海洋瓶颈式塔形井架的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及海洋钻井领域，特别涉及一种海洋瓶颈式塔形井架，主要用于海洋石 油钻井平台。
【背景技术】
[0002] 目前，在国内海洋石油钻井平台钻机井架中，存在品种少、规格不全、适应性不强 的问题，尤其是在深水钻井平台井架和超架深水钻井平台井架，仍然处于概念设计阶段。
[0003] 其中，在现有技术中，海洋井架通常以棱锥式井架和瓶颈式井架这两种结构形式 为主，其中棱锥式井架由于立根容量低、二层台操作不便等缺陷，无法适应新形势下的海洋 钻井需求。
[0004] 井架的结构形式与安装方法在许多情况下决定了钻机的结构形式，同时井架的设 计与制造技术也在很大程度上体现了钻机的技术水平。可以说，具有安装运输与作业方便、 可靠、经济、适应性强的新型井架的发展可以推动钻机结构和钻机技术的迅速发展。因此， 为适应新形势下的海洋石油钻井平台的需要，研制开发适应性强、大吨位、深水海洋钻机井 架，就显得尤为重要。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中海洋井架的结构适应性不强、无 法用于新形势下的海洋钻井工作的缺陷，提供一种海洋瓶颈式塔形井架。
[0006] 本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种海洋瓶颈式塔形井架， 其特点在于，所述海洋瓶颈式塔形井架包括井架本体、二层台及桥式吊机，所述二层台固定 在所述井架本体上，所述桥式吊机的轨道横梁布置在所述井架本体上，所述井架本体在所 述二层台的指梁以上，所述桥式吊机的轨道横梁的高度开始收口，在所述井架本体的拐点 以下的立柱采用直立柱的结构，所述井架本体的杆件形成心相交结构。
[0007] 较佳地，所述井架本体采用一横截面为正方形的可拆卸式、栓装封闭式钢结构。
[0008] 较佳地，所述井架本体包括四根立柱和若干横斜杆件，所述立柱和所述杆件通过 螺栓连成一体。
[0009] 较佳地，所述井架主体的拐点的角度小于12度。
[0010] 较佳地，所述二层台包括钻杆指梁区和套管指梁区，且在所述二层台的外围设有 走台，用于作为钻井维修通道。
[0011] 较佳地，所述钻杆指梁区位于所述井架本体26. 5m的高度处，在所述钻杆指梁区 的中部和端部配有气动卡板。
[0012] 较佳地，所述套管指梁区位于所述井架本体24. 5m的高度处。
[0013] 较佳地，所述海洋瓶颈式塔形井架还包括猴台，所述猴台设置在所述井架本体的 左侧，与所述井架主体上的横梁连接，所述猴台通过升降液缸控制实现向下翻转90度，并 且通过所述升降液缸使得所述猴台实现26. 5m、24. 5m的两个高度位置。
[0014] 较佳地，所述海洋瓶颈式塔形井架还包括挡风墙，所述挡风墙采用块状结构，由框 架和瓦楞板组成。
[0015] 较佳地，所述海洋瓶颈式塔形井架还包括防坠落装置，用于防止操作人员坠落。 [0016] 本发明的积极进步效果在于：
[0017] 本发明海洋瓶颈式塔形井架比常规的棱锥式井架更具有立根容量足，井口活动范 围大、二层台操作方便。同时，其还能够满足桥式吊机的工作范围覆盖整个指梁区域。整个 井架体由四根立柱和若干横斜腹杆经高强度螺栓连成一整体，所有杆件形心相交。因而本 发明海洋瓶颈式塔形井架的承载能力大，重心低，整体稳定性好，抗风抗震能力强，可在海 上复杂工况下工作。
【附图说明】
[0018] 本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述 而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
[0019] 图1为本发明海洋瓶颈式塔形井架的主视图。
[0020] 图2为本发明海洋瓶颈式塔形井架的右视图。
[0021] 图3为本发明海洋瓶颈式塔形井架中井架主体的结构示意图。
[0022] 图4为本发明海洋瓶颈式塔形井架中二层台的布置示意图。
[0023] 图5为本发明海洋瓶颈式塔形井架中桥式吊机的轨道布置示意图。
【具体实施方式】
[0024] 为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具 体实施方式作详细说明。
[0025] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以 采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限 制。
[0026] 图1为本发明海洋瓶颈式塔形井架的主视图。图2为本发明海洋瓶颈式塔形井架 的右视图。图3为本发明海洋瓶颈式塔形井架中井架主体的结构示意图。图4为本发明海 洋瓶颈式塔形井架中层台的布置示意图。图5为本发明海洋瓶颈式塔形井架中桥式吊机的 轨道布置示意图。
[0027] 如图1至图5所示，本发明的一个实施例中公开了一种海洋瓶颈式塔形井架10,其 包括井架本体11、二层台12及桥式吊机13。其中，二层台12固定在井架本体11上，桥式 吊机13的轨道横梁14布置在井架本体11上。所述井架本体在二层台12的指梁16以上， 桥式吊机13的轨道横梁的高度开始收口，在井架本体11的拐点15以下的立柱采用直立柱 的结构，井架本体11的杆件形成心相交结构。
[0028] 进一步地，井架本体11采用一横截面为正方形的可拆卸式、栓装封闭式钢结构。 此处的井架本体11包括四根立柱和若干横斜杆件，所述立柱和所述杆件通过螺栓连成一 体。该井架主体设计遵循API 4F规范，结构设计符合AISC《建筑物钢结构规范》。主体结 构采用有限元计算分析，其结果满足海洋环境下的使用条件。因而其承载能力大，重心低， 整体稳定性好，抗风抗震能力强，适用于海上复杂工况。
[0029] 井架主体11采用瓶颈式结构，在设置桥式吊机13的轨道横梁14的高度处开始收 口设计。拐点15以下井架立柱采用直立柱结构，在保证井口活动范围大、立根容量足、二层 台12操作方便的同时又能满足桥式吊机13的工作范围覆盖整个指梁区域，而且井架主体 11的拐点15角度优选为10. 2度，小于临界角度12度。
[0030] 二层台12包括钻杆指梁区16和套管指梁区17,且在二层台12的外围设有走台， 用于作为钻井维修通道。此处的钻杆指梁区16位于井架本体11的26. 5m高度处。可容纳 5-1/2"钻杆 444 柱（12654m)、8"钻铤 28m 立根 4 拄（112m)、9-1/2"钻铤 28m 立根 4 拄 (112m)、ll〃钻铤28m立根1拄（28m)。在钻杆指梁区16的中部和端部配有气动卡板、每 柱钻铤配有气动卡板，防止滑脱。套管指梁区17位于井架本体11的24. 5m高度处，可容纳 9-5/8"套管24柱^24m)和一处临时指梁，每柱立根配一个气动卡板。指梁上所配的气动 卡板由司钻房远程屏幕控制卡板的开关，配合桥式吊机实现立根排放自动化，从而节约钻 井人工成本。
[0031] 指梁容量是井架的主参数之一，是衡量井架钻井作业能力的指标。指梁容量能满 足钻井深度，意味着在正常钻井作业中，免去了接单根的时间。一个立根通常由三根30英 尺长的钻杆组成，接单根的工作可以由排管系统、铁钻工、动力鼠洞在下钻前空暇时间进 行，在下钻时，每次可下一个立根，节约2/3的上扣时间。