专利名称：石油钻机井架、底座起升机构的制作方法
技术领域：
本新型实用涉及一种石油钻机井架、底座起升机构，用于石油钻机旋升 式井架底座的安装起升。
背景技术：
参见图k石油钻机的井架1通过铰座2铰接在下底座3上，安装井架1时， 由起升机构将井架l竖立起来，井架1以铰座2为支点旋升，由平卧状态到垂直 状态。上底座10由四根立柱4支承于下底座3上，立柱4的两端分别与上底座 10、下底座3铰接，构成平行四边形结构，安装时，由起升机构驱动，立柱4 旋升，由平卧状态到垂直状态，上底座10也水平上移，从低位升至高位，
起升机构包括支架5、绞车6，以及由钢绳7、滑轮组构成的传动系统，其 中，支架5布置在下底座3上，绞车6布置在上底座10上，滑轮组包括布置在支 架5上的定滑轮8.1，布置在井架1顶上的动滑轮组8.2 (即天车)，位于井架l 内可上、下游动的动滑轮组8. 3 (即游车)，以及导向轮8.4、 8.5。
起升过程分为两个步骤，先起升井架l,再起升上底座io。在起升井架l 之前，将上底座10用固定销9锁定，使其不能运动。启动绞车6，巻简旋转， 收缩钢绳7，将井架l竖立起来。然后打掉上底座10的固定销9，再次启动绞车 6，将上底座10提升到高位。
问题在于绞车6是由钻机的驱动电机驱动的，钻机驱动电机是由柴油发 电机组提供交流电源，通过SCR或者VFD传动系统控制调整后带动驱动电机， 技术要求高，安装、调试难度大，调试时间长。由于动力和传动系统安装调 试的过程长，在此期间，井架只能平卧放置在地上，井架本应竖立，平卧放
置是一种非正常壮态，容易变形，降低结构强度，使用性能变劣，并给布置 在井架上的其它设备造成损伤。
另外，钢绳7、滑轮组构成的力传动系统过于复杂，如图l所示，井架l釆 用了五组滑轮，即布置在井架顶上的天车8.2 (动滑轮组)，布置在井架l内 的游车8.3 (动滑轮组)，及导向轮8.4、 8.5，井架l上有多个起升力作用 点，致使井架结构内部产生很大的内应力，增大了结构重量，并且由于滑轮 数量较多，故障率增高，增加了不安全因数。并且，对钢绳7的绳头加工制作 要求严格，成品率低，制造成本高。
再有，当釆用低位绞车时，钢丝绳与井架夹角为零，机构起升力明显增 大，同时由于上底座在起升过程中位置的不断变化，绞车上快绳的出绳位置 无法固定而不能使用，其应用范围受到一定的限制。
还有，由于起升机构是两套，对称布置在井架l的左、右方，同步运动。 当左、右两边的负荷不平衡时，由于两套起升机构由同一传动机构传动，无
法单独调整其中一套的运动速度，目前的技术手段是在上底座io上负荷小的
一边加配重块，使两边的负荷平衡，这就增加了无效功率，浪费能源。 发明内容
本实用新型的目的，是为了缩短钻机的安装时间，保证设备安全，提供 一种新型石油钻机井架、底座起升机构。 本实用新型的技术解决方案是
一种石油钻机井架、底座起升机构，包括支架、绞车，以及由钢绳、滑 轮组构成的传动系统。其中，所述支架布置在下底座上，所述绞车布置在上 底座上，所述滑轮组包括布置在支架上的定滑轮组和分别布置在井架、上底 座上的动滑轮组；所述绞车具有卷简和驱动器；其特征在于所述绞车的驱动 器是电动液压马达，该电动液压马达与绞车巻简同体布置在上底座上。
所述井架上的动滑轮是一组，布置在井架的腰部。
本实用新型的有益技术效果1. 由于绞车驱动器釆用电动液压马达，该液压马达与绞车巻简可以直接 连接，做成同体结构，不需要复杂的传动系统，并整体布置在上底座上，可 随上底座运动，这样，当石油钻机运达现场时，不必等待钻机柴油发电机组 及其电传动系统安装、调试，只要有电源，即可及时进行井架安装，完成井
架、底座的起升工作，钻机的安装时间缩短30%以上，同时也避免了井架因长 期平卧变形，以及给其它设备带来的损伤。
2. 由于井架只有一个动滑轮组，不再设天车、游车、导向轮，旋升力传 动系统结构简单，消除了井架结构内应力，减轻了结构重量，降低了不安全 因数。同时，钢绳的加工制作简单，成品率高，可降低成本。
3. 由于井架的动滑轮组设在井架的腰部，当釆用低位绞车时，钢丝绳与 井架仍有较大夹角，机构起升力不必很大，不仅节能，且某一确定功率的绞 车，可以起升更大重量的井架，应用范围更广。
4. 在起升过程中，若左、右两边的负荷不平衡，可调整其中一个液压马 达的输出功率来适应，不必在上底座上加配重.块，因而不会增加无效功率， 节约能源。
图l是现有石油钻机井架、底座起升机构的结构图
