阅读说明：本技术 一种模块化石油钻机 (Modularization oil-well rig ) 是由 曲刚 张学彬 王梅 孟祥卿 江正清 王治娟 李新跃 于 2020-06-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种模块化石油钻机,主要包括井架、钻台、底座、绞车、底座液缸、井架液缸、支撑臂、井架基座、天车和二层台。井架的起放采用前倒式结构,采用压方式分别起升钻台和井架,井架为三节伸缩式,三节井架缩回后与二层台、游吊系统和大绳一起整体搬迁,无需拆散分别装车。本发明实现了井架生根在底座上,稳定性比生根在钻台面的井架好；二层台、大绳和游吊系统随井架整体运输和起放,拆卸和装运工作量减少,井架装车数量减少,井架起放和运输效率提高；井架和钻台起放由液缸驱动,起放工序简单,无需使用绞车、大绳和专门的起升大绳,起放过程平稳,安全性高。(The invention discloses a modularized petroleum drilling machine which mainly comprises a derrick, a drilling platform, a base, a winch, a base hydraulic cylinder, a derrick hydraulic cylinder, a supporting arm, a derrick base, a crown block and a racking platform. The derrick is lifted and placed by adopting a front-falling structure and a pressing mode to respectively lift the drill floor and the derrick, the derrick is three-section telescopic, the three-section derrick is integrally moved with the racking platform, the traveling and hanging system and the large rope after being retracted, and the derrick is not required to be disassembled and respectively loaded. The derrick of the invention realizes that the derrick takes root on the base, and the stability of the derrick is better than that of the derrick taking root on the drilling platform surface; the racking platform, the large rope and the travelling crane system are integrally transported and lifted along with the derrick, so that the workload of disassembly and shipment is reduced, the loading quantity of the derrick is reduced, and the lifting and transportation efficiency of the derrick is improved; the derrick and the drill floor are driven by a hydraulic cylinder, the hoisting and releasing process is simple, a winch, a large rope and a special hoisting large rope are not needed, the hoisting and releasing process is stable, and the safety is high.)

一种模块化石油钻机

技术领域

本发明涉及石油钻井领域的一种钻机，尤其是一种模块化石油钻机。

背景技术

塔式井架拆装工作量大，而且必须专业的队伍及专用机具，需要高空作业，安全性低；有的井架生根在钻台面，稳定性差。传统K型井架采用绞车大绳起放井架，需要配合使用专门的起升大绳；石油钻机在起放井架过程中，由于操作人员误判、误操作，容易发生井架倒塌事故，造成四节井架报废；起放井架过程中存在起升或下放速度过快、手动操作反应时间短、起放不平稳、缓冲缸不同步、缓冲缸与绞车配合不当的问题，容易产生危险。另外，在井架运输过程中必须先拆掉二层台、游吊系统和抽掉大绳，游吊系统和大绳单独运输，造成钻机搬家时井架拆装工作量大，运输车次多的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种模块化石油钻机，本发明提供的模块化石油钻机克服了现有技术的不足，实现了井架生根在底座上，大绳和游吊系统随井架整体运输，拆装工作量减少，井架装运车辆减少，井架和钻台起放无需使用绞车、大绳和专门的起升大绳，由液缸驱动，起放过程平稳。

为了解决以上技术问题，本发明是通过采用以下技术方案方式实现的：

一种模块化石油钻机，包括井架、钻台、底座、绞车、支撑臂、井架基座、大绳、天车和二层台，其中：所述井架、钻台、底座均为独立的模块化结构；所述底座与钻台通过支撑臂铰链连接，并在底座与钻台之间设置底座液缸，钻台随底座液缸的伸缩而升降叠放；所述二层台与井架固定连接；绞车固定在底座上；在井架的后背横梁上设置死绳绞盘，大绳连接在绞车上，大绳一端穿过天车后直接缠绕在死绳绞盘上；所述井架底部通过铰链轴与固定在底座上的井架基座铰链连接，在井架和底座之间安装井架液缸，井架通过井架液缸伸缩而绕一侧的铰链轴立起和放平。

上述方案进一步包括：

所述井架为多节伸缩式结构。

所述井架为三节伸缩式结构，三节井架依次插接配合，相邻两节井架之间通过液压缸配合锁定块进行伸缩和锁定。

所述井架液缸为多级液缸。

所述井架液缸为两个，设置在井架的同侧。

所述底座液缸和支撑臂数量均为多个。

本发明采用钻台在底座上方，且底座与钻台通过四个支撑臂连接，支撑臂分别与钻台和底座铰接。底座液缸连接在底座和钻台之间，钻台的起升和下降依靠两个底座液缸实现。底座液缸的推杆伸出后，钻台起升，底座液缸的缩回后钻台落回到底座上。

两组井架基座固定在底座上，井架放倒时，井架的一组脚与一个井架基座铰接，井架完全起升立起后，井架另一组悬空脚与另一组井架基座连接固定。井架为三节伸缩式结构，三节井架缩回后与二层台、游吊系统和大绳一起整体搬迁，无需拆散分别装车。井架的起放采用前倒式结构，井架通过井架液缸实现起升和放倒，井架液缸为三级液缸，液缸和推杆分别与底座和井架铰接。

井架生根在底座上，稳定性比生根在钻台面的井架好。搬迁时天车不抽大绳，只需将大绳从绞车抽出后缠绕在死绳绞盘上，死绳绞盘设在井架的后背横梁上，这样，大绳和游吊系统随井架整体运输。

