专利名称：一种能快速拆装的钻机及其移运方法
技术领域：
本发明涉及油田快移钻机技术。
背景技术：
现在油田使用的快移式钻机主要有两种，一种是车载式，另一种是拖挂式，其特点是能整体地或只分解为几部分在公路上行驶，移动安装方便，快速进入施工。但这两种钻机最大钻井深度限于4000米、钩载在225吨以内，当超过这个限度时，只有采用中、大型钻机。
中、大型钻机为模块拼装式，因驱动类型不同又分为箱叠式和旋升式，它们的组成都包括井架、底座、底座附件及安置在底座上的各种作业设备。两者的区别在底座的结构。箱叠式钻机的底座是由若干个大小不同的箱块层叠所构成的立方体结构，一般有前台和后台，前台高后台低，前台为钻工操作平台，安放转盘、钻杆、钻具和井口工具，后台安装动力系统、绞车及泥浆泵组，前台转盘的动力通过链条或轴从后台传入，井架底部联接在底座底部基础上，穿过底座向上，将钻工操作平台分成几部分。钻机移动时，先要拆下井架，再一一拆下底座上所有安置的设备及底座附件，再逐层将各个箱块一一拆下，超过公路运输体积准予标准的，还要拆成小组件再装箱，用多台汽车运输，到达新井场后，按相逆的过程再安装。这种底座，拆装设备要在高位进行，过程中需大型起吊设备。旋升式钻机的底座为一整体式可升降的平行四边形框架加限位撑杆构成，不分前台、后台，井架及转盘、绞车、动力系统等设备均设置在底座的台面。此种底座，可以在低位拆、装设备，但拆限位撑杆板或穿销子将底座松开或锁紧仍要在高位进行，框架下降和上升还要在几处安装扒杆和用重物或打桩固定绞车，然后同时用电动绞车通过扒杆将底座缓缓放下或起升。此外，底座的构件为大型组装件，移动前必须拆开装箱运输，到位后再卸车组装成整体，过程中要吊车配合。这样，即使在几十米的井位之间，也根本不可能在几小时内完成钻机的移动。由于这些方式效率低，而且要求众多的操作人员参与，所以，目前中、大型钻机的移运性极差，同时耗用较高的转移费用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有中、大型钻机移动拆装工作量大，作业过程长且需吊车配合的缺陷，提供一种能够简单快速拆装的钻机，达到稍加分解后就能满足公路运输规定作长途移运，又能整体在近距离的井位之间直接移动，提高钻机转场效率。
本发明的另一目的，是提供一种上述钻机的移运方法，能够用最简单的工具分解、组合钻机和装车卸车，实现低成本移运。
上述目的是通过这样的方案予以实现的快速拆装的钻机，包括井架和底座，底座由两个结构对称的侧座和一个转盘撬组成，所述的侧座，由顶部总成、底部总成和铰接在二者之间的数个支撑桁架构成平行四边形连杆机构，该机构上铰接带锁止销的伸缩式撑杆，顶部总成上铰接井架基础，在连杆机构外底部总成的延长段上安装第一起升油缸和第二起升油缸，井架基础和支撑桁架的相对应处安装与油缸联接的铰支座，所述转盘撬上装置转盘及其驱动机构，转盘撬于两侧滑动联接在二侧座之间，井架联接在两个侧座上的井架基础上。
依照上述结构的钻机，若要将钻机作近距离移动，例如在几十米间移动，只需按常规步骤将井架收缩成二节，用牵引车将整个钻机直接拖移到新井位，升起井架，钻机便可进入施工。在整机横向或纵向进出井口装置前，要拆掉活动联接在侧座的底部总成上阻碍进出的联接件，完后再装好，以保证拖移时钻机的稳固。
若要将钻机作长途移运，其步骤包括1.缩回井架；
