一体式六立柱高钻台自动举升型底座与轮式移运系统

技术领域

本发明属于石油装备制造技术领域，涉及一种一体式六立柱高钻台自动举升型底座与轮式移运系统。

背景技术

传统的中深井(井深2500米～4000米)钻修机底座，结构零散、底座由若干单元结构组合而成，且不具备自动起升功能，也不具备整体轮式移运功能。底座安装时，需要辅之以汽车吊或钻修机的大钩动力来完成钻台的起升与下放。在钻修机转移井场的设备搬家时，底座需要结构拆分，主体钻修机需要十多辆重型卡车转场运输，且中深井钻修机建井周期短、转场运输频繁。因此，这种传统底座存在安装拆卸繁琐、起升吊装安全风险大、运输占用车次多，底座安装及搬家成本长期居高不下等问题，亟需一种优化结构和系统取而代之。

发明内容

本发明的目的是提供一种一体式六立柱高钻台自动举升型底座与轮式移运系统，解决了现有技术的中深井底座存在结构零散、安装起升下放困难，转井场运输车次多、搬家运输费用高的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种一体式六立柱高钻台自动举升型底座与轮式移运系统，包括上座和下撬座，上座下表面设置有BOP吊移导轨，上座通过多个套筒式伸缩立柱连接支承在下撬座上，上座和下撬座之间还连接有前举升液缸、后举升液缸；下撬座的前部安装有牵引鹅颈悬挂座和前伸缩液缸，下撬座后部固定安装有后伸缩液缸、后半轴轮轴、后半轴连接座及滑座。

本发明的一体式六立柱高钻台自动举升型底座与轮式移运系统，其特征还在于：所述的上座的台面前方用于排放钻修井立根；台面后方安装有转盘及转盘驱动设备；台面两侧安装有翻转式铺台、司钻房及工具房。

所述的套筒式伸缩立柱呈直立状态连接于上座和下撬座之间，每个套筒式伸缩立柱的上段固定在上座下表面，每个套筒式伸缩立柱的下段通过两组公母锥及锁销与下撬座相连；每个套筒式伸缩立柱的上下段套合区域插接有一个立柱锁销。

所述的下撬座由左右大梁、前横梁、后上拱梁通过相应的连接件组装为一体，所述的后上拱梁为上拱形结构。

所述的前举升液缸、后举升液缸的缸体向上通过各自的连接销与上座铰接；同时，前举升液缸、后举升液缸的活塞杆向下通过各自的连接销与下撬座铰接。

所述的套筒式伸缩立柱与下撬座通过公母锥及锁销连接。

所述的牵引鹅颈悬挂座通过销轴一与下撬座的前横梁铰接，后半轴轮轴及后半轴连接座与滑座之间通过二组锁销固定，在每个后半轴连接座和滑座连接副上设有二组滑槽及导向销。

本发明的有益效果是，能够满足2500米～4000米井深钻修机高钻台底座的一体式结构性能要求、以及快速安装、自动起升及整体运输的性能要求。在实施底座及设备的安装、起升及运输时不使用汽车吊等起吊设备，实现钻台自动举升、下放及底座整体轮式移运。底座整体轮式移运时，还可携带司钻房、工具房、BOP组、转盘及转盘驱动装置、BOP吊移机构、钻台各种工具及其他钻台设备一起行驶，提高了此类型钻修机的搬家安装效率，同时减轻了人工安装劳动强度，减少了租用运输车次，降低了钻修机转井场的搬家成本。此外，实现BOP的前后与左右进出的自由选择，可以满足各施工井场的不同布置需要。

附图说明

图1是本发明装置的底座工作状态的主视图；

图2是本发明装置的底座工作状态的右侧视图；

图3是图2中的A-A截面剖视图；

图4是本发明装置的底座移运状态的主视图；

图5是图4中的B-B截面剖视图；

图6是本发明装置在钻机作业时底座后桥及轮轴位置示意图；

图7是本发明装置在底座整体移运时后桥及轮轴位置示意图。

图中，1.上座；2.BOP吊移导轨；3.套筒式伸缩立柱；4.下撬座；5.后举升液缸；6.前举升液缸；7.牵引鹅颈悬挂座；8.前伸缩液缸；9.司钻房；10.工具房；11.BOP吊移机构；12.立柱锁销；13.BOP组；14.连接销；15.后上拱梁；16.后伸缩液缸；17.销轴一；18.后半轴轮轴；19.后半轴连接座；20.螺栓；21.滑座；22.锁销；23.导向销；24.销轴二；25.公母锥及锁销。

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。

参照图1、图2、图3，本发明装置的结构是，包括上座1和下撬座4，上座1下表面设置有BOP吊移导轨2，上座1通过多个套筒式伸缩立柱3连接支承在下撬座4上，上座1和下撬座4之间还连接有前举升液缸6、后举升液缸5；下撬座4的前部安装有牵引鹅颈悬挂座7和前伸缩液缸8(顶升或下放，双向运动)，下撬座4后部固定安装有后伸缩液缸16(顶升或下放，双向运动)、后半轴轮轴18、后半轴连接座19及滑座21；

上座1的台面前方用于排放钻修井立根；台面后方安装有转盘及转盘驱动设备；台面两侧安装有翻转式铺台、司钻房9及工具房10。在底座总装后，上座1的台面具有初始安装高度(低位状态)和工作高度(高位状态)两个高度。进入井场工作位后，上座1的下部空间沿井口前后方向为敞开结构、沿井口左右方向为开窗式结构，便于BOP组13(防喷器组)选择前后进入或左右进入，以及BOP吊移导轨2选择前后方向安装或左右方向安装。

