一種三節液壓伸縮套裝井架的製作方法
2023-12-10 20:36:42 2
一種三節液壓伸縮套裝井架的製作方法
【專利摘要】本發明涉及石油天然氣鑽井領域，特別是一種三節液壓伸縮套裝井架；其井架結構形式為K形前開口，井架上安裝有用於轉變井架各種工作狀態的若干油缸，井架前方安裝有二層臺，井架後方、側面安裝有油缸扶正器，其特徵在於，所述井架分為三段，分別為井架上段、井架中段、井架下段，井架上段配合在井架中段內壁，井架中段配合在井架下段內壁,井架上安裝有能夠使井架保持拉伸狀態並且能夠遠程控制的承載裝置，井架上的所有油缸均能夠遠程控制；本發明的發明目的在於提供一種更智能化、滿足更多工況需求、方便運輸與放置、提高鑽井作業效率、結構科學、穩定的三節液壓伸縮套裝井架。
【專利說明】一種三節液壓伸縮套裝井架
【技術領域】
[0001]本發明涉及石油天然氣鑽井領域，特別是一種三節液壓伸縮套裝井架。
【背景技術】
[0002]目前國內石油行業車載鑽機配備的井架大多是帶蹦繩的桅形輕便井架，兩節液壓伸縮，井架小角度傾斜。井架下段上端部以及天車和二層臺總共有12根蹦繩連接，蹦繩給井架提供穩定力，蹦繩結構需要在地面布置數量眾多的地錨坑以提供支反力，且每根蹦繩需要調節垂懸度，存在較大的人為誤差，導致蹦繩受力不均引起井架受力不均。由於採用蹦繩結構，如果增加井架有效高度，滿足三節立根要求，每段井架都需要蹦繩穩定，這樣會導致蹦繩數量進一步增多，且井架段落數增加，受力不均會嚴重影響井架的穩定性，所以傳統車載井架設計為兩節結構，有效高度為38米。該類型井架空間尺寸小，遊動系統在井架外部運行。由於高度受限，該類型井架二層臺只能排放雙節鑽杆，導致鑽井作業起、下鑽工況耗時較長，效率較低，且頂驅系統的安裝不方便，以至於鑽機不具備較強的井下事故處理能力。
【發明內容】
[0003]針對現有技術存在的問題，本發明的發明目的在於提供一種更智能化、滿足更多工況需求、方便運輸與放置、提高鑽井作業效率、結構科學、穩定的三節液壓伸縮套裝井架。
[0004]為了實現上述目的，本發明採用的技術方案為:
一種三節液壓伸縮套裝井架，其井架結構形式為K形前開口，井架上安裝有用於轉變井架各種工作狀態的若干油缸，井架前方安裝有二層臺，井架後方、側面安裝有油缸扶正器，所述井架分為三段，分別為井架上段、井架中段、井架下段，井架上段配合在井架中段內壁，井架中段配合在井架下段內壁，井架上安裝有能夠使井架保持拉伸狀態並且能夠遠程控制的承載裝置，井架上的所有油缸均能夠遠程控制；井架採用三段伸縮結構，使井架在滿足更多工況需求的同時更方便運輸與放置，也井架有效高度大大提升，井架上的二層臺能夠排放三節鑽杆，減少鑽井作業起、下鑽工況耗時，提高效率；承載裝置和除承載裝置以外的所有油缸均能夠遠程控制使井架更智能化，現有技術桅形前開口井架是用蹦繩打地錨才能穩定，此井架為K形前開口，不用蹦繩就能穩定。
[0005]作為本發明的優選方案，所述井架上段安裝有用於井架拉伸狀態下把井架上段限位在井架中段上的承載裝置A，所述井架下段安裝有用於井架拉伸狀態下把井架中段限位在井架下段上的承載裝置B ;所述承載裝置A上設置有能夠翻轉到井架中段兩側橫梁上方的承載塊，所述承載裝置B上設置有能夠翻轉到井架中段兩側橫梁下方的承載塊；通過翻轉出承載塊，使承載塊卡在各個橫梁之間，在井架上段與井架中段的自重下井架達到穩定工作狀態。
