拖挂钻修机井架的制作方法

本发明涉及石油钻采设备技术领域，具体的说是能够流畅快速起升、快捷安装搬运的一种拖挂钻修机井架。

背景技术：

拖挂钻修机的井架是其作业最重要的部件之一，井架的设计要求有足够的强度和高度，以满足作业、起下钻、排放立根及足够的操作空间。

拖挂钻修机井架根据井架伸缩节的数量可分为单节井架、双节伸缩式井架及三节伸缩式井架。由于制造、运输等方面的限制单节井架长度不能做的太长，理论上节数越多井架直立高度也越高，越高井架作业效率更高，人力劳动强度更低。两节及三节伸缩式井架，在工作前需要将套装在里面的井架节伸出来，而在搬家运输过程中又需要缩回去，在这个伸缩过程中，为了保障滑动顺畅不至于卡顿，里、外两节井架必须保持较大的间隙，单节井架越长，这个间隙值就越大，因此当井架申出起升至工作位置后，井架节之间有一定的间隙，造成井架作业时稳定性差，尤其钻井作业时井架上节的晃动十分明显。并且由于型材表面平整度问题，在井架伸缩起升过程中经常发生卡顿甚至卡死，对设备造成较大冲击，并且对操作人员人身安全构成较大威胁。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种拖挂钻修机井架，以解决拖挂钻修机井架长度越长，稳定性越差，搬运不方便的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：

一种拖挂钻修机井架，该井架为两节四段、前开口式套装井架，它包括下底段、上底段、下顶段、上顶段，下底段的顶端与上底段的底端通过底段连接装置相互连接组成底段，下顶段的顶端与上顶段的底端通过顶段连接装置相互连接组成顶段，顶段套装在底段的内部，顶段的底部与顶升液压缸相连接，顶升液压缸伸缩能够带动顶段沿着底段的内侧上下滑动，当顶段伸出底段达到最高位置时，下顶段的下部与上底段的上部有重合区。

优选的，所述下底段为全长等横截面的直框架结构，下底段底部的两条前支腿与安装在钻台面上的底座相连接，下底段的下部与起升液压缸缸杆顶端相连接，起升液压缸的底座安装在拖挂车上，下底段底部的两条后支腿与安装在拖挂车上的支撑座通过销轴相连接，下底段在起升液缸的支撑下绕该销轴转动。

优选的，所述上顶段、下顶段和上底段均为顶部截面小于底部截面的四棱锥型框架结构，井架直立时，上顶段、下顶段和上底段的主腿与垂直线之间的夹角为1°-10°。

优选的，所述下顶段下部与上底段上部的重合区长度为3-4米。

优选的，所述下顶段下部与上底段上部的重合区内，上底段的顶端内截面尺寸小于下顶段的底端外截面尺寸，上底段的顶端向下2米处上底段的内截面尺寸与下顶段的底端外截面尺寸相等。

本发明所述的井架为两节四段式结构，将上顶段与下顶段通过顶段连接装置连接为顶段，上底段与下底段通过底段连接装置连接为底段，顶段套装在底段中，通过顶升液压缸带动顶段伸缩，井架处于工作状态时，下顶段的下部与上底段的上部重合区域紧密贴合，保证了井架节之间的稳固连接，增强了井架的稳定性能。

本发明所述的井架起升到位时，有限位装置阻止下顶段继续向上运行，由于井架的上底段及下顶段都为上小下大的四棱锥型结构，且从重合区顶端向下2米处上底段与下顶段的运动配合截面相等，可保证在任何情况下井架顶段不会从底段中被拉出，保障了整个井架的安全性。

本发明在搬运时，可将顶段缩回底段内部，将底段在起升液压缸的作用下旋转至水平状态，在拖车上直接搬运；也可将顶段从底段中拉出，底段连接装置和顶段连接装置打开，使上顶段与下顶段、上底段及下底段折叠后运输；还可以将拆解下的四段井架进行重新套接后进行运输。运输方式可根据实际需要进行选择，运输快捷，安装方便。在保证井架可整体、折叠多种条件运输下适应“长立根”作业，提升作业效率的同时使井架安、拆简单，减少人力劳动，实现快速移运搬家。

附图说明

图1是本发明工作状态的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是本发明处于缩回状态的结构示意图；

图中：1、上顶段，2、顶段连接装置，3、下顶段，4、上底段，5、底段连接装置，6、下底段，7、前腿，8、起升液压缸，9、支撑座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

