井架的结构及附属设备的作用课件

井架的结构及附属设备的作用2023/9/130培训目标及意义1一、培训目标:达到相关岗位序列要求二、培训意义：1.对应的岗位序列要求钻修井队长：能够准确判断并处理钻修井设备和井控设备的常见故障；

掌握钻修井设备的工作状态，对系统的安全有可靠的评价，保

证钻井作业的正常；司钻：了解相关钻修井设备的结构、工作原理；掌握钻修井设备的结构、工作原理；日常的检查维护保养知识；2023/9/13培训目标及意义12.培训对象钻修井队长、司钻2023/9/13二、井架分类一、井架概述三、井架参数四、井架附属结构及作用2023/9/133井架概述1

石油钻井用的钻机是一套联合机组。钻机由井架、绞车、游车、大钩、转盘、钻井泵、动力机组、联动机组全套钻井设备及井控、固控设备、发电机组、液压和空气动力等辅助设备等组成。

井架是石油工业的最明显的标志之一。（一）概述2023/9/13井架概述1

井架是石油工业的最明显的标志之一。（一）概述上图：生产平台左图：半潜式钻井平台2023/9/13井架概述1

钻机的提升系统由绞车、井架、天车、游车、大钩及钢丝绳等组成。井架是钻采机械的重要组成部分。它在钻井或修井过程中，用于安放天车，悬挂游车、大钩、吊环、吊卡等机具，以及起下、存放钻杆、油管及抽油杆。（一）概述2023/9/13井架概述1因此，对井架的要求是：

1)应有足够的强度、刚度和整体稳定性。以保证起下一定深度的钻杆柱、套管或油管柱。

2)足够的工作高度和空间，足够的钻台面积。工作高度大，起下立根长度长，速度快，可节省时间。井架上下底应有必要的尺寸，以安装天车，并保证起下操作时游动系统设备畅行无阻；便于在钻台上布置设备，安放工具，方便工人操作，使司钻有良好的视野。（一）概述2023/9/13井架概述13)应保证拆装方便，安全，移动迅速。为此，结构应简单、轻便，并尽可能采用分段或整体运输，水平安装及整体起放的安装移运方法。（一）概述2023/9/13井架概述1(1)要经常教育职工爱惜井架，合理使用井架，做好对井架的保养维护，时刻保持井架完好。井架在起升之后和下放以前，要进行彻底的检查，以证实没有部件发生变形和所有的螺栓齐全紧固并配备合适的锁定垫圈。没有办理安装质量验收和交接手续的井架不能使用。(2)上下绞车时，必须由井队干部负责指挥，力求达到平稳施工。(3)钻井队要定期、定人、定部位对井架进行检查和维护。定期检查要求每个白班和下套管前各进行一次。定人检查要求每个班的井架工负责检查。定部位检查要求每个井架工各承包一部分井架结构进行检查。在风、雨多发季节，钻井队要班班对井架绷绳及绷绳坑进行检查。对天车、猴台、指梁，死绳固定器、转盘、钻机、钻杆盒大梁、立管台、二层台的固定情况，由井队安全员每周检查一次。对查出的问题，要立即组织整改。（二）井架使用安全注意事项2023/9/13井架概述1(4)不准随便割、拆、换井架的横梁、拉筋、螺丝、卡子、零件、附件。(5)下套管之前对井架进行全面检查、整改，钻具要分立两边矗立，尽可能使井架受力平衡。要封闭好指梁，防止大绳进入。下完套管时，若发现井架无安全保障，应立即将套管坐在转盘上，停止活动套管。（6）注意：1500米以上钻具必须分靠井架两边，以防一边立钻具造成井架扭曲，没有猴台的立即整改安装。（二）井架使用安全注意事项2023/9/13三、井架参数四、井架附属结构及作用2023/9/1311井架分类1井架由井架的主体、人字架、天车台、二层台、工作梯、立管平台、钻台和井架底座等几个部分组成，主要用于安放和悬挂天车、游车、大钩、吊环、液气大钳、液压绷扣器、吊钳、吊卡等提升设备与工具。石油矿场上使用的各种井架，主要由以下几部分组成：(1)主体，多为型材组成的空间桁架结构；(2)天车台，供安放天车和天车架之用；（一）井架结构2023/9/13井架分类1(3)天车架，用于安装和维修天车；(4)二层台，为井架工进行起下操作的工作场所，它包括井架工的操作台和存靠立根的指梁；