实施例中，套筒式伸缩立柱3总共设置有6个，呈直立状态连接于上座1和下撬座4之间，每个套筒式伸缩立柱3的上段(套或筒)固定(或焊接)在上座1下表面，每个套筒式伸缩立柱3的下段(套或筒)通过两组公母锥及锁销25与下撬座4相连；每个套筒式伸缩立柱3的上下段套合区域插接有一个立柱锁销12，通过所有的立柱锁销12共同传递井架荷载和底座荷载。

下撬座4由左右大梁、前横梁、后上拱梁15通过相应的连接件组装为一体；在底座工作状态下，下撬座4作为底座的下枕梁使用；在底座整体运输时，下撬座4则作为车架大梁使用。

前举升液缸6、后举升液缸5的缸体(或活塞杆)向上通过各自的连接销14与上座1铰接；同时，前举升液缸6、后举升液缸5的活塞杆(或缸体)向下通过各自的连接销14与下撬座4铰接；通过所有举升液缸同步的伸出或缩回，一起实现上座1(即钻台)的举升或下放。

参照图4、图5，下撬座4及其上安装的牵引鹅颈悬挂座7、前伸缩液缸8、后半轴轮轴18、后半轴连接座19、滑座21、后伸缩液缸16一起，称为整体轮式移动系统，用于实现本发明底座的整体轮式移运；牵引鹅颈悬挂座7通过销轴一17与下撬座4的前横梁铰接，在下撬座4前部设有一组前伸缩液缸8，实现牵引鹅颈悬挂座7和下撬座4前部的高、低位状态的转换；

后半轴轮轴18及后半轴连接座19与滑座21之间，通过(高、低位)二组锁销22固定，通过后伸缩液缸16的升降操作实现后车桥及下撬座4后部的高、低位状态的转换。

参照图6、图7，前伸缩液缸8、后伸缩液缸16的缸体通过螺栓固定在下撬座4上，所有伸缩液缸的活塞杆端头各安装有鞋座；后半轴轮轴18、后半轴连接座19、滑座21各自通过螺栓20、锁销22及销轴二24与下撬座4(即车架大梁)连接为一体，组成完整的后车桥；其中的后半轴轮轴18、后半轴连接座19通过螺栓20组装为后半轴的轮轴总成；

在每个后半轴连接座19和滑座21连接副上设有二组滑槽及导向销23，用于轮轴总成的高低位滑动导向，当轮轴总成沿滑座21上移，下撬座4接触地基，此时下撬座4起到的是底座枕梁的功能和作用；当轮轴总成沿滑座21下移，下撬座4离开地基，此时下撬座4起到的是车架大梁的功能和作用。

本发明上述部分组件的功用是：

上座1与下撬座4之间通过六个套筒式伸缩立柱3连接，套筒式伸缩立柱3由上、下两种不同截面尺寸的圆管或矩形管套合组成，下段立柱可以在上段立柱筒内伸出或缩回。上、下段立柱筒套重合区域设有立柱锁销12，通过立柱锁销12将井架荷载与底座荷载传递给下撬座4及钻机基础。

每个套筒式伸缩立柱3与下撬座4通过公母锥及锁销25连接，通过该公母锥的斜面定位作用，实现上座1在立柱下段安装时的快速找正与定位。当钻修机长距离转移井场时，通过上座1在下段立柱的缩回功能，解决底座运输高度受限的问题。

上座1下部的移动导轨2(用于安装BOP吊移机构11)可以根据钻机井场的实际情况沿前后方向安装，也可以沿左右方向安装，避免了因井场尺寸及设备布置限制，无法在底座上方便安装移动BOP组13的问题。

下撬座4上设置有BOP组13的连接法兰，在底座整体轮式移运时，可以通过BOP吊移机构11将BOP组13安装在下撬座4上，携带BOP组13一起移运，节省了BOP组13的拆卸和安装过程，减少单独运输车辆。

在上座1两侧的翻转铺台上分别安装有司钻房9与工具房10，底座整体轮式移运时，不用拆除司钻房9和工具房10，并可携带转盘、转盘驱动设备及钻台工具一起运输，减少了司钻房9、工具房10等的额外运输车辆。

本发明的工作原理是：

参照图4、图5，在底座整体移运前，通过前伸缩液缸16、后伸缩液缸6将底座整体顶起，同时，后半轴轮轴18及后半轴连接座19通过导向销23并沿滑座21向下滑动使轮胎接触地面，再通过锁销22将后轮轴固定在下撬座4上；然后，将上拱梁15通过销轴二24与下撬座4相连，并将牵引鹅颈悬挂座7的牵引销与牵引车的托座相连接；最后，收起前伸缩液缸16、后伸缩液缸6，启动牵引车即可实现底座整体轮式移运。

后上拱梁15设计为上拱形结构，便于本发明底座整体轮式移运时避让井口地面设备，解决了底座整体通过井口的问题。本发明在初始一次安装并投入使用后，其余时刻在各井场的钻台举升与下放、整体道路运输中无需再使用汽车吊进行配合，实现钻台自动举升和下放，并可携带司钻房9、工具房10、BOP组13、BOP吊移机构11、转盘及转盘驱动设备、钻台面工具等附件整体进行轮式移运，提高了转井场的搬家效率。