井架底座天车简介-全部

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2、天车、井架、底座的设计特点,DBS 技术,电控防喷器系统、井控监测系统 泥浆自动灌注系统、随钻回压控制,气动盘刹控制 液压盘刹控制 组合液压站 液压绞车 液压泥浆泵 自动卡瓦 自动铁钻工 自动管排系统 一体化顶驱,司钻控制系统 钻井参数系统 综合录井系统 远程监控系统 在线监测系统 远程故障诊断 钻井专家系统,井下特殊工具、定向井钻井工具 随钻测量系统,绞车能耗制动、数控变频自动送钻 升沉补偿控制、转盘控制、软扭矩,钻井工 艺技术,电气液 集成控 制技术,交流变频 控制技术,信息化 自动化 智能化,HSE技术,DBS技术,钻机主要组成部件,井架、底座、天车的作用,在钻井过程中进行 起下钻具操作

3、，下 套管。 安放专用工具， 存放钻柱、钻柱。 为钻工操作提供空 间。,钻井工艺对井架、底座的基本要求,足够的承载能力。 足够的工作高度和空间，足够的钻台面积。 应保证拆装方便、安全，移运方便。,1 天车,天车，是安装在井架顶部的定滑轮或滑轮组件，是钻机提升系统的固定部分。通过绞车和提升系统组合来完成起下钻杆和下套管以及部分钻机井架底座的起升等作业。,滑轮组,快绳轮,1.1 天车的分类,按穿绳方式分，天车可分为顺穿天车和花穿天车，两种穿绳方式有其各自的优缺点。,1.1.1 顺穿天车,顺穿天车穿绳示意图,顺穿天车偏角示意图,顺穿天车穿绳方式为钢绳经死绳固定器向上从后侧绕上对应侧天车滑轮，然后由天

4、车绕至水平对应游车滑轮，再绕至天车死绳侧的第二个滑轮，从前往后绕至游车最后侧的滑轮，然后经快绳滑轮到滚筒。（见右上图） 顺穿的主滑轮组基本与游车滑轮组平行，为了使游车侧面正对二层台，天车的滑轮组略转了一个小角度arctg（游车滑轮中径d/滑轮间距L ），这个角度基本小于8。（见右下图）,1.1.2 花穿天车,花穿天车绕绳方式为：从死绳固定器出来的钢绳经天车右前侧滑轮绕至游车后场方向第一个滑轮的右侧，经游车从后场方向绕上天车左侧滑轮，再绕至游车前场方向第一个滑轮的左侧，经游车从前场绕上天车右侧第二个滑轮，照此绕绳，最后从游车绕上快绳轮或快绳导绳轮，然后到滚筒。（见右图）,1.1.3 花穿与顺穿的

5、比较,花穿 优点：钢绳分四角提升游车，形成吊篮式提升，因而游车运行平稳，游车的侧向力小。 缺点：绕绳方式复杂，钢绳的偏角比顺穿的偏角大，运行时钢绳与滑轮摩擦较为严重，钢丝绳寿命较短，滑轮偏磨严重，游车运行至高位时，这种缺陷尤其突出。 花穿的吊篮提升方式无法安装现在常用的后置导轨顶驱。,1.1.3 花穿与顺穿的比较,顺穿 优点：绕绳方式简单，对顶驱的安装基本无限制。 缺点：游车易晃动，高速启动和急刹车时游车的倾斜趋势比较明显，游车的倾斜引起其侧向力大。,1.2 天车主要结构,天车架：是一个焊接结构，上部装有轴承座，下部与井架用螺栓连接，辅助滑轮装在下部。 滑轮组总成：在一根滑轮轴上装有N个滑轮，

6、组成滑轮组。 快绳滑轮总成 辅助滑轮组：与布置在钻台面的气动绞车等配合使用，吊装井口工具等。 滑轮起重架：用于滑轮的维修。 护栏 防碰缓冲木：防止游车直接撞击在天车架上。,防碰缓冲木,1.3 天车主要技术参数,最大额定静钩载：钻机在规定的最多绳数下起下套管、处理事故或进行其他特殊作业时，大钩不允许超过的载荷。 钢绳直径：即钻井绳的直径。 滑轮外径：滑轮组滑轮和快绳滑轮的最大直径。 滑轮数：滑轮组滑轮数量+快绳滑轮数量，一般以N+1表示。,1.4 天车设计主要注意事项,设计应符合API SPEC 4F及API SPEC 8C。 在满足强度和刚度的条件下，尽量减轻天车重量和高度。 注意滑轮组总成的