图l中代号含义l一井架；2—铰座；3-下底座；4 —立柱；5—支架； 6—绞车；7—钢绳；8.1—定滑轮；8. 2 —动滑轮组(天车)；8. 3—动滑轮 组(游车)；8.4、 8.5—导向轮；9一固定销；10—上底座。
图2-1是本石油钻机井架、底座起升机构的结构图(起升前状态)
图2-2是井架起升后状态图
图2-3是上底座起升后状态图
图3是绞车结构示意图
图2-1、图2-2、图2-3及图3中代号含义1—支架；2—绞车；2. l—轴承 座；2.2 —卷简；2. 3 —液压马达；2.4—电动机；3—钢绳；4.1 —定滑轮 组；4.2、 4. 3—动滑轮组；5 —下底座；6—上底座；7—井架；8—固定销； 9一立柱；10—铰支座。
脉錢W
参见图2-1:本石油钻机井架、底座起升机构包括支架l、绞车2，以及由 钢绳3、滑轮组构成的传动系统。其中，支架1布置在下底座5上，绞车2布置 在上底座6上，滑轮组包括布置在支架1上的定滑轮组4.1，布置在井架7腰部 的动滑轮组4.2,布置在上底座6上的动滑轮组4.3。钢绳3贯穿各滑轮，钢绳3 的一个绳头固定连接绞车2，另一个绳头固定在定滑轮组4.1上，构成起升力 的传动系统。该传动系统与图l的现有传动系统相比，省掉了天车8.2、游车 8.3和两导向轮8.4、 8.5,结构大大简化。起升力在井架上的作用点由多个减 少为一个，这就消除了井架结构内应力，减轻了结构重量；同时，因滑轮数 量少，也降低了传动系统的故障率，提高了可靠性、安全性。同时，钢绳3的 加工制作简单，成品率高，可降低成本。
参见图3:绞车2包括同轴连接的巻简2.2、液压马达2.3、电动机2.4，构 成一个整体，通过轴承座2.1固定布置在上底座6上，可随上底座6运动。这 样，当石油钻机运达现场时，不必等待柴油发电机组及传动系统安装、调 试，只要有电源，即可及时进行井架安装，完成井架、底座的起升工作，钻 机的安装时间缩短30%以上，同时也避免了井架因长期平卧变形，以及给其它 设备带来的损伤。
需要说明，上述起升机构是两套，其中，两套钢绳/滑轮组传动系统相对 于井架7的中心线对称布置，两台绞车相对于上底座6的中心线对称布置。使
用时，两套起升机构同步运行。
井架、上底座起升分为两个步骤，先起升井架7，然后再起升上底座6。 具体过程如下
穿好上底座6、下底座5之间的固定销8，使立柱9、上底座6、下底座5三 者之间不会发生相对位移，启动绞车2，其卷简2.2旋转，卷收钢绳3，井架7 在钢绳3的拉力作用下，绕其固定在下底座5上的铰支座10旋转，直到旋升至 竖直状态，即井架7的工作位置，如图2-2所示。
随后去掉连接上底座6、下底座5之间的固定销8，再次启动绞车2，巻简 2.2旋转，巻收钢绳3，由于立柱9与上底座6、下底座5是平行四边形机构，在 钢绳3的拉力作用下，上底座6水平上移，由低位升至高位，.并带动立柱9的上 端同步运动，各立柱9绕各自的下铰支点旋转，由平卧状态旋升至竖直状态， 如图2-3所示，最后将此状态固定。至此，起升工作完毕。
另外，在起升过程中，如果左、右两边的负荷不平衡，可通过调节液压 马达的输出功率来适应，不必在上底座6上加配重块，避免增加能耗。
权利要求1.一种石油钻机井架、底座起升机构，包括支架、绞车，以及由钢绳、滑轮组构成的传动系统；其中，所述支架布置在下底座上，所述绞车布置在上底座上，所述滑轮组包括布置在支架上的定滑轮组和分别布置在井架、上底座上的动滑轮组；所述绞车具有卷筒和驱动器；其特征在于所述绞车的驱动器是电动液压马达，该电动液压马达与绞车卷筒同体布置在上底座上。
2. 根据权利要求1所述的石油钻机井架、底座起升机构，其特征在于所 述井架上的动滑轮是一组，布置在井架的腰部。
专利摘要本实用新型实用公开一种石油钻机井架、底座起升机构，包括支架、绞车，以及由钢绳、滑轮组构成的传动系统。其中，支架布置在下底座上，绞车布置在上底座上，滑轮组包括布置在支架上的定滑轮组和分别布置在井架、上底座上的动滑轮组；绞车具有卷筒和驱动器；绞车的驱动器是电动液压马达，该电动液压马达与绞车卷筒同体布置在上底座上；井架上的动滑轮是一组，布置在井架的腰部。优点是钻机的安装时间缩短30％以上，同时也避免了井架因长期平卧变形，以及给其它设备带来的损伤；起升力在井架上的作用点由多个减少为一个，消除了井架结构内应力，减轻了结构重量，降低了不安全因数。
文档编号E21B15/00GK201176852SQ20082006281
公开日2009年1月7日 申请日期2008年4月4日 优先权日2008年4月4日
发明者李雪峰, 汪清生 申请人:广汉市锦程石油机械有限公司