2.用第二起升油缸将侧座降至过渡高度；3.用第一起升油缸将侧座降至其顶部总成落于底部总成；4.拆掉侧座周围联接的附件；5.将绞车置于运输车上，用其卷扬绳将附件拖上车；6.用第二起升油缸将井架放平于等候的运输车上；7.拆开井架与井架基础的联接，运输车驶离；8.将绞车置于运输车上，用卷扬绳将转盘撬从二侧座间拖至车上；9.将绞车置于运输车上，分别将二侧座拖至车上；10.用绞车将二侧座拖下车，平行相对；11.用滑轮组和绞车将转盘撬移入二侧座上的滑轨顺其滑移到位；12.将井架与井架基础对接；13.用第二起升油缸竖立井架；14.联接侧座周围的附件；15.用第一起升油缸将侧座升至过渡高度；16.用第二起升油缸将侧座升至工作高度；17.升出井架。
本发明与现有中、大型钻机及其移运方式相比，所具有的优点是1.由于钻机底座采用连杆机构通过油缸驱动折叠，使结构大为简化，体积可随需要大小变化，因而，钻机近距离移动可不拆开整体随拖车滑移，满足丛式井和单列井作业快速移动的要求，远距离移动钻机只分解为四部分就可在公路上运输，拆、装工作量极小，因此，使钻机移运性显著提高，尤其在几十米间的移动更显出其优势。
2.由于其底座可折叠，拆、装井架、附件、作业设备等在低位进行，大为提高了操作的方便性和安全性，也简化了工作过程，缩短了拆、装时间。
3.由于在低位拆、装钻机和利用绞车与滑轮这样的简单装置解决钻机的装、卸车，所以，不再需要调用起重设备，使钻机移动的条件和费用大为降低。
图1为本发明钻机的主视图；图2为图1的俯视图(为表达清楚，去掉了井架基础)；图3为图1所示钻机的侧座的A向视图；图4为图1所示钻机的转盘撬的俯视图；图5为转盘撬与侧座间滑动联接的一种形式；图6为图1所示钻机中活动联接在侧座间具有长度调节机构的联接杆的结构示意图；图7为装上附件后钻机的侧视图(为表达清楚，去掉了井架基础和辅助底座)；图8为装上附件后钻机的俯视图(为表达清楚，去掉了井架及井架基础、辅助底座)；图9为去掉附件后钻机下降或升起到过渡高度的状态；图10为放倒或竖起井架时的状态；图11为井架车与井架基础进入对接或井架车驶离的状态；图12为拆开后的侧座被置于运输车上的状态；图13为转盘撬被引入二侧座间轨道的状态。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的钻机及其移运方法作进一步说明。
1.快速拆装的钻机参见图1和图2，钻机包括结构对称的带井架基础5的侧座1和侧座2、转盘撬3、井架39，转盘撬3滑动联接在侧座1和侧座2之间构成底座，井架基础5相对转盘撬3平行对称，为加强钻机的刚性和牢固，在两侧座之间，活动联接具有长度调节机构的联接杆4并在适当处再联接一根或几根拉杆25，井架基础上设置有滑道15。
参见图3，所述的侧座，包括顶部总成6、底部总成7、支撑桁架8、第一起升油缸9、第二起升油缸10、伸缩式撑杆11、井架基础5，顶部总成6是由型材构成的大体为矩形块的组装件，上表面覆盖踏板，它的一端，开出槽形洞口29(见图2)，它的一侧，设有与转盘撬3作滑动联接的滑轨17，底部总成7由前段7a、中段7b、延长段7c和位于前段与中段之间的活动联接段7d依次组装联成，其长度大于顶部总成，支撑桁架8为矩形单层焊接件，伸缩式撑杆11为套杆式结构，在其杆件与套筒之间设有锁止的销轴16，顶部总成6、底部总成7与位于二者之间的4个平行排列的支撑桁架8相铰接构成具有一定宽度的平行四边形连杆机构，第一起升油缸9和第二起升油缸10于其一端铰接在连杆机构外底部总成7的延长段7c上，二油缸接于钻机液压系统，井架基础5与顶部总成6之间，于放倒或起升井架时旋转的一侧为固定铰接，对侧26为活动铰接，井架基础5上装有与第二起升油缸活塞杆联接的铰支座12，顶部总成6横梁上焊有半圆柱凸块13，与第一起升油缸活塞杆的凹形活塞头相联接，半圆柱凸块13作为第一起升油缸活塞杆的支撑，将顶部总成6起升到过渡位置。所述铰支座各被限制在井架基础及支撑桁架上滑道5和滑道15上，伸缩式撑杆11铰接在连杆机构中的2个矩形对角线上，方向顺应连杆机构折叠时的倾斜方向。侧座1与侧座2结构对称。
