本實用新型涉及一種海上鉆井技術(shù)，尤其涉及一種鉆井用井架結(jié)構(gòu)及鉆井系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

石油作為一種戰(zhàn)略性資源，對推動國家發(fā)展有著至關(guān)重要的意義。近年來，我國對石油的需求快速增長，海洋油氣發(fā)展迅猛，采油設(shè)備種類、結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。

傳統(tǒng)的雙鉆機井架為大四支撐柱或更多支撐柱支撐的A型塔式結(jié)構(gòu)，不但鉆機位于井架結(jié)構(gòu)內(nèi)部，而且大部分與鉆井相關(guān)的設(shè)備設(shè)施也布置在井架結(jié)構(gòu)內(nèi)。受限于井架結(jié)構(gòu)的尺寸，工作面上的設(shè)備設(shè)施布置起來極為困難，并且在鉆井設(shè)備作業(yè)期間也會出現(xiàn)相互交叉和干涉的狀況，存在較大的安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種能既能提高鉆井效率，又能夠避免鉆井設(shè)備作業(yè)期間出現(xiàn)相互交叉和干涉的鉆井用井架結(jié)構(gòu)及鉆井系統(tǒng)。

本實用新型提出一種鉆井用井架結(jié)構(gòu)，其包括頂架結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)，所述頂架結(jié)構(gòu)橫跨于所述支撐結(jié)構(gòu)之上，所述支撐結(jié)構(gòu)垂直于所述頂架結(jié)構(gòu)，所述頂架結(jié)構(gòu)包括支撐區(qū)和安裝區(qū)，所述安裝區(qū)包圍支撐區(qū)，所述安裝區(qū)用于安裝鉆井的設(shè)備，所述支撐結(jié)構(gòu)固定安裝于所述頂架結(jié)構(gòu)的支撐區(qū)。

進一步的，所述支撐結(jié)構(gòu)的長度延伸方向設(shè)有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)固定于所述支撐結(jié)構(gòu)。

進一步的，所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)還包括引導(dǎo)桿，所述引導(dǎo)桿與所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)配合設(shè)置，所述引導(dǎo)桿用于引導(dǎo)鉆井的鉆機，鉆機通過所述引導(dǎo)桿在導(dǎo)向結(jié)構(gòu)上做垂向往復(fù)運動用于鉆井作業(yè)，鉆機回轉(zhuǎn)扭矩通過該引導(dǎo)桿和導(dǎo)軌傳遞給井架結(jié)構(gòu)。

進一步的，還包括鉆臺，所述支撐結(jié)構(gòu)設(shè)于所述鉆臺的上方，所述支撐結(jié)構(gòu)垂直于所述鉆臺，且支撐結(jié)構(gòu)及頂架結(jié)構(gòu)的所有重量及力矩均施加于鉆臺上。

進一步的，所述支撐結(jié)構(gòu)包括四根支撐柱，四根所述支撐柱均分別與所述頂架結(jié)構(gòu)垂直，四根所述支撐柱環(huán)繞分布形成內(nèi)空的四方結(jié)構(gòu)。

進一步的，所述支撐結(jié)構(gòu)為四立柱鋼質(zhì)桁架式結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)與所述頂架結(jié)構(gòu)可拆卸聯(lián)接。

進一步的，所述支撐結(jié)構(gòu)為四立柱鋼質(zhì)桁架式，所述支撐結(jié)構(gòu)與所述頂架結(jié)構(gòu)是可拆卸式聯(lián)接型式與固定式聯(lián)接形式的組合型式。

進一步的，所述頂架結(jié)構(gòu)包括上端面和下端面，所述上端面與下端面相對，所述上端面與下端面之間設(shè)有連接柱，所述連接柱設(shè)有連接點，兩個相鄰連接點設(shè)有第一加強筋。

進一步的，所述連接點位于所述連接柱的中點。

進一步的，還包括斜撐，所述斜撐、支撐結(jié)構(gòu)、頂架結(jié)構(gòu)三者之間組成三角結(jié)構(gòu)，所述斜撐構(gòu)件用于加強所述頂架結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)。

本實用新型還提供另一種鉆井系統(tǒng)，其包括如前所述的鉆井用井架結(jié)構(gòu)，其還包括兩組鉆井機構(gòu)，每組鉆井機構(gòu)分別包括

用于鉆機垂向往復(fù)運動的絞車，設(shè)于所述井架支撐結(jié)構(gòu)環(huán)圍內(nèi)的底部位置；

天車，設(shè)于所述頂架結(jié)構(gòu)的安裝區(qū)；

游車，位于所述天車的下方，且設(shè)于所述支撐結(jié)構(gòu)的外部；

鉆機，設(shè)于所述游車的下方；

鉆井大繩，依次穿過所述絞車、天車、游車牽引所述鉆機。

進一步的，所述鉆機位于井架支撐結(jié)構(gòu)的外側(cè)面，外側(cè)面布置有垂向雙導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)向結(jié)構(gòu)安裝于支撐結(jié)構(gòu)上。

進一步的，所述絞車在所述支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)的底部對稱設(shè)置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果：