[0006]作為本發明的優選方案，所述油缸扶正器分別安裝在井架中段、井架下段的側面橫梁以及後方橫梁下方，其由扶正架、扭矩彈簧組成，安裝在後方橫梁下方的扶正架前端設置有滾輪，所述扶正架在井架拉伸狀態下彈出並配合在對應頂升油缸的活塞杆上；油缸扶正器的設置有效防止井架拉伸狀態下所述頂升油缸的徑向彎曲。
[0007]作為本發明的優選方案，所述二層臺安裝在所述井架中段前方，二層臺用於排放鑽杆，本發明井架採用三段伸縮結構，使井架有效高度大大提升，井架上的二層臺能夠排放三節鑽杆。
[0008]作為本發明的優選方案，所述井架下段後方安裝有鉸接在車架上的井架後腿，所述井架下段後方外側與車架之間鉸接有用於起升井架使井架從運輸狀態變為工作狀態的起升油缸，工作狀態下井架下段前方與底座臺面之間連接有前撐杆；井架運輸狀態下是處於水平低位，當車架與鑽臺的底座連接完成時，控制起升油缸使井架豎直，連接上前撐杆使井架固定，井架即進入工作狀態。
[0009]作為本發明的優選方案，所述井架中段上安裝有頂升井架上段的上段頂升油缸，所述井架下段安裝有頂升井架中段的中段頂升油缸，所述上段頂升油缸、中段頂升油缸均安裝在所屬井架段的後方內側；井架拉伸過程中，操作人員遠程控制上段頂升油缸、中段頂升油運作，能夠使井架上段與井架中段在頂升油缸的作用下完成所需位移。
[0010]作為本發明的優選方案，所述上段頂升油缸、中段頂升油缸數量多於或等於兩個，均安裝在豎直方向，均水平等間距分布在所屬井架的後方內測；這種設置方式使井架各段之間的受力共均勻，井架更穩定。
[0011]作為本發明的優選方案，所述承載裝置A安裝在井架上段兩側橫梁之間的安裝梁下方，井架上段兩側橫梁下方分別鉸接有左承載塊A、右承載塊A，所述左承載塊A、右承載塊A之間通過由若干連接杆相互鉸接而成的連接杆模塊連接，所述連接塊模塊中心鉸接在安裝梁中部，所述連接塊模塊與所述安裝梁之間還安裝有驅動連接塊模塊運動從而控制所述左承載塊A、右承載塊A的向外翻出或向內收縮的拉伸油缸；在需要縮回井架上段時，操作人員遠程控制拉伸油缸伸縮，使左承載塊A、右承載塊A縮回安裝梁下方，再控制上段頂升油缸運作使井架上段縮回井架中段中，在需要伸出井架上段時，操作過程與上述相反。
[0012]作為本發明的優選方案，所述承載裝置B包括左承載塊B、右承載塊B、左油缸、右油缸，所述左承載塊B、右承載塊B分別同水平高度對稱設置在井架下段頂部外壁的兩側，所述左承載塊B、右承載塊B的一端與井架下段兩側的橫梁鉸接，另一端通過左油缸、右油缸與井架下段兩側的外壁鉸接；在需要縮回井架中段時，操作人員遠程控制左油缸、右油缸伸縮，使左承載塊B、右承載塊B縮回井架下段頂部外壁的兩側，再控制中段頂升油缸運作使井架中段縮回井架下段中，在需要伸出井架中段時，操作過程與上述相反。
[0013]作為本發明的優選方案，所述上段頂升油缸、中段頂升油缸通過若干U形卡分別安裝在井架中段、井架下段上，結構簡單、穩定、節省材料。
[0014]本發明的有益效果是:
1、所有工作過程能夠由遠程控制系統在地面操作，更智能化。
[0015]2、井架採用三段伸縮結構，使井架在滿足更多工況需求的同時更方便運輸與放置。
[0016]3、井架採用三段伸縮結構，使井架有效高度大大提升，井架上的二層臺能夠排放三節鑽杆，減少鑽井作業起、下鑽工況耗時，提高效率。
[0017]4、井架採用液壓原理驅動伸縮，更穩定，結構更科學。【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明的結構示意圖。
