專利名稱：石油鉆機井架、底座起升機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本新型實用涉及一種石油鉆機井架、底座起升機構(gòu)，用于石油鉆機旋升 式井架底座的安裝起升。
背景技術(shù)：
參見圖k石油鉆機的井架1通過鉸座2鉸接在下底座3上，安裝井架1時， 由起升機構(gòu)將井架l豎立起來，井架1以鉸座2為支點旋升，由平臥狀態(tài)到垂直 狀態(tài)。上底座10由四根立柱4支承于下底座3上，立柱4的兩端分別與上底座 10、下底座3鉸接，構(gòu)成平行四邊形結(jié)構(gòu)，安裝時，由起升機構(gòu)驅(qū)動，立柱4 旋升，由平臥狀態(tài)到垂直狀態(tài)，上底座10也水平上移，從低位升至高位，
起升機構(gòu)包括支架5、絞車6，以及由鋼繩7、滑輪組構(gòu)成的傳動系統(tǒng)，其 中，支架5布置在下底座3上，絞車6布置在上底座10上，滑輪組包括布置在支 架5上的定滑輪8.1，布置在井架1頂上的動滑輪組8.2 (即天車)，位于井架l 內(nèi)可上、下游動的動滑輪組8. 3 (即游車)，以及導(dǎo)向輪8.4、 8.5。
起升過程分為兩個步驟，先起升井架l,再起升上底座io。在起升井架l 之前，將上底座10用固定銷9鎖定，使其不能運動。啟動絞車6，巻簡旋轉(zhuǎn)， 收縮鋼繩7，將井架l豎立起來。然后打掉上底座10的固定銷9，再次啟動絞車 6，將上底座10提升到高位。
問題在于絞車6是由鉆機的驅(qū)動電機驅(qū)動的，鉆機驅(qū)動電機是由柴油發(fā) 電機組提供交流電源，通過SCR或者VFD傳動系統(tǒng)控制調(diào)整后帶動驅(qū)動電機， 技術(shù)要求高，安裝、調(diào)試難度大，調(diào)試時間長。由于動力和傳動系統(tǒng)安裝調(diào) 試的過程長，在此期間，井架只能平臥放置在地上，井架本應(yīng)豎立，平臥放
置是一種非正常壯態(tài)，容易變形，降低結(jié)構(gòu)強度，使用性能變劣，并給布置 在井架上的其它設(shè)備造成損傷。
另外，鋼繩7、滑輪組構(gòu)成的力傳動系統(tǒng)過于復(fù)雜，如圖l所示，井架l釆 用了五組滑輪，即布置在井架頂上的天車8.2 (動滑輪組)，布置在井架l內(nèi) 的游車8.3 (動滑輪組)，及導(dǎo)向輪8.4、 8.5，井架l上有多個起升力作用 點，致使井架結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，增大了結(jié)構(gòu)重量，并且由于滑輪 數(shù)量較多，故障率增高，增加了不安全因數(shù)。并且，對鋼繩7的繩頭加工制作 要求嚴格，成品率低，制造成本高。
再有，當釆用低位絞車時，鋼絲繩與井架夾角為零，機構(gòu)起升力明顯增 大，同時由于上底座在起升過程中位置的不斷變化，絞車上快繩的出繩位置 無法固定而不能使用，其應(yīng)用范圍受到一定的限制。
還有，由于起升機構(gòu)是兩套，對稱布置在井架l的左、右方，同步運動。 當左、右兩邊的負荷不平衡時，由于兩套起升機構(gòu)由同一傳動機構(gòu)傳動，無
法單獨調(diào)整其中一套的運動速度，目前的技術(shù)手段是在上底座io上負荷小的
一邊加配重塊，使兩邊的負荷平衡，這就增加了無效功率，浪費能源。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的，是為了縮短鉆機的安裝時間，保證設(shè)備安全，提供 一種新型石油鉆機井架、底座起升機構(gòu)。 本實用新型的技術(shù)解決方案是
