焊接有连接耳板A，连接耳板B与连接耳板A通过销轴连接。

井架上设有井架前立柱，底座上设有底座上座，井架前立柱上设置有连接销轴孔，底座上座上焊接有连接耳板A，将连接销轴穿过销轴孔与连接耳板A将底座与井架连接起来。

底座上座的下方两端分别设有一组底座立柱，井架前立柱与各底座立柱平行，并共同构成一个平行四边形结构。

本发明的有益效果是，在钻机安装起升过程中，实现了井架、底座低位安装，只需一次穿绳即可实现井架底座同时起升到工作位置，减轻了现场拆装工作量，提高了井架底座安拆效率；同时，通过改进井架起升系统，即在井架左右起升大耳处各增加了一个滑轮组，在起升三角架处增加了两个导向滑轮，在滑轮段内侧、人字架后腿内侧增加起升大绳连接耳板，在人字架顶部内侧增加了导向滑轮；由此可有效增加起升大绳绳数，降低井架起升钩载，提高井架起升能力，解决超深井钻机井架携带顶驱导轨及设备起升钩载大的问题，提高井架起升过程的安全性；另外，将天车与井架由常规的螺栓连接方式改为销轴连接方式，井架上段与天车可不拆卸整体运输，降低了天车的安拆难度、提高了安拆效率，节约了钻机搬家时间、减少了搬家车次，节约了作业成本。

附图说明

图1(a)、(b)为常规旋升式井架、底座起升示意图；

图2为本发明一种同升式井架底座的主视图；

图3为本发明一种同升式井架底座的俯视图；

图4为本发明一种同升式井架底座的放大图；

图5为本发明一种同升式井架底座的A-A方向剖视图；

图6为本发明一种同升式井架底座的连接方式图；

图7为本发明一种同升式井架底座起升大绳单侧穿绳图；

图8(a)、(b)为本发明一种同升式井架底座中井架与天车连接示意图；

图9为本发明一种同升式井架底座中井架起升过程示意图；

图10为本发明一种同升式井架底座中井架天车运输的结构示意图。

图中，1.井架，2.起升大绳，3.底座，4.人字架，5.上段滑轮，6.起升三角架，7.三角架滑轮，8.井架耳板，9.外滑轮，10.内滑轮，11.人字架外滑轮，12.人字架内滑轮，13.耳板，14.连接耳板A，15.连接耳板B，16.天车，17.井架上段，18.导向耳板，19.加强耳板，20.背板，21.销轴A，22.安全销，23.井架前立柱，24.底座上座，25.底座立柱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种同升式井架底座，参照图2、图6、图8(图8(a)为井架1一侧的结构示意图，图8(b)井架1另一侧的结构示意图)，一种同升式井架底座，包括井架1、底座3、人字架4、天车16以及起升系统构成，井架1上设有井架前立柱23，底座3上设有底座上座24，底座上座24的两端下方分别倾斜连接有一组底座立柱25(每组底座立柱25的数量为2个)，井架1与底座3连接实施方式有以下两种：1)井架前立柱23上焊接有连接耳板B15，底座上座24上焊接有连接耳板A14，连接耳板B15与连接耳板A14通过销轴连接；2)井架前立柱23上设置有连接销轴孔，代替了连接耳板B15，底座上座24上焊接有连接耳板A14，井架1的前立柱与底座3的上座通过销轴耳板相连接；通过上述两种连接方式使井架1与底座3连接成一体，并且井架前立柱23与各底座立柱25平行，共同构成一个平行四边形结构。天车16的四个角通过销轴A21与井架1的四根立柱相连接，销轴A21设有安全销22，可防止销轴A21脱落；井架1与人字架4通过销轴固定在底座3的基座上。

参照图2、图3、图4、图5、图7、图8(图8(a)为井架1一侧的结构示意图，图8(b)井架1另一侧的结构示意图)，起升系统的结构是，起升系统包括分别沿井架1长度方向设置的上段滑轮5、外滑轮9及内滑轮10，上段滑轮5通过销轴B与井架1的起升大耳相连接，井架滑轮段设置有外滑轮9和内滑轮10，其内侧设置有井架耳板8；在人字架4顶端设置有人字架外滑轮11和人字架内滑轮12，人字架4后腿内侧设置有耳板13；起升三角架6的一端与井架1的游吊系统相连，起升三角架6的另一端安装有三角架滑轮7；起升大绳2的一端固定在人字架4的耳板13上，另一端依次绕过人字架内滑轮12、上段滑轮5、人字架外滑轮11、外滑轮9、内滑轮10、三角架滑轮7后挂在井架内侧的耳板8上，该起升系统既可有效增加起升大绳数，提高井架起升能力，同时可降低井架起升钩载，改善井架受力状态，提升井架起升作业的安全性。采用上述结构，只需安装一次井架起升系统，即可实现井架底座同时起升到位，起升系统可采用本发明所述的起升系统，也可采用常规结构。

