一种钻井泵用起升装置的制作方法

1.本发明属于石油天然气勘探开发设备技术领域，涉及一种钻井泵用起升装置。


背景技术：

2.当钻井泵在钻井作业现场出现重大故障时，需要将钻井泵装载到运输车上运送到专业的维修厂检修。目前普遍采用吊车起吊的方式将钻井泵装载到运输车上，这种方式简单、快捷，但也存在一些问题。一是钻井泵重量大，需要大吨位的起重机才能完成起吊作业。二是钻井作业现场多位于距离城市较远的偏僻地区，吊车从城市赶到作业现场的路程较远，花费的时间较长。三是吊车赶到作业现场只完成将钻井泵装载到运输车上这一项吊装任务，完成吊装任务后返回城市，当钻井泵检修完毕从维修厂运输到作业现场后，又需要吊车从城市赶到作业现场执行将钻井泵从运输车上卸载的任务。以上几点均会导致吊装成本急剧增长，从而增加钻井泵的维护费用。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种钻井泵用起升装置，解决了现有技术中存在的无吊车情况下无法将钻井泵装载到运输车上或从运输车上卸载的问题。
4.本发明所采用的技术方案是一种钻井泵用起升装置，包括底座总成，底座总成上部设置有钻井泵和油路总成，底座总成通过游动梁端部的吊装孔与起升架总成连接，游动梁下方设置有支撑架总成。
5.底座总成包括主梁，主梁中部设置有与其相互垂直横梁，所述封板设置在主梁两端，固定梁设置在横梁的两侧，主梁、横梁、封板、固定梁之间固定联接成整体框架结构，所述游动梁安装在固定梁内部可以在固定梁内部作轴向移动，游动梁两侧壁上等间距设置有定位孔，游动梁端部设置有吊装孔，用于安装起升架总成，游动梁端部下侧壁设置有与支撑架上半圆形凸台相匹配的定位孔。
6.钻井泵下部设置有吸油座和进油座，钻井泵后侧的高于吸油座的位置设置有回油座，吸油座通过油管与油泵的吸油口相连，用于将钻井泵内部的润滑油输出到油泵。进油座通过油管、转换开关与油泵的出油口相连，回油座通过油管与换向阀的回油口相连。
7.油路总成包括油泵，油泵出油口通过油管连接有转换开关的进油口，转换开关的一个出油口通过油管与进油座连通，另一个出油口通过油管与换向阀的进油口连通，当转换开关的手柄处于竖直位置时其出油口与进油座连通，当转换开关的手柄处于水平位置时其出油口与换向阀的进油口连通。
8.换向阀的出油口通过油管、油管与主阀座连接；主阀座侧面设置有上、下两个油口，正面设置有上、下两排油口，上排四个油口与侧面的上油口连通，下排的四个油口与侧面的下油口连通。实现将一路油流分成多路、将多路油流汇聚成一路的功能；主阀座侧面上、下两个油口分别通过油管、油管与换向阀相连，主阀座正面上排四个油口分别通过油管与接头座上油口连通，主阀座正面下排四个油口分别通过油管与接头座下油口连通。
9.横梁，横梁的两侧均设置有油缸，两个油缸通过油管和油管相互连接，所述起升架总成通过销轴和别针与游动梁相连接；起升架总成将油路总成输出的高压油输送到油缸内部，通过油缸为钻井泵的起升提供动力。
10.横梁包括矩形管，矩形管两端设置有连接板，用于连接油缸。矩形管中段下部对称设置有吊装板，用于连接游动梁，矩形管中段上部设置有分油座，分油座正面设置有上、下两个油口，两侧面均设置有上、下油口，分油座正面的上油口与其两侧面的上油口连通，分油座正面的下油口与其两侧面的下油口连通。
11.油缸包括活塞杆活塞杆安装在缸筒内部，可以在缸筒内部做轴向移动，活塞杆上端设置有活塞，其外径与缸筒内径相匹配，活塞杆下端为圆盘形支座，用于支撑油缸，缸筒外侧设置有连接板，用于联接横梁。接头座上油口通过油管与油缸的上腔连通，接头座下油口通过油管与油缸的下腔连通，所述分油座两侧的上油口与接头座侧面的上油口通过油管连通，分油座两侧的下油口与接头座侧面的下油口通过油管连通。
