新型旋升式井架底座设计

1、新型旋升式井架底座设计新型旋升式井架底座外观设计本文关键词：井架，底座，设计，旋升式新型旋升式井架底座设计本文简介：摘要：现阶段国内外由于目前各油田正在使用的传统4000米及其以上石油钻机的井架和底座结构,多采用多模块拆散移运的方式，运输模块多、搬家及安装的时间长、成本高，不满足钻机快速移运的要求。为此设计了该新型液压旋升式井架、底座结构，该结构运输模块仅为同类设备的1/3,极大的增加了钻机钻机的搬家周期与成本；采用液压自动控新型旋升式井架底座设计本文内容：摘要：目前国内外各油田正在使用的传统4000米及其以上石油钻机的井架和底座结构，多采用多模块拆散移运的方式，运输模块多、搬家及安装的时间长

2、的、成本高，不满足钻机其要求快速移运的承诺。为此设计了该新型轴承旋升式井架、底座结构，该结构运输模块仅为同类设备的1/3,很大的降低了钻机的搬家周期与成本；导入采用液压自动控制技术来实现钻机全面实现井架、底座的起升与下放,安装迅速、便捷，整个安装过程不会需要吊挂大型的吊装设备；征用井架的起升与划拨采用远程控制技术，适宜新形式下让井场HSE的要求。u下载论文网/8/viewT0854068.htm关键词：井架；底座；快速移动；液压起升一、现状与分析随着低油价日渐成为行业内的常态，对钻井成本钻机的控制逐渐精细化，国内外用户对4000米及其以上石油钻机的搬家及安装时间、运输成本等提出了更高的要求。该

3、类钻机井架和底座，运输模块较多，整体质量大，使得钻机移运性差，安装时间长。钻机的井架是整个钻机中质量最大，运输子系统最多的部件，对其进行合理的设计，减轻质量，减少运输模块,将取得大幅度的经济效益。为了适应石油钻井设备的发展方向，适应国际市场，外观设计新型的液压旋升式井架底座。钻机各模块高度集装化，具有良好的操作性能、安装移运性能和环境适应性能1-2o二、整体结构（一）井架底座结构及优点主要结构由井架、井架起升液压缸、底座起升液压缸、左下基座、左侧中层、左上座、上层中间座、右上座、右侧中层、右下基座、斜撑杆等组成。本液压旋升式展枝、底座，与常规的井架、底座结构相比，优点如下：1 .井架采用三节套

4、装整体式结构。运输时机械缩回，与天车、游吊系统、钻井大绳、井架起升液压缸，呈现出一个整体的运输模块。2 .底座选用采用大模块集成式设计结构。共3大运输模块，底座台面设备均低位安装、整体起升。3 .导入采用液压自动控制技术来实现钻机全面实现井架、底座的起升与下放，安装迅速、便捷、效率高，整个安装过程不会需要吊挂大型的吊装设备。4 .征用井架的起升与划拨采用远程控制技术，整个起升过程中，底座上没有人员需要进行操作，适宜新形式下让井场HSE的要求。5 .井架下段采用大斜撑结构，同时由于井架开档的减少，在可以保证足够强度的情况下，井架的重点仅约为常规钻机的3/5o三、井架、底座的结构特点（一）井架结构

5、特点井架采用三节套装整体式结构，前开口n型，井架段与段之间采用销轴+单双耳板装置连接结构。井架设计卧式有专用的井架运输及安装越野车，小车安装有三联板簧悬挂及3根14t车桥，用于运输时承载井架重量；小车上设计有水平移动、前后移动、高低伸缩液压缸共约3组，用于在安装井架时对井架与的连接耳板。井架立起后通过井架随后支座下的垫片增减（前后、左右方向），来调节井架角度以找正井口中心。整个井架的架设过程，简便、快捷，并且不需要大型的吊装常规设备进行辅助作业；井架运输为一个运输模块，运输成本低，钻机搬家快捷。尤其适宜于，井场相对开阔的平原、沙漠、戈壁等环境。（二）底座结构特点底座采用大模块构型的平行四边形结