井架起升过程：开始时，将底座移动至井口的位置，井架和钻台处于放倒状态；首先，井架液缸将井架起升至直立状态，井架的悬空脚固定在井架基座上；然后，底座液缸将钻台起升后，四个支撑臂处于直立状态并锁定；接着，收缩于井架内的二级井架和三级井架由液压缸依次顶出，完成全部井架伸展；最后，将大绳从井架后背横梁的死绳绞盘上的卸下，并装入绞车。井架的放倒过程与起升过程顺序相反。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）井架生根在底座上，稳定性比生根在钻台面的井架好；（2）二层台、大绳和游吊系统随井架整体运输和起放，拆卸和装运工作量减少，井架装车数量减少，井架起放和运输效率提高；（3）井架和钻台起放由液缸驱动，起放工序简单，无需使用绞车、大绳和专门的起升大绳，起放过程平稳，安全性高。

附图说明

图1为本发明的模块化石油钻机的井架和钻台放倒时的局部示意图。

图2为本发明的模块化石油钻机的井架后视图。

图3为本发明的模块化石油钻机的钻台起升后的结构示意图。

图4为本发明的模块化石油钻机的井架和钻台放倒时的示意图。

图5为本发明的模块化石油钻机的井架起升后的结构示意图。

图6为本发明的模块化石油钻机的钻台起升后的结构示意图。

图7为本发明的井架完全伸出后的结构示意图。

图中标记：1.井架，2.钻台，3.底座，4.绞车，5.井口，6.底座液缸，7.井架液缸，8.支撑臂，9.井架基座，10.钢丝绳，11.天车，12.二层台，13.二级井架，14.三级井架，15.死绳绞盘。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

实施例1

一种模块化石油钻机，包括井架1、钻台2、底座3、绞车4、支撑臂8、井架基座9、大绳10、天车11和二层台12，其中：所述井架1、钻台2、底座3均为独立的模块化结构；所述底座3与钻台2通过支撑臂8铰链连接，并在底座3与钻台2之间设置底座液缸6，钻台2随底座液缸6的伸缩而升降叠放；所述二层台12与井架1固定连接；绞车4固定在底座3上；在井架1的后背横梁上设置死绳绞盘15，大绳10连接在绞车4上，大绳10一端穿过天车11后直接缠绕在死绳绞盘15上；所述井架1底部通过铰链轴与固定在底座3上的井架基座9铰链连接，在井架1和底座3之间安装井架液缸7，井架1通过井架液缸7伸缩而绕一侧的铰链轴立起和放平。

实施例2

在实施例1的基础进一步包括：所述井架1为三节伸缩式结构，三节井架依次插接配合，相邻两节井架之间通过液压缸配合锁定块进行伸缩和锁定。所述井架液缸7为多级液缸。所述井架液缸7为两个，设置在井架的同侧。所述底座液缸6和支撑臂8数量均为多个。

实施例3

参照说明书附图1至7，本发明的一种模块化石油钻机，主要包括井架1、钻台2、底座3、绞车4、底座液缸6、井架液缸7、支撑臂8、井架基座9、钢丝绳10、天车11和二层台12。

钻台2在底座3上方，且底座3与钻台2通过四个支撑臂8连接，支撑臂3分别与钻台2和底座3铰接。底座液缸6连接在底座3和钻台2之间，钻台2的起升和下降依靠两个底座液缸6实现。底座液缸6的推杆伸出后，钻台2起升，底座液缸6的缩回后钻台2落回到底座3上。

参照附图2，死绳绞盘15设置在井架1的后背横梁上。钻机正常工作时，大绳10一端连接游吊系统，另一端穿过天车11再缠绕在绞车4上，绞车4低位安装；钻机运输时，大绳10穿过天车11后直接缠绕在死绳绞盘15上。

两个井架基座9固定在底座3上，井架1放倒时，井架1的一组脚与一组井架基座9铰接，井架1完全起升立起后，井架1另一组悬空脚与另一组井架基座9连接固定。

参照附图7，井架1为三节伸缩式结构，二级井架13和三级井架14收缩于井架1内，二层台12固定在井架1上，三节井架缩回后与二层台12、游吊系统和大绳10一起整体搬迁，无需拆散分别装车。参照附图1，井架1的起放采用前倒式结构，井架液缸7安装在井架1和底座3之间，井架1通过井架液缸7实现起升和放倒。井架液缸7为三级液缸，井架液缸7共两个并分布在井架1两侧，井架液缸7的液缸和推杆分别与底座3和井架1铰接。

井架1生根在底座3上，稳定性比生根在钻台面的井架好。搬迁时天车11不抽大绳10，只需将大绳10一端从绞车抽出后缠绕在死绳绞盘15上，死绳绞盘15设置在井架1的后背横梁上，这样，二层台12、大绳10和游吊系统随井架1整体运输。

井架起升过程：开始时，参照附图1和图4，将底座3 移动至井口5的位置，井架1和钻台2处于放倒状态；首先，参照附图5，井架1液缸7将井架1起升至直立状态，井架1的悬空脚固定在井架基座9上；然后，参照附图3和图6，底座液缸6将钻台2起升后，四个支撑臂8处于直立状态并锁定；接着，参照附图7，收缩于井架1内的二级井架13和三级井架14由液缸依次顶出，完成全部井架伸展；最后，将大绳10从死绳绞盘15上卸下，再装入绞车4。井架的放倒过程与起升过程顺序相反。