12.支撑架总成包括支撑架，支撑架包括方钢管、方钢管焊接而成的整体框架结构，支撑架的上层设置有方钢管和垫板，垫板与游动梁的下侧接触，垫板上设置的半圆形凸台与游动梁下侧的定位孔相匹配，支撑架上层四个角设置有连接座，用于安装销轴和别针；支撑架的中部两侧设置有支撑台。
13.支撑台包括方钢管，方钢管与支撑架中的方钢管内孔相匹配，方钢管上设置有贯通的定位孔。围板围成的方形凹槽与活塞杆下端圆盘形支座相匹配，用于实现活塞杆相对支撑台的周向定位，支撑台安装在支撑架上层的两侧，支撑台与支撑架之间通过销轴和别针定位。相邻支撑架之间可以在竖直方向堆叠，通过销轴和别针连接成整体。
14.本发明的有益效果是，通过将起升架总成连接到底座总成的游动梁上，利用油缸实现了钻井泵的起升。支撑架总成由支撑架堆叠而成，为钻井泵的起升提供支撑，通过增加或减少支撑架可以调节钻井泵的起升高度。当钻井泵起升高度超过运输车底板高度时，将运输车倒入钻井泵下方，然后通过减少支撑架降低钻井泵的起升高度直至钻井泵落在运输车底板上，实现将钻井泵装载到运输车上的功能。当需要将钻井泵从运输车上卸载时，利用本装置使钻井泵起升高度高于运输车底板，此时将运输车开出，然后逐渐减少支撑架使钻井泵降低到地面，实现将钻井泵从运输车上卸载的功能。钻井泵起升的整个过程无需吊车参与，减少了起吊成本。
附图说明
15.图1是本发明钻井泵用起升装置的结构图。
16.图2是本发明钻井泵用起升装置底座总成的结构图。
17.图3是本发明钻井泵用起升装置钻井泵的结构图。
18.图4是本发明钻井泵用起升装置油路总成的结构图。
19.图5是本发明钻井泵用起升装置主阀座的结构图。
20.图6是本发明钻井泵用起升装置起升架总成的结构图。
21.图7是本发明钻井泵用起升装置横梁的结构图。
22.图8是本发明钻井泵用起升装置油缸的结构图。
23.图9是本发明钻井泵用起升装置支撑架总成的结构图。
24.图10是本发明钻井泵用起升装置支撑架的结构图。
25.图11是本发明钻井泵用起升装置支撑台的结构图。
26.图12～图18是本发明钻井泵用起升装置的工作原理图。
27.图中：1.底座总成，2.钻井泵，3.油路总成，4.起升架总成，5.支撑架总成，6.油管，7.油管，8.主梁，9.横梁，10.封板，11.固定梁，12.游动梁，13.定位器，14.吸油座，15.进油座，16.回油座，17.油管，18.过滤器，19.油泵，20.油管，21.转换开关，22.油管，23.油管，24.换向阀，25.油管，26.主阀座，27.油管，28.油管，29.油管，30.油管，31.接头座，32.油管，33.油管，34.油管，35.油管，36.油管，37.油管，38.横梁，39.油缸，40.螺栓，41.螺母，42.垫圈，43.销轴，44.别针，45.油管，46.油管，47.矩形管，48.连接板，49.吊装板，50.分油座，51.连接板，52.缸筒，53.活塞杆，54.接头座，55.油管，56.油管，57.支撑架，58.支撑台，59.销轴，60.别针，61.销轴，62.方钢管，63.方钢管，64.连接座，65.方钢管，66.垫板，67.连接座，68.方钢管，69.方钢管，70.围板，71.围板，72.丝堵
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
29.一种钻井泵用起升装置，其结构如图1～图11所示。起升装置主要由底座总成1、钻井泵2、油路总成3、起升架总成4、支撑架总成5、油管6、油管7组成。起升装置的工作原理如图12～图18所示。