本實用新型的頂架結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)相互垂直組成T型井架，支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間較大，內(nèi)部可以布置部分鉆井設(shè)備。由于T型井架支撐結(jié)構(gòu)垂向投影截面明顯小于普通A型結(jié)構(gòu)式的井架支撐結(jié)構(gòu)垂向投影截面，并且頂架結(jié)構(gòu)下方為無障礙空間，使得該結(jié)構(gòu)在鉆臺設(shè)備布置和空間利用上具有明顯優(yōu)勢?？梢杂行П苊忏@井設(shè)備交叉作業(yè)期間出現(xiàn)相互干涉的問題。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例所述的鉆井用井架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型實施例所述的鉆井用井架結(jié)構(gòu)外形圖。

具體實施方式

為了進一步說明本實用新型的原理和結(jié)構(gòu)，現(xiàn)結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細說明。

請參閱圖1，鉆井用井架結(jié)構(gòu)包括頂架結(jié)構(gòu)100和支撐結(jié)構(gòu)200。頂架結(jié)構(gòu)100橫跨在支撐結(jié)構(gòu)200上方，頂架結(jié)構(gòu)100和支撐結(jié)構(gòu)200形成T型結(jié)構(gòu)。頂架結(jié)構(gòu)100和支撐結(jié)構(gòu)200均為鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)。頂架結(jié)構(gòu)100與支撐結(jié)構(gòu)200之間采用焊接連接。T型的井架結(jié)構(gòu)為鋼質(zhì)桁架式結(jié)構(gòu)，即頂架結(jié)構(gòu)為鋼質(zhì)桁架式結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)為鋼質(zhì)桁架式結(jié)構(gòu)。在保證井架結(jié)構(gòu)強度的同時降低了整體結(jié)構(gòu)的重量。支撐結(jié)構(gòu)與頂架結(jié)構(gòu)之間可以是全焊接型式，也可以是螺栓聯(lián)接型式，同樣也可以是上述方式的組合型式。換句話說，在另一實施例中，支撐結(jié)構(gòu)為四立柱鋼質(zhì)桁架式結(jié)構(gòu)，所述支撐結(jié)構(gòu)與所述頂架結(jié)構(gòu)可拆卸聯(lián)接。又一實施例中，所述支撐結(jié)構(gòu)為四立柱鋼質(zhì)桁架式，所述支撐結(jié)構(gòu)與所述頂架結(jié)構(gòu)是可拆卸式聯(lián)接型式與固定式聯(lián)接形式的組合型式。

具體的，頂架結(jié)構(gòu)100包括安裝區(qū)12和支撐區(qū)14。支撐區(qū)14用于安裝支撐結(jié)構(gòu)200。安裝區(qū)12包圍支撐區(qū)14。安裝區(qū)12用于安裝鉆井的設(shè)備。

在本實施例中，頂架結(jié)構(gòu)100的安裝區(qū)12為分別位于支撐區(qū)14的左右兩側(cè)。左右的安裝區(qū)12用于分別對應(yīng)安裝一套鉆井設(shè)備。

具體的，本實施例的頂架結(jié)構(gòu)100呈長方框體。頂架結(jié)構(gòu)100包括上端面110和下端面120。上端面110與下端面120相對。支撐結(jié)構(gòu)200固定安裝在下端面120。上端面110與下端面120之間設(shè)有連接柱130。連接柱130設(shè)有連接點131。兩個相鄰連接點131設(shè)有第一加強筋133。每個連接點131與相對的連接柱130的端點之間設(shè)有第二加強筋135。第一加強筋131、第二加強筋135的設(shè)置一方面保證減輕頂架結(jié)構(gòu)100的整體重量的同時，另一方面保證頂架結(jié)構(gòu)100的穩(wěn)固性。另一實施例中，連接點131設(shè)在連接柱130的中點。

支撐區(qū)14安裝支撐結(jié)構(gòu)200，并與頂架結(jié)構(gòu)100固定連接。

支撐結(jié)構(gòu)200設(shè)有四根支撐柱22，四根支撐柱22均分別與頂架結(jié)構(gòu)100垂直，并且形成內(nèi)空的四方結(jié)構(gòu)。內(nèi)空的支撐結(jié)構(gòu)200用于收納鉆井機構(gòu)的部分結(jié)構(gòu)。支撐結(jié)構(gòu)200設(shè)有導(dǎo)向結(jié)構(gòu)24。導(dǎo)向結(jié)構(gòu)24包括導(dǎo)軌，導(dǎo)軌固定的安裝于支撐柱22。導(dǎo)軌的延伸方向與支撐柱22的延伸方向一致。

導(dǎo)向結(jié)構(gòu)24還包括至少一個引導(dǎo)桿26，引導(dǎo)桿26與所述的導(dǎo)軌配合設(shè)置。引導(dǎo)桿26用于引導(dǎo)鉆機的上下運動。本實施中，導(dǎo)軌的上下兩端分別設(shè)有一個引導(dǎo)桿26，引導(dǎo)桿26引導(dǎo)鉆機沿導(dǎo)軌上下滑動。