(5)立管平台，为装拆水龙带的操作台。

(6)工作梯（一）井架结构2023/9/13井架分类1塔形井架:

横截面为正方形或矩形的四棱截锥形空间绗架结构的井架。一般由许多单一构件用螺栓连接组成，并在井场组装或拆散运移。自升式井架:

井架在井场地面水平组装，利用自身配备动力整体起升，分段或整体运输。自升式井架还分为：1前开口式井架:

指前扇敞开或大部分敞开，截面为Π形或包括部分矩形的空间绗架结构的井架。一般由许多单一构件，用焊接和螺栓或销子组装成一整体。井架分成数段在井场水平组装，整体起升。（二）井架分类2023/9/13井架分类12A形井架:

指整体结构型式呈A字型，而两大腿为等截面空间杆件结构或管柱式结构的井架。在大腿前方或后方有一对撑杆，以保持井架纵向稳定性。井架在井场地面组装，整体起升。3桅形井架:

由框架结构或管柱式大腿组成整体的或分段的焊接结构井架，可在井场地面组装，整体起升，分段或整体运输。工作时，向井口方向倾立，需要用绷绳保持其稳定性。对于车装钻机或修井机，桅架多做成伸缩或折叠式。（二）井架分类2023/9/13井架分类1塔形井架

塔形井架是一种横截面为正方形或矩形的四棱截锥体空间桁架，井架主体由四扇平面梯形桁架组成,每扇又分为若干桁格，同一高度的四面桁格在空间构成井架的一层，故整个井架也可视为由多层空间桁架组成。塔形井架主要特点为：

(1)井架主体部分为封闭结构，整体稳定性好，承载能力大。

(2)整个井架由许多单一构件用螺栓联接而成，制造简单，运输方便。（二）井架分类2023/9/13井架分类1井架主体由四扇平面梯形桁架组成,每扇又分为若干桁格，同一高度的四面桁格在空间构成井架的一层，故整个井架也可视为由多层空间桁架组成。(3)井架内部空间大，起下操作方便，安全。

(4)拆装工作量大，高空作业不安全，搬迁不方便。塔形井架适用于较少搬迁而要求承载能力大，稳定性好的钻机，如海洋钻机、超深井钻机（二）井架分类2023/9/13井架分类12.前开口井架

前开口井架亦称为Π形井架，其主要结构特征是：

1)整个井架主体是3～5段焊接结构组成。段间采用锥销定位和螺栓联接。（二）井架分类2023/9/13井架分类12)通常采取水平拆装，整体起落和分段运输的办法搬迁井架。搬迁方便、安全、迅速。（二）井架分类2023/9/13井架分类1

3)因受运输尺寸限制，井架主体截面尺寸较小，使井架内部空间比较狭窄。

为了方便游系设备上下运行和立根排放，井架主体作成前扇敞开，横截面为开口矩形(即Π形)的不封闭空间结构，其整体稳定性较塔形井架差而较A形井架优。

有的前开口井架最上段作成四边封闭结构以增强其稳定性。4)井架各段两侧桁架结构形式相同，背扇则采用特殊腹杆布置形式，如菱形，以保证司钻视野良好。

由于前开口井架具有结构简单，移运、搬迁方便、良好的承载能力和整体稳定性，而成为应用最广泛的陆地钻机井架。

如美国陆地钻机几乎全部采用前开口井架，我国制造的各种钻机(从15－60)都可以配置此类井架。

前开口井架一般采用液压千斤顶调整井架位置，对正井眼中心。

前开口井架都带有起升用的人字架，利用钻机自身的动力，通过绞车，游动系统，平衡滑轮，人字架起升钢绳，井架下部导向滑轮等完成井架起升和下放(图8-25)。

井架起升后，人字架便构成井架整体一部分。（二）井架分类2023/9/13井架分类13.A形井架

它是由两个等截面的空间杆件结构或管柱式结构的大腿靠天车台和二层台及附加杆件连接而成的“A”字

大腿的前方或后方有撑杆支承，或在后方用人字架支承。整个井架仍和前开口井架一样，采取地面水平组装，整体起放，分段运输。两个大腿都是由3～5段封闭的焊接结构用螺栓联结的整体结构。大腿断面依所选型材不同，而采取不同的截面形状，一般为矩形或三角形。撑杆有杆系柱结构，矩形断面或管柱结构。（二）井架分类2023/9/13井架分类1A型井架的每根大腿都是封闭的整体结构，承载能力强和稳定性好。井架内部空间大，钻台宽敞，司钻视野开阔。