参见图4，所述的转盘撬，包括转盘撬主体18、转盘19、转盘传动机构20、电机21、踏板23，转盘19安装在转盘撬主体18上钻杆中心所在处，电机21安装在转盘撬主体18的一端，二者通过传动机构20相联，踏板23覆盖在转盘撬主体转盘以外的台面上，转盘撬主体18的两侧设有与侧座1和侧座2上的滑轨17相适应的滑块22，该滑动副由销轴24锁紧，见图5。滑动联接在二侧座间的转盘撬其滑动副的形式有多种，本例为其中的一种。
所述的侧座联接杆4(见图1)，是一个具有长度调节机构的组件，形式可有多种，例如采用图6所示的形式，件27的内螺纹杆两端分为左旋、右旋螺纹，件28为外螺纹杆，一件为左旋，另一件为右旋，拆或装该联接杆时，旋内螺纹杆27即可实现长度调节，以适应二侧座间的距离。
用于中、大型钻机上的井架，为由几节相套联的伸缩式井架，井架的伸缩是通过其上安装的油缸实现的。
为了方便将上述的转盘撬用绞车拖出和送入二侧座上的轨道以及将各部分移上和移下运输车，在两侧座和转盘撬主体上安装滑轮33、滑轮34、卷扬钢绳35、固定座36，它们与运输车上的绞车38组成滑轮机构 ，参见图13。
为实现低位拆装和钻机起升平衡，在侧座底部总成的前段7a上通过固定耳板14安装绞车架37，主绞车可放在绞车架上，见图7。
在上述的底座上装置各作业设备，将滑板猫道30联接在转盘橇3的一侧，梯子31联接在其顶部总成6的另一侧，可构建值班房的辅助底座32联接在侧座2的侧边上，这些附件在装好后随底座一并升起，就成为一可进入施工的钻机，见图8。
2.移运方法按常规步骤将井架39收缩成二节，拆下两侧座中伸缩式撑杆上的锁紧销16，启动其上第二起升油缸，将伸出的活塞杆与本侧座支撑桁架上的铰支座13相联，使油缸活塞杆同步回行，将两侧座向下折叠至过渡高度，参见图9，启动其上第一起升油缸，将伸出的活塞杆与本侧座支撑桁架上的另一铰支座12相联，拆下第二起升油缸活塞杆让其收回，使两侧座上第一起升油缸活塞杆同步回行，将侧座继续折叠，直至使其顶部总成落于底部总成，拆掉联接在底座周围的梯子、猫道、辅助平台等附件，将铰车置于运输车上，用其卷扬绳将上述附件拖到车上，启动第二起升油缸，将其伸出的活塞杆与井架基础上铰支座12相联，拆下井架基础与侧座间38一侧的活动铰接销，使二活塞杆同步回行放倒井架，参见图10，使其落于等候的运输车上，拆下井架与井架基础间的联接，井架运输车驶离，参见图11，拆下两侧座与转盘撬之间的锁紧销24，将绞车置于运输车上，用其卷扬绳将转盘撬顺着轨道从二侧座间拖到车上，仍用这种方式将两个侧座各拖到一辆平板车和一汽车上，见图12。到达目的地后，用绞车将二侧座拖下车，使二者平行相对，用滑轮组和绞车将转盘撬移入二侧座上的轨道顺其滑移到位，参见图13，上锁紧销24将三者固定构成底座，将井架车开近底座与井架基础5对接，参见图11，安装联接销使二者联成一体，联接并启动第二起升油缸，将井架竖起，井架垂直于底座台面后，用销子将38侧锁紧，此时，井架与底座联成一体，拆下第二起升油缸，将各作业设备安装到底座上，将附件联接到底座周围，联接并启动第一起升油缸，底座带着井架、作业设备及附件一同上升至过渡高度，联接第二起升油缸，拆下第一起升油缸，将底座再上升直至处于工作位置，将销轴16装到伸缩式撑杆11上，钻机被固定，拆下第二起升油缸，用牵引车拖移钻机进到新井位，安装好侧座上活动联接件4或者7d，升起井架至工作位置，钻机转移即告完毕。