[0019]圖2是本發明承載裝置A的結構示意圖。
[0020]圖3是本發明承載裝置B的結構示意圖。
[0021]圖4是本發明水平放置時縮回狀態側視圖及井架頂部視圖。
[0022]圖5是本發明運輸狀態示意圖。
[0023]圖6是本發明工作狀態示意圖。
[0024]圖7是本發明中段頂升油缸、上端頂升油缸安裝示意圖。
[0025]圖8是本發明井架中段上的油缸扶正器結構示意圖。
[0026]圖9是本發明井架下段上的油缸扶正器結構示意圖。
[0027]圖10是圖9中A處的局部放大圖。
[0028]圖11是本發明拉伸狀態下的結構示意圖。
[0029]圖中標記:1-井架上段，2-井架中段，3-油缸扶正器，4-井架下段，5-承載裝置A，6- 二層臺，7-承載裝置B，8-井架上段左側橫梁，9-拉伸油缸，10-連接銷軸A，11-安裝梁，12-井架上段右側橫梁，13-承載塊銷軸，14-右承載塊A，15-井架中段右側橫梁，16-連接杆模塊，17-左承載塊A，18-井架中段左側橫梁，19-杆A，20-杆B，21-杆C，22-左油缸，23-左承載塊B，24-井架下段左側橫梁，25-井架下段右側橫梁，26-右承載塊B，27-右油缸，28-井架後腿，29-底座臺面，30-臺面耳板，31-底座，32-車架耳座，33-連接絲杆，34-連接銷軸C，35-起升油缸，36-車架，37-車架基座，38-杆D，39-前撐杆，40-連接銷軸D，41-中段頂升油缸，42-上段頂升油缸，43-U形卡，44-油缸外筒，45-活塞杆，46-扭矩彈簧，47-滾輪，48-扶正架，49-連接銷軸B。
【具體實施方式】
[0030]下面結合實施例及【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的範圍僅限於以下的實施例，凡基於本發明的
【發明內容】
所實現的技術均屬於本發明的範圍。
[0031]實施例1
一種三節液壓伸縮套裝井架，其井架結構形式為K形前開口，井架上安裝有用於轉變井架各種工作狀態的若干油缸，井架前方安裝有二層臺6，井架後方、側面安裝有油缸扶正器3，所述井架分為三段，分別為井架上段1、井架中段2、井架下段4，井架上段I配合在井架中段2內壁，井架中段2配合在井架下段4內壁，井架上安裝有能夠使井架保持拉伸狀態並且能夠遠程控制的承載裝置，井架上的所有油缸均能夠遠程控制。
[0032]本實施例中，所述井架上段I安裝有用於井架拉伸狀態下把井架上段I限位在井架中段2上的承載裝置A5，所述井架下段4安裝有用於井架拉伸狀態下把井架中段2限位在井架下段4上的承載裝置B7 ;所述承載裝置A5上設置有能夠翻轉到井架中段兩側橫梁上方的承載塊，所述承載裝置B7上設置有能夠翻轉到井架中段兩側橫梁下方的承載塊。
[0033]本實施例中，所述油缸扶正器3分別安裝在井架中段2、井架下段I的側面橫梁以及後方橫梁下方，其由扶正架48、扭矩彈簧46組成，安裝在後方橫梁下方的扶正架48前端設置有滾輪47，所述扶正架48在井架拉伸狀態下彈出並配合在對應頂升油缸的活塞杆45上，當井架處於縮回狀態時，油缸扶正器3處於縮回狀態，在頂升井架中段2與井架上段I過程中，當油缸扶正器3縮回狀態不再受限，油缸扶正器3在扭矩彈簧46作用下自動翻轉至工作位置，後方和側面的油缸扶正器3相互配合扶正對應活塞杆45。
[0034]本實施例中，所述二層臺6安裝在所述井架中段2前方，二層臺6 —端與井架中段左側橫梁18和井架中段右側橫梁15的前端鉸接，另一端通過油缸鉸接在井架中段2上所述前一鉸接位置的下方，二層臺6的側面長度小於該油缸的長度。