6、构，来实现的钻机的整体旋升。底座共分为上、中、下3层，底层包括左、右基础座，中层包括前、中、后立柱及斜撑杆和多级液压油缸，上层包括左、右上座和中间座，中间座将立根台和转盘及其传动装置连接为一体。底座台面设备均低位安装、整体起升。底座采用倾斜度集成化的设计，主体结构共3各运输模块。左上座、左下座、左旋转立柱、左底座起升油缸及左斜镰叶撑杆为一个运输单元，右上座、右下座、右旋转立柱、右托架空调机起升油缸及右斜撑杆为一个运输单元，上层中间座的转盘驱动开关及立根台为一个运输单元，每个运输模块均设计有橇头，用于专用钻机搬家车的装卸，从而实现，在拆装作业时并负责不需要专门的大型起吊设备。顶盖基础座前端设计有

7、一套拖杠结构，在钻井现场可用几台拖拉机拖拽拖杠，使钻机整体缓慢的向前互联，消费市场从而满足丛式井作业的需求。四、井架、底座的计算按照APISpec4F第4版的要求，采用有限元分析软件ANSYS对井架、底座通过载荷计算与分析，其中?a品规范等级选择为PLS1,结构安全等级选取SSLE2/U2,计算旋转磁场分为井架、底座起升工况与加载工况，井架的最大静有效载荷为3150kN,底座的最大工作台静载荷为3150kN,立根载荷为1600kN,风荷载选取0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°和3150八个方向。井架

8、、底座梁单元的强度及稳定性分析按照美国钢结构学会AISC335-89结构钢建筑物规范-许用应力设计和塑性设计的规定进行对各梁单元的受力进行校核，列出稳定性推论数UCR值。结果如下：1 .井架在各工况下杆件最大应力为140.58MPa,而最大应力处的结构所用材料为Q345B,屈服强度为345MPa,警觉性因此鲁银投资的最小安全系数为2.45,远大于相关机构标准规定的1.67的要求。2 .底座在各工况下杆件最大应力为110.3MPa,而最拉应力西北侧的结构所用材料为Q345B,屈服强度为345MPa,因此底座的最小可见度为3.12,远大于相关机构标准规定的1.67的要求。3 .伊加稳定性判别数UC

9、R值的最大值为0.87,铁环稳定性判别数UCR值的最大值为0.54,均满足AISC335-89规范规定的UCR值小于1的要求。4 .伊加结构杆件长细比LRR值最大为115.56,铁环结构杆件长细比LRR值最大为121.4,均满足AISC335-89规范规定的受压允许长细比不大于200的要求。故该井架、底座结构的强度、稳定性均满足API4F规范的要求，是安全的。五、技术创新点1 .该新型井架、底座结构，运输模块少，仅为常规同规格设备的1/3,很大的降低了钻机的搬家周期与成本。2 .底座设计平行四边形机构的运动原理，实现了高台面组件的元件低位安装，降低了工人高空作业的危险和劳动强度。3 .大模块的

10、设计结构减少了现场连接、安装的工作量，导入采用液压自动控制技术来实现钻机全面实现井架、底座的起升与下放,安装迅速、便捷，大幅减少了钻机的安装时间。4 .井架拆装采用专用的井架安装与运输小车完成，底座拆装采行专用钻机搬家车完成完成，整个安装过程不会需要吊挂大型的吊装设备，降低了岩心的安装成本。5 .采用机、电、液一体化设计，起升液压缸取代人字架和起升大绳，以液压源取代常规的利用绞车作为起升动力，配置1台小功率柴油机驱动牵引的液压泵，因此起升系统内成本低，利用率高，灵活快捷。6 .征用井架的起升与划拨采用远程控制技术，适宜新形式下让井场HSE的要求。六、结束语该新型轴承旋升式井架、底座结构，在保留住了传统橇装钻机结构稳定性高的优点之上，在创新井架、底座的结构形式、减小运输模块数量、提高安装效率、减少辅助电子设备的使用等方面，获得了较大程度的突破，应用的液压油自动举升和激光测距仪，满足了新型钻机的快速移运、快速安装的要求。该新型轴承旋升式井架、底座结构以及整体液压旋升控制技术，己经在公司产品出口到国外的相关产品销售上得到了使用及验证,现场钻机的搬家及安装时间相比常规钻