参照图2、图3、图8(图8(a)为井架1一侧的结构示意图，图8(b)井架1另一侧的结构示意图)、图10，天车16与井架1的连接结构是，井架上段17的立柱顶面均设置有导向耳板18，导向耳板18上设有销轴连接孔，用于安装销轴A21；天车16的左右大梁的四个端头处分别设置有加强耳板19与背板20，加强耳板19焊接在天车16大梁下翼板上侧，并对称分布在大梁腹板两侧，背板20与天车16大梁及加强耳板19焊接固定，加强耳板19及天车16的左右大梁腹板上设有销轴孔，用于安装销轴A21。通过导向耳板18可快速将天车16与井架上段17对正到位，而后可用销轴A21依次穿过导向耳板18、加强耳板19及天车16的大梁腹板，并用安全销22固定牢靠，完成天车16安装固定。相比传统的天车与井架采用螺栓连接方式，该安装方式可有效降低天车安装难度，提高天车安装效率，并通过合理的尺寸设计，实现天车16与井架上段17的不拆卸整车运输，节省钻机搬家车次。

本发明一种同升式井架底座的工作原理是：

参照图2、图3、图4、图5、图6、图7，图8(图8(a)为井架1一侧的结构示意图，图8(b)井架1另一侧的结构示意图)、图9(图9的箭头左边为井架起升前的状态示意图，图9的箭头右边的图为井架起升后的状态示意图)，在人字架4安装完成后，可进行井架各段的安装，待井架下段与滑轮段安装完成后，将其整体吊上底座3，通过销将井架下段支脚与底座3的基座相连接，通过销将井架1下段与底座3上的连接耳板A14相连接，而后依次连接井架1上面几段，待井架上段17安装完毕后，通过销轴21将天车16与井架1连接并用安装安全销22固定，接着安装二层台等相关附件，最后安装井架起升系统，如起升三角架、起升大绳等。完成上述工作后，便可起升井架，钻机主绞车工作后，带动游吊和起升三角架6，从而牵引起升大绳2将井架1逐步拉起，井架1通过销轴和连接耳板14，带动底座3的钻台同时从水平状态起升，待井架1与底座3的钻台起升到垂直工作状态时，通过U型螺栓或耳板销轴将井架1与人字架4连接固定牢靠，将起升大绳2与起升三角架6的连接拆开后，将起升大绳2端头固定在井架挂绳器中，下放游吊及起升三角架至低位，井架1与底座3起升完成。

本发明一种同升式井架底座的特点为，改变了常规旋升式钻机的起升方式及起升系统，改进了滑轮分布结构，可避免井架底座分两次起升效率低的问题，同时可有效降低井架起升钩载，提高井架起升过程中的安全性。

本发明一种同升式井架底座，井架与底座钻台通过销轴相连，井架前立柱与底座各立柱形成平行四边形结构，实现了井架、底座低位安装，只需一次穿绳即可实现井架底座同时起升到工作位置，减轻了现场拆装工作量，提高了井架底座安拆效率；同时，通过改进井架起升系统，即在井架左右起升大耳处各增加了一个滑轮组，在起升三角架处增加了两个导向滑轮，在滑轮段内侧、人字架后腿内侧增加起升大绳连接耳板，在人字架顶部内侧增加了导向滑轮；由此可有效增加起升大绳绳数，降低井架起升钩载，提高井架起升能力，解决超深井钻机井架携带顶驱导轨及设备起升钩载大的问题，提高井架起升过程的安全性；另外，将天车与井架由常规的螺栓连接方式改为销轴连接方式，井架上段与天车可不拆卸整体运输，降低了天车的安拆难度、提高了安拆效率，节约了钻机搬家时间、减少了搬家车次，节约了作业成本。