石油钻机用K形井架下段支脚卧式组焊方法与流程

本发明属于石油钻井装备制造技术领域，具体涉及一种石油钻机用K形井架下段支脚卧式组焊方法。

背景技术：

井架是石油钻机中的关键部件，是钻机工作过程中的主要承载件，起着至关重要的作用。K形井架一般由4到5段焊接的桁架结构件组成，各段之间通过销轴连接，下段是井架的关键基础件，是其他各段的组装基础，也是井架起升、下放时的铰接旋转支撑点，下段为不规则大型结构件，为实现支脚孔的制造质量，需要在大型加工机床上整体加工，装夹和加工难度大，依赖大型加工设备，生产成本高，一直是该件制作的技术难题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种石油钻机用K形井架下段支脚卧式组焊方法，以解决现有技术中存在的石油井架下段需要整体加工，装夹和加工时难度大的问题。

本发明所采用的技术方案，一种石油钻机用K形井架下段支脚卧式组焊方法，具体包括以下步骤：

步骤1：采用现有常规制造方式将井架下段的架体和支脚按两个单独工艺单元分别完成加工；

步骤2：对步骤1完成加工的两个工艺单元采用水平放置的方式，通过专用组焊工装进行卧式组焊，架体平置于平台支撑上，通过辅助量具和调整垫调整架体水平围线与支脚水平围线共面；

步骤3：调整架体中的立柱中心线C，使之与支脚中心线D共线，完成以上步骤后对架体及支脚进行固定焊接，焊接牢固后抽出定位轴，拆除工件，即成。

本发明特点还在于，

步骤2的组焊工装结构，包括组装平台上的固定座，固定座上活连接过渡套和定位轴。

步骤2的组焊工装结构中的定位轴中的定位孔中心线A与地面B的垂直度在高精度的设备上加工完成。

固定座为横向耳座结构。

过渡套为带有轴肩的空心销轴结构，过渡套有多个规格，所有过渡套轴肩和外轴颈相同，轴颈外径基本尺寸与组焊固定座上的连接孔基本尺寸相同，内孔径与定位轴外径基本尺寸相同，且与不同类型的支座孔径相同。

过渡套根据的支脚孔径的改变仅更换相应的过渡套和定位轴，固定座保持不变。

辅助量具选用经纬仪、水平仪工具。

平台支撑为整体结构或多节分体结构。

本发明的有益效果是：本发明提供一种石油井架下段支脚卧式组焊方法，主要是关于石油井架下段类不规则结构件的组焊方法及专用组焊工装的设计，根据零件结构特点，通过加工方法的改变，将整体结构变为分体结构进行加工，结合专用组焊工装来组焊生产，既能保证制造精度同时还能降低加工难度，本发明的方法具有操作简单、安全可靠、工作效率高、生产制造成本低，不用依赖大型加工设备就能满足产品质量要求的特点。

附图说明

图1是本发明石油钻机用K形井架下段支脚卧式结构示意图；

图2是本发明石油钻机用K形井架下段支脚卧式结构的主视图；

图3是本发明石油钻机用K形井架下段支脚卧式结构的俯视图；

图4是本发明石油钻机用K形井架下段支脚卧式结构中专用组焊工装。

图中，1.架体，2.支脚，3.过渡套，4.定位轴，5.固定座，6.组装平台，7.平台支撑，8.调整垫。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明：

本发明的石油钻机用K形井架下段支脚卧式结构，如图1和图2所示，根据加工方法需要将整体结构的井架下段分为架体1的制作和支脚2的制作两个单独工艺，架体1按通用常规生产方式制作，支脚2在通用小型设备上加工制作，组装平台6为现场组装各部件时的基准平台。

本发明的组焊方法需依赖专用组焊工装结构，如图4所示，包括设置在组装平台6上的固定座5，固定座5是安装基础，固定座5上活连接过渡套3和定位轴4，通过过渡套3和定位轴4将支脚2定位连接在固定座5上，不同规格的过渡套3和定位轴4可以用于对应产品的安装。固定座5用于保证产品质量，定位轴4中的定位孔中心线A与地面B的垂直度在高精度的设备上加工完成。

固定座5为横向耳座结构；过渡套3为带有轴肩的空心销轴结构，有多个规格，所有过渡套3轴肩和外轴颈相同，轴颈外径基本尺寸与组焊固定座5上的连接孔基本尺寸相同，内孔径与定位轴4外径基本尺寸，且与不同类型支脚2孔径相同，将井架下段支脚2与架体1的相互尺寸和精度转换为通过专用组焊工装的精度实现定位精度。

本发明采用过渡套3的结构，根据的支脚2孔径的改变，更换相应的过渡套3和定位轴4，固定座5不变，能满足不同孔径的工件，扩大了适用范围。

如图2和图3所示，本发明的石油钻机用K形井架下段支脚卧式组焊方法，按照以下步骤实施：

步骤1：采用现有常规制造方式将井架下段的架体1和支脚2两个独立工艺单元分别完成加工；

步骤2：对步骤1完成加工的两个工艺单元采用水平放置的方式通过专用组焊工装进行卧式组焊，架体1平置于平台支撑7上，通过辅助量具和调整垫8调整架体1水平围线与支脚2水平围线共面；

步骤3：调整架体1中的立柱中心线C，使之与支脚2中心线D共线，完成以上步骤后对架体1及支脚2进行固定组焊，焊接牢固后抽出定位轴4，拆除工件，即可完成带连接座类横梁构件的加工。

辅助量具可利用经纬仪、水平仪等工具。

平台支撑7为整体结构或多节分体结构。

本发明通过工艺步骤的创新，配合专用组焊工装，实现了井架下段不规则结构件制造要求，解决了现有技术中存在的需要整体加工并依赖大型加工设备的困境。该方法生产成本低，完全满足产品质量要求，适用于类似构件的制造。