一種石油鉆機井架、底座起升機構(gòu)，包括支架、絞車，以及由鋼繩、滑 輪組構(gòu)成的傳動系統(tǒng)。其中，所述支架布置在下底座上，所述絞車布置在上 底座上，所述滑輪組包括布置在支架上的定滑輪組和分別布置在井架、上底 座上的動滑輪組；所述絞車具有卷簡和驅(qū)動器；其特征在于所述絞車的驅(qū)動 器是電動液壓馬達，該電動液壓馬達與絞車巻簡同體布置在上底座上。
所述井架上的動滑輪是一組，布置在井架的腰部。
本實用新型的有益技術(shù)效果1. 由于絞車驅(qū)動器釆用電動液壓馬達，該液壓馬達與絞車巻簡可以直接 連接，做成同體結(jié)構(gòu)，不需要復(fù)雜的傳動系統(tǒng)，并整體布置在上底座上，可 隨上底座運動，這樣，當石油鉆機運達現(xiàn)場時，不必等待鉆機柴油發(fā)電機組 及其電傳動系統(tǒng)安裝、調(diào)試，只要有電源，即可及時進行井架安裝，完成井
架、底座的起升工作，鉆機的安裝時間縮短30%以上，同時也避免了井架因長 期平臥變形，以及給其它設(shè)備帶來的損傷。
2. 由于井架只有一個動滑輪組，不再設(shè)天車、游車、導(dǎo)向輪，旋升力傳 動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，消除了井架結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力，減輕了結(jié)構(gòu)重量，降低了不安全 因數(shù)。同時，鋼繩的加工制作簡單，成品率高，可降低成本。
3. 由于井架的動滑輪組設(shè)在井架的腰部，當釆用低位絞車時，鋼絲繩與 井架仍有較大夾角，機構(gòu)起升力不必很大，不僅節(jié)能，且某一確定功率的絞 車，可以起升更大重量的井架，應(yīng)用范圍更廣。
4. 在起升過程中，若左、右兩邊的負荷不平衡，可調(diào)整其中一個液壓馬 達的輸出功率來適應(yīng)，不必在上底座上加配重.塊，因而不會增加無效功率， 節(jié)約能源。


圖l是現(xiàn)有石油鉆機井架、底座起升機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖
圖l中代號含義l一井架；2—鉸座；3-下底座；4 —立柱；5—支架； 6—絞車；7—鋼繩；8.1—定滑輪；8. 2 —動滑輪組(天車)；8. 3—動滑輪 組(游車)；8.4、 8.5—導(dǎo)向輪；9一固定銷；10—上底座。
圖2-1是本石油鉆機井架、底座起升機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖(起升前狀態(tài))
圖2-2是井架起升后狀態(tài)圖
圖2-3是上底座起升后狀態(tài)圖
圖3是絞車結(jié)構(gòu)示意圖
圖2-1、圖2-2、圖2-3及圖3中代號含義1—支架；2—絞車；2. l—軸承 座；2.2 —卷簡；2. 3 —液壓馬達；2.4—電動機；3—鋼繩；4.1 —定滑輪 組；4.2、 4. 3—動滑輪組；5 —下底座；6—上底座；7—井架；8—固定銷； 9一立柱；10—鉸支座。
脈錢W
參見圖2-1:本石油鉆機井架、底座起升機構(gòu)包括支架l、絞車2，以及由 鋼繩3、滑輪組構(gòu)成的傳動系統(tǒng)。其中，支架1布置在下底座5上，絞車2布置 在上底座6上，滑輪組包括布置在支架1上的定滑輪組4.1，布置在井架7腰部 的動滑輪組4.2,布置在上底座6上的動滑輪組4.3。鋼繩3貫穿各滑輪，鋼繩3 的一個繩頭固定連接絞車2，另一個繩頭固定在定滑輪組4.1上，構(gòu)成起升力 的傳動系統(tǒng)。該傳動系統(tǒng)與圖l的現(xiàn)有傳動系統(tǒng)相比，省掉了天車8.2、游車 8.3和兩導(dǎo)向輪8.4、 8.5,結(jié)構(gòu)大大簡化。起升力在井架上的作用點由多個減 少為一個，這就消除了井架結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力，減輕了結(jié)構(gòu)重量；同時，因滑輪數(shù) 量少，也降低了傳動系統(tǒng)的故障率，提高了可靠性、安全性。同時，鋼繩3的 加工制作簡單，成品率高，可降低成本。