30.底座总成的结构如图2所示，由主梁8、横梁9、封板10、固定梁11、游动梁12、定位器13组成，底座总成上部用于安装钻井泵2、油路总成3，底座总成通过游动梁端部的吊装孔与起升架总成4连接。各主梁、横梁、封板、固定梁之间固定联接成整体框架结构，游动梁安装在固定梁内部，可以在固定梁内部作轴向移动从而调节钻井泵的起升宽度。游动梁两侧壁上等间距设置有定位孔，定位孔与定位器上的定位销相匹配，实现了游动梁与固定梁之间的轴向定位。游动梁端部设置有吊装孔，用于安装起升架总成。游动梁端部下侧壁设置有与支撑架57上半圆形凸台相匹配的定位孔，用于实现游动梁与支撑架之间的周向定位。定位器安装在固定梁端部，其内部设置有弹簧，用于实现定位销的自动复位。
31.钻井泵的结构如图3所示，其安装在底座总成上。钻井泵一侧的下部设置有吸油座14、进油座15，钻井泵后侧的上部设置有回油座16。吸油座通过油管与油泵19的吸油口相连，用于将钻井泵内部的润滑油输出到油泵。进油座通过油管、转换开关21与油泵的出油口相连，用于将油泵输出的高压油输送到钻井泵内部对零部件进行润滑。回油座通过油管与换向阀24的回油口相连，是油路总成3中低压油流回钻井泵内部的通道。
32.油路总成的结构如图4所示，由油泵19、过滤器18、转换开关21、换向阀24、主阀座26、接头座31及各油管总成，其安装在底座总成上。油路总成用于从钻井泵内部吸油并经油泵加压形成高压油，通过切换转换开关21将高压油输送到钻井泵内部或者输送到接头座31中。
33.转换开关的进油口通过油管20与油泵的出油口连通，转换开关的一个出油口通过油管22与进油座15连通，另一个出油口通过油管23与换向阀的进油口连通，当转换开关的手柄处于竖直位置时其出油口与进油座连通，当转换开关的手柄处于水平位置时其出油口与换向阀的进油口连通。
34.换向阀上有四个接口，左边两个接口分别与油管23、油管37相连，右边两个接口分别与油管25、油管36相连。换向阀手柄有三个工作位置，当手柄处于中间位置时，换向阀左边两个接口连通，经油管23进入换向阀的高压油通过油管37、回油座16流回钻井泵内部，此时换向阀右边的两个接口封闭。当换向阀手柄处于上位时，换向阀使油管23与油管36、油管25与油管37连通，当换向阀手柄处于下位时，换向阀使油管23与油管25、油管36与油管37连通。
35.主阀座的结构如图5所示，其侧面设置有上、下两个油口，正面设置有上、下两排油口，上排四个油口与侧面的上油口连通，下排的四个油口与侧面的下油口连通。
36.如图4所示，接头座31设置有上、下两个贯通的油孔。主阀座侧面上、下两个油口分别通过油管36、油管25与换向阀相连，主阀座正面上排四个油口分别通过油管32、油管33、油管34、油管35与接头座上油口连通，主阀座正面下排四个油口分别通过油管27、油管28、油管29、油管30与接头座下油口连通。主阀座的作用是将换向阀输送的高压油分配到接头座上，同时将接头座上的低压油汇集输送到换向阀。
37.起升架总成的结构如图6所示，主要由横梁38、油缸39、销轴43、别针44、油管45、油管46组成，其与游动梁12相连接。起升架总成将油路总成输出的高压油输送到油缸内部，通过油缸为钻井泵的起升提供动力。
38.横梁的结构如图7所示，由矩形管47、连接板48、吊装板49、分油座50组成。连接板设置在矩形管两端，用于连接油缸。吊装板对称设置在矩形管中段下部，用于连接游动梁。矩形管中段上部设置有分油座，分油座正面设置有上、下两个油口，两侧面均设置有上、下油口，分油座正面的上油口与其两侧面的上油口连通，分油座正面的下油口与其两侧面的下油口连通。