权利要求
1.一种能快速拆装的钻机，包括井架和底座，其特征是，底座由两个结构对称的侧座和一个转盘撬组成，所述的侧座，由顶部总成、底部总成和铰接在二者之间的数个支撑桁架构成平行四边形连杆机构，该机构上铰接带锁止销的伸缩式撑杆，顶部总成上铰接井架基础，连杆机构外底部总成的延长段上铰接第一起升油缸和第二起升油缸，井架基础和支撑桁架的相对应处安装与油缸活塞杆联接的铰支座，所述转盘撬上装置转盘及其驱动机构，转盘撬于两侧滑动联接在二侧座之间，井架联接在二侧座顶部的井架基础上。
2.根据权利要求1的一种能快速拆装的钻机，其特征是，所述侧座中的底部总成依次由前段、中段、延长段和位于前段和中段之间的活动联接段组装而成。
3.根据权利要求1的一种能快速拆装的钻机，其特征是，所述侧座中井架基础与油缸活塞杆联接的铰支座被限制在滑道上。
4.根据权利要求1的一种能快速拆装的钻机，其特征是，装有铰支座一侧的井架基础与侧座顶部总成间的铰接为固定铰接，对侧为活动铰接。
5.根据权利要求1的一种能快速拆装的钻机，其特征是，两侧座之间活动联接有具有长度调节机构的联接杆。
6.根据权利要求5的一种能快速拆装的钻机，其特征是，所述侧座联接杆由各在一端的两个具有一止转段的内螺纹杆与联接在二者之间的双头螺杆组成，二内螺纹杆于止转段各卡在一侧座底部总成所开的槽中。
7.根据权利要求1和2的一种能快速拆装的钻机，其特征是，在侧座底部总成的前段上装有绞车架。
8.如权利要求1的一种能快速拆装的钻机的移动方法，其步骤包括(1)缩回井架；(2)用第二起升油缸将侧座降至过渡高度；(3)用第一起升油缸将侧座降至顶部总成落于底部总成；(4)拆掉侧座周围联接的附件；(5)将绞车置于运输车上，用其卷扬绳将附件拖上车；(6)用第二起升油缸将井架放平于等候的运输车上；(7)拆开井架与井架基础的联接，运输车驶离；(8)将绞车置于运输车上，用卷扬绳将转盘撬从二侧座间拖至车上；(9)将绞车置于运输车上，分别将二侧座拖至车上；(10)用绞车将二侧座拖下车，平行相对；(11)用滑轮组和绞车将转盘撬引入二侧座上的滑轨顺其滑移到位；(12)将井架与井架基础对接；(13)用第二起升油缸竖立井架；(14)联接侧座周围的附件；(15)用第一起升油缸将侧座升至过渡高度；(16)用第二起升油缸将侧座升至工作高度；(17)升出井架。
全文摘要
一种能快速拆装的钻机及其移运方法，涉及油田快移钻机技术，解决当前中、大型钻机转移因拆装工作量大，且需大型起吊设备配合而不能快速完成和移动费用高的问题。所述钻机由两个结构对称的侧座和滑动联接在其之间的转盘撬组成底座，侧座上设置了油缸，井架联接在侧座顶部所铰接的井架基础上。若将钻机作近距离移动，可直接随拖车滑移，满足从式井和单列井作业快速移动的要求，若作长途移运，其步骤主要包括折叠底座，放倒和拆下井架，用绞车和滑轮组将转盘撬从二侧座中拖出，从而使钻机只分解为四个部分，即可被运输。
文档编号E21B15/00GK1664299SQ20041006148
公开日2005年9月7日 申请日期2004年12月31日 优先权日2004年12月31日
发明者王峻乔, 罗杰·迈克·巴恩斯, 池胜高, 危峰, 潘浩, 周斌 申请人:中国石化集团江汉石油管理局第四机械厂