[0035]本實施例中，所述井架下段4後方安裝有鉸接在車架上的井架後腿28，所述井架下段4後方外側與車架36之間鉸接有用於起升井架使井架從運輸狀態變為工作狀態的起升油缸35，工作狀態下井架下段4前方與底座臺面29之間連接有前撐杆39，當運輸狀態下的井架準備轉換為工作狀態時，車架36擺放在車架基座37上，車架基座37通過連接銷軸C34與底座連接，車架36與底座31之間通過連接絲杆33連接，底座31布置在鑽井基地上，連接絲杆33頂部的車架耳座32與車架之間通過杆D38固定連接之外還鉸接在井架後腿28上，起升油缸35起升井架到工作狀態時，井架下段4前方與底座臺面29之間連接的前撐杆39通過連接銷軸D40鉸接在臺面耳板30上，臺面耳板30安裝在底座臺面29的上表面，所述連接方式對稱在井架下段4的左右兩側，連接完成後能夠無需繃繩，井架達到垂直直立狀態。
[0036]本實施例中，所述井架中段2上安裝有頂升井架上段I的上段頂升油缸42，所述井架下段4安裝有頂升井架中段2的中段頂升油缸41，所述上段頂升油缸42、中段頂升油缸41均安裝在所屬井架段的後方內側，所述上段頂升油缸42、中段頂升油缸41數量多於或等於兩個，均安裝在豎直方向，均水平等間距分布在所屬井架的後方內測，所述上段頂升油缸42、中段頂升油缸41通過若干U形卡43分別安裝在井架中段2、井架下段4上，U形卡43水平卡住上段頂升油缸42、中段頂升油缸41的油缸外筒44，所述上段頂升油缸42、中段頂升油缸41的活塞杆45連接在對應的井架段上。
[0037]本實施例中，所述承載裝置A5安裝在井架上段兩側橫梁之間的安裝梁11下方，井架上段I兩側橫梁下方分別鉸接有左承載塊A17、右承載塊A14，所述左承載塊A17、右承載塊A14之間通過由若干連接杆相互鉸接而成的連接杆模塊16連接，所述連接塊模塊中心鉸接在安裝梁11中部，所述連接塊模塊與所述安裝梁11之間還安裝有驅動連接塊模塊運動從而控制所述左承載塊A17、右承載塊A14的向外翻出或向內收縮的拉伸油缸9，連接杆相互之間由連接銷軸AlO相互鉸接，左承載塊A17、右承載塊A14分別通過承載塊銷軸13鉸接在井架上段左側橫梁8、井架上段右側橫梁12下方，井架拉伸狀態固定時，左承載塊翻出卡在井架中段左側橫梁18和井架上段左側橫梁8之間，右承載塊翻出卡在井架中段右側橫梁15和井架上段右側橫梁12之間；所述連接杆模塊16中，杆A19的四分之一處與安裝梁11中部鉸接，杆A19的二分之一處與左承載塊之間通過杆B20鉸接，杆A19的端部與右承載塊之間通過杆C21鉸接，杆C21與杆B20長度相同，杆A19的另一端與安裝梁11之間通過拉伸油缸9鉸接，拉伸油缸9設置方向永遠和杆B20平行在一個豎直面內。
[0038]本實施例中，所述承載裝置B7包括左承載塊B23、右承載塊B26、左油缸22、右油缸27，所述左承載塊B23、右承載塊B26分別同水平高度對稱設置在井架下段4頂部外壁的兩側，所述左承載塊B23、右承載塊B26的一端與井架下段4兩側的橫梁通過承載塊銷軸13鉸接，另一端通過左油缸22、右油缸27與井架下段4兩側的外壁鉸接，左油缸22、右油缸27通過連接銷軸B49與井架下段4兩側的外壁鉸接，井架拉伸狀態固定時，左承載塊翻出卡在井架下段左側橫梁24與井架中段左側橫梁18之間，右承載塊翻出卡在井架下段右側橫梁25與井架中段右側橫梁15之間。