在另一實施例中，支撐結(jié)構(gòu)200和頂架結(jié)構(gòu)100之間設(shè)有斜撐300。斜撐300的兩頭分別固定于頂架結(jié)構(gòu)100和支撐結(jié)構(gòu)200，所述斜撐300、支撐結(jié)構(gòu)200、頂架結(jié)構(gòu)100三者之間組成三角結(jié)構(gòu)。具體的，斜撐300的一端固定安裝于頂架結(jié)構(gòu)100的連接柱130，另一端固定安裝于支撐柱22。斜撐300、連接柱130、支撐柱22三者組成三角結(jié)構(gòu)，三角結(jié)構(gòu)的形成，增強頂架結(jié)構(gòu)100和支撐結(jié)構(gòu)200的穩(wěn)固性。

鉆井用井架結(jié)構(gòu)還包括鉆臺400，鉆臺400設(shè)于所述支撐結(jié)構(gòu)200的下方。支撐結(jié)構(gòu)200固定在鉆臺400上。支撐結(jié)構(gòu)200垂直于鉆臺400。本實施例中，四根支撐柱22垂直于鉆臺400。支撐結(jié)構(gòu)200垂直鉆臺400將整個鉆井過程中產(chǎn)生的鉆井反力傳遞給其底部與之相連的鉆臺400。同時，支撐結(jié)構(gòu)及頂架結(jié)構(gòu)的所有重量及力矩均施加于鉆臺上。

本實用新型的頂架結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)相互垂直組成T型井架，支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間較大，鉆井的設(shè)備可以部分設(shè)于井架內(nèi)部，可以能夠避免鉆井設(shè)備作業(yè)期間出現(xiàn)相互交叉和干涉可以該型井架較普通井架結(jié)構(gòu)型式在鉆臺占用面積上具有明顯優(yōu)勢。支撐結(jié)構(gòu)垂直頂架結(jié)構(gòu)，則井架的跨距較小，鉆臺可用面積較常規(guī)類型雙鉆機井架有較大提高，可以布置更多鉆臺設(shè)備。鉆井系統(tǒng)的設(shè)備也可以實現(xiàn)無障礙進出鉆臺，可有效提高鉆井效率。

本實施例還提供一種鉆井系統(tǒng)，鉆井系統(tǒng)包括鉆井用井架結(jié)構(gòu)，其還包括兩組的鉆井機構(gòu)50，每組鉆井機構(gòu)50分別包括絞車51、天車52、游車53、鉆機54、鉆井大繩55。

鉆機系統(tǒng)可以單獨安裝一套，也可以對稱安裝兩套。在此，以設(shè)有兩套鉆井機構(gòu)為例，進行說明。

絞車51安裝于支撐結(jié)構(gòu)200的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)的底部。兩組絞車51的設(shè)置方向一致。絞車51的長度延伸方向與頂架結(jié)構(gòu)100的長度延伸方向垂直。

天車52設(shè)于頂架結(jié)構(gòu)100的安裝區(qū)12。并且位于頂架結(jié)構(gòu)100的上端面110。游車53設(shè)于天車52的下方，且位于支撐結(jié)構(gòu)200的外部。

鉆機54設(shè)于游車53的下方，支撐結(jié)構(gòu)200的外側(cè)面。外側(cè)面設(shè)有垂向雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向結(jié)構(gòu)安裝于支撐結(jié)構(gòu)。鉆機54沿導(dǎo)向結(jié)構(gòu)24可上下運動。導(dǎo)向結(jié)構(gòu)24的設(shè)置，保證鉆機54的打鉆方位保持一致，確保鉆井的精度。同時，導(dǎo)向結(jié)構(gòu)24可以約束鉆機54做垂向運動的同時，將鉆機54的回轉(zhuǎn)扭矩傳遞到支撐結(jié)構(gòu)200上。即，鉆機54通過導(dǎo)向結(jié)構(gòu)24完成起升、下降作業(yè)以及回轉(zhuǎn)力矩的傳導(dǎo)。

鉆井大繩55依次穿過絞車51、天車52、游車53牽引鉆機54。鉆機54的上下運動是通過井架內(nèi)的鉆井絞車51帶動鉆井鋼絲繩經(jīng)滑輪組和游車53傳動給鉆機54來實現(xiàn)。

當(dāng)設(shè)有兩組鉆井機構(gòu)時，每組鉆井機構(gòu)的絞車均安放在中空結(jié)構(gòu)內(nèi)的底部。兩組鉆井系統(tǒng)可以實現(xiàn)各自鉆井；也可以實現(xiàn)一組鉆井，另一組進行鉆井輔助工作。

游車設(shè)置于支撐結(jié)構(gòu)的外部，避免出現(xiàn)相互交叉、干涉。

T型結(jié)構(gòu)的井架較小的投影面積的設(shè)計既可充分利用井架內(nèi)的富?？臻g，又可以解決鉆臺面積不足的設(shè)備布置難題。

以上僅為本實用新型的較佳可行實施例，并非限制本實用新型的保護范圍，凡運用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作出的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含在本實用新型的保護范圍內(nèi)。