39.油缸的结构如图8所示，由连接板51、缸筒52、活塞杆53、接头座54、油管55、油管56组成。活塞杆安装在缸筒内部，可以在缸筒内部做轴向移动。活塞杆上端设置有活塞，其外径与缸筒内径相匹配，活塞杆下端为圆盘形支座，用于支撑油缸。缸筒外侧设置有连接板，用于联接横梁38。接头座侧面及上、下两端设置有油口，侧面上油口与其上端油口连通，侧面下油口与其下端油口连通，接头座上油口通过油管55与油缸的上腔连通，接头座下油口通过油管56与油缸的下腔连通。
40.如图6所示，油缸通过螺栓40、螺母41、垫圈42连接在横梁38两端，分油座50两侧的上油口与接头座54侧面的上油口通过油管45连通，分油座两侧的下油口与接头座侧面的下油口通过油管46连通，销轴安装在吊装板的销孔内，安装在销轴端部的别针用于实现销轴的轴向定位，防止销轴从吊装板上滑脱。
41.支撑架总成的结构如图9所示，主要由支撑架57、支撑台58、销轴59、别针60、销轴61组成，在起升装置工作过程中其置于游动梁下方，为游动梁和起升架总成提供支撑。
42.支撑架的结构如图10所示，其主体为由方钢管62、方钢管63焊接而成的整体框架结构，支撑架的上层设置有方钢管65和垫板66，垫板与游动梁的下侧接触，起到支撑游动梁的作用，垫板上设置的半圆形凸台与游动梁下侧的定位孔相匹配，实现游动梁于支撑架之间的周向定位。支撑架上层四个角设置有连接座64，用于安装销轴59、别针60。支撑架上层对角方向设置有连接座67，用于安装销轴61、别针60。
43.支撑台的结构如图11所示，由方钢管68、方钢管69、围板70、围板71焊接成整体结
构。方钢管68与支撑架中的方钢管62内孔相匹配，方钢管68上设置有贯通的定位孔。围板70、围板71围成的方形凹槽与活塞杆53下端圆盘形支座相匹配，用于实现活塞杆相对支撑台的周向定位，防止其从支撑台上滑脱。
44.如图9所示，支撑台安装在支撑架上层的两侧，支撑台与支撑架之间通过销轴59、别针60定位。支撑架与支撑架之间可以在竖直方向堆叠，支撑架与支撑架通过销轴61、别针60连接成整体。
45.本发明的工作原理为：
46.本发明一种钻井泵用起升装置，其在各起升点处的结构和工作原理均相同，现以一个起升点为例说明起升装置的工作原理。
47.如图12所示，当钻井泵需要起升时，将设置在固定梁11两侧的定位器13的拉手向外拉，此时定位销从游动梁12的定位孔中退出，游动梁相对固定梁的轴向定位解除。将游动梁向外拉出至适当位置，松开定位器拉手，定位销在弹簧作用下自动复位，再次实现游动梁与固定梁的轴向定位。通过销轴43、别针44将起升架总成4安装在游动梁上，用油管6将接头座31、分油座50的上油口连通，用油管7将接头座31、分油座50的下油口连通。切换转换开关21使其手柄处于水平位置，保证高压油输送到接头座31。
48.如图13所示，启动油泵19，将换向阀24的手柄置于上位。润滑油经吸油座14、过滤器18进入油泵，在油泵内加压形成高压油后经转换开关21、油管23进入换向阀，由于换向阀手柄处于上位，高压油从换向阀右侧上油口流出，经油管36、主阀座26上排油口、接头座31上油口、油管6、分油座50上油口、油管45、接头座54上油口、油管55进入油缸上腔，油缸上腔的高压油推动活塞杆53向下移动直至活塞杆下端支座与地面接触，此时高压油继续进入油缸上腔，缸筒52带动横梁38、游动梁12一起向上运动直到油缸达到最大行程。油缸达到最大行程后将换向阀手柄置于中间位置，换向阀与油缸之间的油路处于封闭状态，油缸保持在最大行程，此时通过油管23进入换向阀的高压油经油管37流回钻井泵内部。最后将支撑架57放置于游动梁下方，使支撑架上部的半圆形凸台与游动梁下侧的定位孔对齐。