參見圖3:絞車2包括同軸連接的巻簡2.2、液壓馬達2.3、電動機2.4，構(gòu) 成一個整體，通過軸承座2.1固定布置在上底座6上，可隨上底座6運動。這 樣，當石油鉆機運達現(xiàn)場時，不必等待柴油發(fā)電機組及傳動系統(tǒng)安裝、調(diào) 試，只要有電源，即可及時進行井架安裝，完成井架、底座的起升工作，鉆 機的安裝時間縮短30%以上，同時也避免了井架因長期平臥變形，以及給其它 設(shè)備帶來的損傷。
需要說明，上述起升機構(gòu)是兩套，其中，兩套鋼繩/滑輪組傳動系統(tǒng)相對 于井架7的中心線對稱布置，兩臺絞車相對于上底座6的中心線對稱布置。使
用時，兩套起升機構(gòu)同步運行。
井架、上底座起升分為兩個步驟，先起升井架7，然后再起升上底座6。 具體過程如下
穿好上底座6、下底座5之間的固定銷8，使立柱9、上底座6、下底座5三 者之間不會發(fā)生相對位移，啟動絞車2，其卷簡2.2旋轉(zhuǎn)，卷收鋼繩3，井架7 在鋼繩3的拉力作用下，繞其固定在下底座5上的鉸支座10旋轉(zhuǎn)，直到旋升至 豎直狀態(tài)，即井架7的工作位置，如圖2-2所示。
隨后去掉連接上底座6、下底座5之間的固定銷8，再次啟動絞車2，巻簡 2.2旋轉(zhuǎn)，巻收鋼繩3，由于立柱9與上底座6、下底座5是平行四邊形機構(gòu)，在 鋼繩3的拉力作用下，上底座6水平上移，由低位升至高位，.并帶動立柱9的上 端同步運動，各立柱9繞各自的下鉸支點旋轉(zhuǎn)，由平臥狀態(tài)旋升至豎直狀態(tài)， 如圖2-3所示，最后將此狀態(tài)固定。至此，起升工作完畢。
另外，在起升過程中，如果左、右兩邊的負荷不平衡，可通過調(diào)節(jié)液壓 馬達的輸出功率來適應(yīng)，不必在上底座6上加配重塊，避免增加能耗。
權(quán)利要求1.一種石油鉆機井架、底座起升機構(gòu)，包括支架、絞車，以及由鋼繩、滑輪組構(gòu)成的傳動系統(tǒng)；其中，所述支架布置在下底座上，所述絞車布置在上底座上，所述滑輪組包括布置在支架上的定滑輪組和分別布置在井架、上底座上的動滑輪組；所述絞車具有卷筒和驅(qū)動器；其特征在于所述絞車的驅(qū)動器是電動液壓馬達，該電動液壓馬達與絞車卷筒同體布置在上底座上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆機井架、底座起升機構(gòu)，其特征在于所 述井架上的動滑輪是一組，布置在井架的腰部。
專利摘要本實用新型實用公開一種石油鉆機井架、底座起升機構(gòu)，包括支架、絞車，以及由鋼繩、滑輪組構(gòu)成的傳動系統(tǒng)。其中，支架布置在下底座上，絞車布置在上底座上，滑輪組包括布置在支架上的定滑輪組和分別布置在井架、上底座上的動滑輪組；絞車具有卷筒和驅(qū)動器；絞車的驅(qū)動器是電動液壓馬達，該電動液壓馬達與絞車卷筒同體布置在上底座上；井架上的動滑輪是一組，布置在井架的腰部。優(yōu)點是鉆機的安裝時間縮短30％以上，同時也避免了井架因長期平臥變形，以及給其它設(shè)備帶來的損傷；起升力在井架上的作用點由多個減少為一個，消除了井架結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力，減輕了結(jié)構(gòu)重量，降低了不安全因數(shù)。
文檔編號E21B15/00GK201176852SQ20082006281
公開日2009年1月7日 申請日期2008年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月4日
發(fā)明者李雪峰, 汪清生 申請人:廣漢市錦程石油機械有限公司