由于两腿间联系较弱，致使井架整体稳定性较差。A形井架大腿结构简单；拆装方便，安全，移运迅速；钻台宽敞，司钻视野开阔。但总体稳定性较前两种井架为差，适用于中深井和深井钻机。（二）井架分类2023/9/13井架分类1

4．桅形井架

桅形井架是一节或几节杆件结构或管柱结构组成的单柱式井架，有整体式和伸缩式两种。这种井架一般利用液压缸或绞车整体起放，分段或整体运输，拆装移运很方便。（二）井架分类2023/9/13井架分类1由于井架横截面尺寸小，为了避免游系设备上下运行不便，并适应井架伸缩或折叠的需要，井架前扇一般做成部分或全部敞开的Π形截面结构（二）井架分类2023/9/13井架分类1同时井架工作时也向井口方向前倾(倾角一般在7°以内)。因此，绷绳成了井架不可缺少的基本支承之一，是桅形井架整体结构的主要特征。

桅形井架结构简单，轻便，但承载能力小，只用于车装轻便钻机和修井机。（二）井架分类2023/9/13四、井架附属结构及作用2023/9/1326三、井架参数11井架公称高度:

塔形井架的公称高度指从大腿底板底面到天车梁底面的垂直高度；前开口式井架和A形井架的公称高度是指井架下底支脚孔中心到天车梁底面的垂直高度；桅形井架的公称高度是指井架前大腿底面底板到天车梁底面的垂直高度。2井架底尺寸:

沿底板底面的井架各相邻大腿中心轴线之间的水平距离。3井架上底尺寸:

沿天车梁底面的井架各相邻大腿中心轴线之间的水平距离。4二层台公称高度:

从井架的大腿底板、底面到二层台底面的垂直距离。5井架大门高度:

塔形井架大门高度是指井架大腿底板底面到大门顶面的垂直高度。（一）井架主要参数2023/9/13三、井架参数1表明井架主要特征的基本参数皆与起下作业有关。

1.最大钩载

井架的安全承载能力一般常用所配钻机或修井机的最大钩载来表示。它是指在没有风载，死绳固定在指定位置，而二层台不存放立根或抽油杆，油管的条件下，大钩所能承受的最大载荷(包括游系系统重量)。2．高度

井架的名义高度是指从井架大腿底板表面到天车梁底面的垂直高度H，而井架的有效高度则是指从钻台大梁顶平面到天车梁底面的垂直高度。井架的有效高度根据起下钻操作要求和有关设备高度并考虑井架搬迁要求来确定，如游系系统高度(游车上顶到吊卡底面的高度)、立根极限长度和防碰安全距离(即防止游车在工作时由于操作失灵碰撞天车的防碰距离)等。（二）井架基本参数2023/9/13三、井架参数1井架的二层台高度指的是从钻台平面到二层台底面的垂直高度。它取决于立根长度和二层台操作台的位置。为了便于井架工在二层台摘挂吊卡，应使操作台的底面(通常也是二层台底面)比立根存放在立根盒上的高度低1.8～2.0m，通常二层台具有两三个不同高度安装位置，以适应不同长度立根操作的需要。

3.二层台容量

二层台容量是指二层台指梁(装在二层台的最小高度上)所能存放立根的数量，用立根(钻杆，油管或抽油杆)的总长度来表示。井架的指梁应能满足存放全部立根的需要，所以二层台容量主要取决于指梁高度及其所围抱的有效面积(存放立根数量)。4．塔形井架上、下底尺寸及大门高度

塔形井架上、下底尺寸是分别指沿天车梁底面和钻台大梁顶面井架大腿轴线间的水平距离。（二）井架基本参数2023/9/13三、井架参数2023/9/1330四、井架附属结构及作用11.井架大腿:

井架结构中起主要支承作用的立柱。一般为两个或四个，塔形井架有四个大腿即1号大腿(司钻侧前大腿)、2号大腿(司钻对侧前大腿)、3号大腿(司钻对侧后大腿)、4号大腿(司钻侧后大腿)。（一）井架附属结构及作用2023/9/13四、井架附属结构及作用12.二层操作台:供井架工配合进行起下钻操作的作业设施，包括环形走廊。3.指梁:设在井架二层台上，用以支靠立