49.如图14所示，将换向阀24的手柄置于下位，通过油管23进入换向阀24的高压油从换向阀右侧下油口流出，经油管25、主阀座26下排油口、接头座31下油口、油管7、分油座50下油口、油管46、接头座54下油口、油管56进入油缸下腔，油缸下腔的高压油推动活塞杆53向上移动，油缸行程逐渐减小，缸筒52带动横梁38、游动梁12一起下落直到游动梁下侧与支撑架57上部的垫板接触，此时游动梁完全由支撑架支撑，垫板上的半圆形凸台与游动梁下侧的定位孔相匹配，实现游动梁与支撑架之间的周向定位，防止游动梁从支撑架上滑脱，此时高压油继续进入油缸下腔，活塞杆继续向上移动直至油缸行程减小为零。油缸行程减小为零后将换向阀手柄置于中间位置，换向阀与油缸之间的油路处于封闭状态，油缸保持在零行程位置。在活塞杆向上移动过程中，油缸上腔的润滑油被活塞杆上端的活塞挤压，经油管55、接头座54上油口、油管45、分油座50上油口、油管6、接头座31上油口、主阀座26上排油口、油管36、换向阀24右侧上油口、换向阀24左侧上油口、油管37流回钻井泵。最后将支撑台58安装在支撑架两侧，通过销轴59、别针60实现支撑台与支撑架之间的定位，防止支撑台从支撑架中滑脱。
50.如图15所示，将换向阀24的手柄置于上位，高压油从换向阀右侧上油口流出，最终进入油缸上腔，油缸上腔的高压油推动活塞杆53向下移动直至活塞杆下端的支座与支撑台
58相接触，支撑台作为基础为油缸提供支撑平台，高压油继续进入油缸上腔，缸筒52带动横梁38、游动梁12一起向上运动直到油缸达到最大行程。油缸达到最大行程后将换向阀手柄置于中间位置，换向阀与油缸之间的油路处于封闭状态，油缸保持在最大行程位置。在活塞杆向下移动过程中，油缸下腔的润滑油被活塞挤压，经油管56、接头座54下油口、油管46、分油座50下油口、油管7、接头座31下油口、主阀座26下排油口、油管25、换向阀24右侧下油口、换向阀24左侧上油口、油管37流回钻井泵。将新的支撑架57堆叠到下部支撑架57上，通过销轴61、别针60将上部支撑架与下部支撑架连接成整体。
51.如图16所示，将换向阀24的手柄置于下位，装置的工作原理与图14所示的工作原理相同，活塞杆53行程逐渐减小至零，游动梁12完全由支撑架57支撑，油缸行程减小为零后将换向阀手柄置于中间位置，油缸保持在零行程位置。将支撑台58拆下，重新安装在上部支撑架的两侧。
52.如图17所示，再次将换向阀24的手柄置于上位，活塞杆53向下移动，油缸以支撑台58作为支撑，带动横梁38、游动梁12一起向上运动直到油缸达到最大行程。油缸达到最大行程后将换向阀手柄置于中间位置，油缸保持在最大行程位置。此时钻井泵底座总成1的下平面距离地面的高度已经超过运输车的底板高度，将运输车倒入钻井泵下部的适当位置。
53.如图18所示，将换向阀24的手柄置于下位，油缸行程逐渐减小直至底座总成1的下平面与运输车底板接触钻井泵平稳落在运输车底板上。此时拆掉油管6、油管7、起升架总成4、支撑架总成5，操作定位器13使游动梁12收回到固定梁11内部，最后用定位器完成游动梁与固定梁之间的定位，用丝堵72将接头座31的油口堵住，切换转换开关21使其手柄处于竖直位置。至此完成了将钻井泵装载到运输车上的任务。
54.将钻井泵从运输车上卸载的过程与将钻井泵装载到运输车上的过程相反，只需连接好起升架总成、支撑架总成，使钻井泵起升高度超过运输车底板高度，这时将运输车驶出，然后通过减少支撑架的方法减小钻井泵离地高度直至为零。