7、布置应使游车中心位于井眼中心。,天车动画,2 井架,作用：用于安放天车、游车、大钩等起升设备与工具，承受起下钻、下套管及其它作业所产生的荷载，提供起下钻及存放管柱操作的高度与空间，是一种塔桅式钢结构物。,2.1 井架的分类,塔型井架 A型井架 桅型井架 K型井架（即前开口井架）,按井架的结构特点，可分为以下4类：,2.1.1 塔型井架,塔型井架是一种四棱截锥体的空间结构，横截面一般为正方形。这种井架一般为单杆组装结构，安装拆卸耗时，且为高空作业。但其具有很宽的底部基础支持，且井架本体为封闭的整体结构，因此其整体稳定性好，承载能力大。 塔型井架为海洋钻机井架的最主要的一种结构形式。,2.1.2

8、A型井架,它是由两个格构式或管柱式大腿，靠天车台与井架上部的附加杆件和二层台连接成“A”字形的空间结构。大腿截面有矩形或三角形等，该型井架承载能力和整体稳定性都比较好，各段间采用销子连接，井架低位安装，利用人字架或撑杆依靠绞车动力整体起放。井架前后敞开，司钻视野好，被称为“全视野井架”。,2.1.3 桅型井架,主要用作车装钻机和修井机井架，它是由一段或几段格构式或管柱式大腿组成的空间结构。工作时向井口方向倾斜38，需要用绷绳来保持结构的稳定性。 桅型井架可分为伸缩式和不伸缩式，车装钻机和修井机井架多为伸缩式。,2.1.4 K型井架,即前开口井架，前扇敞开，截面为形空间桁架结构，两侧分片或块焊成

9、若干段，背部是桁架杆系。各段及各构件间用销子或螺栓连接，可低位安装，利用绞车动力或液缸推力整体起升，具有整体刚性好的优点。这种井架还可以做成伸缩式井架。,2.2 井架主要结构（以无绷绳K型井架为例）,井架主体：一般分为45段，段间由销轴联接成一体。上段为四边形封闭结构，其余各段为前开口形结构，背后的刚架及斜撑杆均可拆卸。 二层台：由台体、操作台、指梁及内外栏杆等组成。 笼梯：安装在井架两侧，供操作人员上、下天车和二层台。 起升装置：含起升人字架、缓冲液缸、起升大绳以及各起升滑轮等。 井架辅件：含立管操作台、套管扶正台、大钳平衡重等。,2.3 井架主要技术参数（以无绷绳K型井架为例）,最大额定静

10、钩载：指死绳固定在指定位置、用规定的钻井绳数、没有风载的条件下大钩的最大起重量。最大钩载包括游车和大钩的自重。 井架有效高度: 从钻台顶面至天车支承梁底面的最小垂直距离。 顶部跨距：井架大腿顶端与天车梁底面连接处的跨距（正面侧面）。 底部跨距：井架大腿下端两销孔中心的距离。 二层台高度: 钻台面到二层台面的垂直高度。为满足不同长度立根需要，一般设定三个高度。 二层台容量: 指二层台(安放在最小高度上)所能存放钻杆的数量。 抗风能力：分为预期工况（无钻柱，无钩载，有转盘），非预期（满钻柱，无钩载，有转盘），工作工况，起放工况等。,作用：用来安装钻井设备(钻机绞车、转盘、传动机组、柴油机等)、摆放

11、钻杆钻铤、安装井架，并提供井口装置的安装空间和钻井作业的操作平台。它承受钻井工作载荷、井架起升载荷与设备自重载荷，并把这些载荷传递分配给基础与地基。,3 底座,3.1 底座的分类,箱叠式底座 箱块式底座（亦称块装式底座） 旋升式底座 弹弓式底座（亦称双升式底座） 伸缩式底座 其中后3种均为自升式底座,按底座的结构型式及起升方式，可分为以下5类：,3.1.1 箱叠式底座,主要特征：以箱形框架作为基本构件，用一些杆件连接而成。钻台高度为410米或更高，由24层箱形框架重叠而成。井架安装在高位或低位均可，分为前台和后台。 特点：设计和制造工艺简单，稳定性好。但结构总重量大，运输车次较多，拆迁安装工作