如图1至图3所示的一种拖挂钻修机井架，该井架为两节四段、前开口式套装井架，它包括下底段6、上底段4、下顶段3、上顶段1，下底段6的顶端与上底段4的底端通过底段连接装置5相互连接组成底段，下顶段3的顶端与上顶段4的底端通过顶段连接装置2相互连接组成顶段，顶段套装在底段的内部，顶段的底部与顶升液压缸相连接，顶升液压缸伸缩能够带动顶段沿着底段的内侧上下滑动，当顶段伸出底段达到最高位置时，下顶段3的下部与上底段4的上部有重合区。

下顶段3下部与上底段4上部的重合区长度为2-4米。下顶段3下部与上底段4上部的重合区内，上底段4的顶端内截面尺寸小于下顶段3的底端外截面尺寸，上底段4的顶端向下2米处上底段4的内截面尺寸与下顶段3的底端外截面尺寸相等。

重合区内下顶段3的外截面与上底段4的内截面相配合，重合区的长度2-4米，在重合区的顶部下顶段3的外截面尺寸大于上底段4的内截面尺寸，在重合区顶端向下2米处两配合截面尺寸相等，在任何情况下始终保障顶段套合在底段的内部不会脱出。

下底段6为全长等横截面的直框架结构，下底段6底部的两条前支腿7与安装在钻台面上的底座相连接，下底段6的下部与起升液压缸8缸杆顶端相连接，起升液压缸8的底座安装在拖挂车上，下底段6底部的两条后支腿与安装在拖挂车上的支撑座9通过销轴相连接，下底段6在起升液缸8的支撑下绕该销轴转动。

上顶段1、下顶段3和上底段4均为顶部截面小于底部截面的四棱锥型框架结构，井架直立时，上顶段1、下顶段3和上底段4的主腿与垂直线之间的夹角为1°-10°。

本发明的搬运包括以下三种方式：

搬运方式一

当井架需要运输时,首先断开顶段与底段的连接装置,再通过顶伸液压缸在顶段自身重力作用下,使顶段在底段中向下缩回,由于顶段及上底段4都是下大上小的梯形台框架结构,顶段向下稍微有运动时,顶段与底段主腿之间迅速产生一个间隙,随着顶段的继续向下缩回,这一间隙持续增加,到顶段底部运动到下底段6顶部位置时,由于下底段6采用的直立竖直框架结构,它们之间间隙不再增加，同时在井架顶段最底部主腿上设有张紧装置，通过以上两项措施保证了井架顶段缩回的稳定性及安全性，井架顶段缩回后如图2所示。

当井架需要下放到拖挂车上时，首先断开井架前腿7与底座之间的连接销轴，井架获得绕支撑座9的销轴转动的自由度，此时控制起升液压缸8拉回井架，井架便绕销轴逆时针转动，当井架转过重心与固定销轴死点后，便可在自身重力作用下持续下放，直到底段前部落至运输支架上，将井架与运输支架固定后，便可在牵引车牵引下完成中远距离的运输，如图3所示。

搬运方式二

将井架下放到拖挂车上如图3所示位置后，断开井架与支撑座9的连接销轴，将井架整体吊装至平整地面或支架上。然后断开上顶段1与下顶段3的顶段连接装置2，单独将上顶段1拉出至其底部与上底段4底部平齐后与其固定，然后断开上底段4与下底段6的底段连接装置5下侧两腿的连接，此时吊装上底段4及其中套合的上顶段1顺时针转动180度，使其叠放在下底段6上面，固定后使用半挂车运输，此种方式更有利于转弯多但高度无特殊要求的个别地形搬家运输。

搬运方式三

将井架下放到拖挂车上如图3所示位置后，断开井架与支撑座9的连接销轴，将井架整体吊装至平整地面或支架上。将上顶段1拉出至其在上底段4外面后，断开上顶段1与下顶段3的顶段连接装置2及上底段4与下底段6的底段连接装置5，吊装上底段4及其套合的下顶段3从下底段6的底部向上穿入，然后再吊装上顶段1从下顶段3的底部穿入，对各段做固定后使用半挂车运输,此种方式相对工作量最大，但运输尺寸最小，能满足各种方式运输，一般用于井架的出厂或超长距离搬家运输。

本发明所述的井架为两节四段式结构，保证了井架节之间的稳固连接，增强了井架的稳定性能。本发明在搬运时，可根据实际需要进行选择不同的折叠方式，运输快捷，安装方便。在保证井架可整体、折叠多种条件运输下适应“长立根”作业，提升作业效率的同时使井架安、拆简单，减少人力劳动，实现快速移运搬家。