【權利要求】
1.一種三節液壓伸縮套裝井架，其井架結構形式為K形前開口，井架上安裝有用於轉變井架工作狀態的若干油缸，井架前方安裝有二層臺，井架後方、側面安裝有油缸扶正器，其特徵在於，所述井架分為三段，分別為井架上段、井架中段、井架下段，井架上段配合在井架中段內壁，井架中段配合在井架下段內壁，井架上安裝有能夠使井架保持拉伸狀態並且能夠遠程控制的承載裝置，井架上的所有油缸均能夠遠程控制。
2.根據權利要求1所述的一種三節液壓伸縮套裝井架，其特徵在於，所述井架上段安裝有用於井架拉伸狀態下把井架上段限位在井架中段上的承載裝置A，所述井架下段安裝有用於井架拉伸狀態下把井架中段限位在井架下段上的承載裝置B ； 所述承載裝置A上設置有能夠翻轉到井架中段兩側橫梁上方的承載塊，所述承載裝置B上設置有能夠翻轉到井架中段兩側橫梁下方的承載塊。
3.根據權利要求1所述的一種三節液壓伸縮套裝井架，其特徵在於，所述油缸扶正器分別安裝在井架中段、井架下段的側面橫梁以及後方橫梁下方，其由扶正架、扭矩彈簧組成，安裝在後方橫梁下方的扶正架前端設置有滾輪，所述扶正架在井架拉伸狀態下彈出並配合在對應頂升油缸的活塞杆上。
4.根據權利要求1所述的一種三節液壓伸縮套裝井架，其特徵在於，所述二層臺安裝在所述井架中段前方。
5.根據權利要求1所述的一種三節液壓伸縮套裝井架，其特徵在於，所述井架下段後方安裝有鉸接在車架上的井架後腿，所述井架下段後方外側與車架之間鉸接有用於起升井架使井架從運輸狀態變為工作狀態的起升油缸，工作狀態下井架下段前方與底座臺面之間連接有前撐杆。
6.根據權利要求1或2或3或4或5所述的一種三節液壓伸縮套裝井架，其特徵在於，所述井架中段上安裝有頂升井架上段的上段頂升油缸，所述井架下段安裝有頂升井架中段的中段頂升油缸，所述上段頂升油缸、中段頂升油缸均安裝在所屬井架段的後方內側。
7.根據權利要求6所述的一種三節液壓伸縮套裝井架，其特徵在於，所述上段頂升油缸、中段頂升油缸數量多於或等於兩個，均安裝在豎直方向，均水平等間距分布在所屬井架的後方內測。
8.根據權利要求2所述的一種三節液壓伸縮套裝井架，其特徵在於，所述承載裝置A安裝在井架上段兩側橫梁之間的安裝梁下方，井架上段兩側橫梁下方分別鉸接有左承載塊A、右承載塊A，所述左承載塊A、右承載塊A之間通過由若干連接杆相互鉸接而成的連接杆模塊連接，所述連接塊模塊中心鉸接在安裝梁中部，所述連接塊模塊與所述安裝梁之間還安裝有驅動連接塊模塊運動從而控制所述左承載塊A、右承載塊A的向外翻出或向內收縮的拉伸油缸。
9.根據權利要求2所述的一種三節液壓伸縮套裝井架，其特徵在於，所述承載裝置B包括左承載塊B、右承載塊B、左油缸、右油缸，所述左承載塊B、右承載塊B分別同水平高度對稱設置在井架下段頂部外壁的兩側，所述左承載塊B、右承載塊B的一端與井架下段兩側的橫梁鉸接，另一端通過左油缸、右油缸與井架下段兩側的外壁鉸接。
10.根據權利要求6所述的一種三節液壓伸縮套裝井架，其特徵在於，所述上段頂升油缸、中段頂升油缸通過若干U形卡分別安裝在井架中段、井架下段上。
【文檔編號】E21B15/00GK103510864SQ201310516973
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月28日 優先權日:2013年10月28日
【發明者】楊維彪, 鄔柯 申請人:四川宏華石油設備有限公司