12、量较大，高空作业需要大型起重设备。,3.1.2 箱块式底座,主要特征：根据底座各部分的不同功用，分别设计成不同的箱形框架，组合梁及板块，用销轴连接组装成整体。绞车处于低位，安装在后台底座上。 特点：由干整体分块，所以设计、制造简单，总重量较小，运输车次较少，拆迁安装较方便。箱块之间连接刚性好，稳定性高。但为了保证井架的有效高度，增加了井架的名义高度。,3.1.3 旋升式底座,主要特征：钻台和基座通过片架和斜撑相连。各片架的销孔中心距相等，与钻台、基座组成前后两个平行四边形，绞车安装分为台上和台下两种。 特点：钻台及台面设备均在低位安装，利用绞车动力带动片架旋转，使钻台起升到工作位置。然后安装斜

13、撑，形成稳定的三角形结构。由于井架直接受基座支撑，因此这种结构的钻机整体稳定性较好。,3.1.4 弹弓式底座,主要特征：适用于电动钻机，钻台和基座通过前后立柱、斜立柱以及立支架相连。各立柱的销孔中心距相等，与钻台、基座共同组成平行四边形机构，绞车及井架安装在钻台上。钻台起升有直接利用主绞车动力和利用液压绞车动力两种方式。 特点：钻台及台面设备均在低位安装，起升井架后，再将钻台（连同井架）用绞车动力起升到工作位置，并与立支架连接。由于井架位于钻台面，因此这种结构的钻机整体稳定性稍差。特别是在钻台高度达到10.5米时，台面晃动比较严重。,3.1.5 伸缩式底座,主要特征：由底层、中层伸缩柱及钻台三

14、大部分和若干斜撑杆组成。安装和运输时，钻台缩到最低位置，利用四个液缸即可将钻台升到工作位置。 特点：重量轻，安装方便，移运性好。 存在问题：可靠性差，对操作者要求高。,3.2 底座主要结构（以弹弓式底座为例）,底层：主要由左、右各基座以及连接左、右各基座的拉架组成。 中层：主要由前后立柱、斜立柱、起升装置以及下放装置组成。,顶层：主要包括左右上座、立根盒梁、转盘梁、绞车梁、电机梁以及防喷器导轨装置等。 台面：主要由各铺板、走道、飘台及钻台周边的栏杆组成。 外围辅助构件：含坡道、逃生滑道以及各通往钻台面的梯子等。,3.3 底座主要技术参数,钻台高度：从地面到钻台上平面的距离。 净空高度：从地面到

15、转盘支承梁下平面的距离，是安装井口装置的最大高度。 最大额定静载荷：与井架的最大额定静钩载相同。 最大额定转盘梁静载荷: 最大套管柱重量作用在转盘梁上的负荷。 立根盒容量：是指立根盒内存放钻杆或油管的数量，一般应与二层台的容量相匹配。 立根盒最大静载荷:底座立根盒区域所能支承的管材的最大重量，一般为最大钻柱重量。,4.公司常用井架、底座组合方式,4.1箱叠式底座+K型井架,起升特点：井架高位人字架起升，底座每层拼装。 优点: 1.安装简单。 2.整机稳定性好。 存在问题: 重量大 底座需要高位安装。,4.2块装式底座+K型井架,起升特点：井架用翻转人字架起升，底座拼装。 优点: 1.重量轻。

16、2.整机稳定性好。 存在问题: 底座需要高位安装。,4.3弹弓式底座+K型井架,起升特点：两次穿绳 ， 两次起升,优点: 1.起升力量小。 2.台面视野良好。 存在问题: 1.起升完井架后需倒绳头，再起升底座。 2.整体稳定性差。,4.4旋升式底座+K型井架,起升特点：一次穿绳 ， 两次起升。,优点: 1.底座重量轻。 2.井架稳定性好。 存在问题: 1.井架重量大。 2.台面视野狭小。,井架起升,起 升 底 座,起升动画,旋升式井架、底座 优点： 1.起升井架、底座一次穿绳。 2.底座上台面设备（包括偏房）低位安装。 3.井架稳定性好。,起升绳只有一根作用在井架上，井架起升力较大。,底座上座为前开口结构，开口距离过大，起升时扭矩大，底座稳定性较差。,存在问题：,钻台面上有司钻房、人字架及井架，台面拥挤。,4.5一次旋升井架、底座（扒杆式）,起升特点：一次起升井架底座,井架底座利用扒杆同时起升到位,扒杆式（一次旋升式）动画,扒杆式 优点: 1.井架底座一次旋升。 2.整机稳定性好。 存在问题: 1.井架段及底座下层结构较为笨