专利名称：一种伸缩式整体吊装型井架装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油井设备，尤其涉及一种井架装置。
背景技术：
目前，固定式海洋石油钻井平台的井架移运，主要采用将井架和设备在平台上拆开后，分段吊运到驳船上运输到目的地后，再分段由驳船上面吊装到平台上。在吊装过程中，部件容易碰撞损坏，有些部件和设备，比如顶驱导轨等，需要从新调试，既费时、费力，重新装配又会带来多种安全隐患。我们急需一种整体吊运，无需大量重复拆装，省时，省力，高效的，能适应海洋石油钻井平台的井架。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是要提供一种能整体吊装的海洋石油钻井平台的井架装置，能整体起吊，无需大量拆装，安装起升快速方便。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下:一种伸缩式·整体吊装型井架装置，包括与钻井平台可拆卸地固定连接的井架支撑台、设置于支撑台上的井架本体、排管机平台、二层台、套管台、天车以及立根服务平台，主绞车可拆卸地固定安装在所述井架支撑台下部；所述的井架本体分为井架本体上段和井架本体下段；所述的井架本体下段的下端一侧与井架支撑台的上端一侧用销子铰接、另一侧为向下伸出的井架前腿，在所述井架本体下段直立的时候所述的井架前腿下端与固定设置于钻井平台的井架前腿支撑通过销子可拆卸地固定连接；所述井架支撑台上端的四个角分别设置有整体起吊耳板；所述的天车固定设置在所述井架本体上段顶部，所述的井架本体上段设置于所述的井架本体下段内，所述井架本体上段在井架前腿一侧固定设置有排管机平台、二层台和套管台；所述的井架本体下段主体呈方U形框架状，其井架前腿一侧为开口方向，以便于安装在井架本体上段的排管机平台、二层台和套管台上下移动；所述井架本体上段和井架本体下段之间设置有滚轮装置，以实现井架本体上段在下段内的滑动和限位；所述的井架本体上段和下段匹配设置有限制所述井架本体上段过度滑入或滑出所述井架本体下段的限位挡块装置；所述的井架本体设置有抬伸锁紧机构，当所述井架本体上段伸出所述井架本体下段处于最高端时，通过该抬伸锁紧机构将所述井架本体上段和下段限位固定锁紧而不至于滑落；当所述的井架本体上段完全缩回至井架本体下段内、并且井架本体处于水平位置时，所述井架装置整体的重心位于所述井架支撑台的中央位置，以便于井架装置整体平衡起吊；在所述的井架本体上段和井架本体下段之间设置有井架伸缩驱动装置，所述的井架伸缩驱动装置为一井架伸缩液压绞车，包括绞车主体、轮系和绞绳，所述的绞车主体固定设置于所述的井架本体下段上；所述的轮系包括固定设置于所述井架本体下段上端的定滑轮组和与所述井架本体上段下端传动连接的动滑轮组；所述绞绳交替穿过定滑轮和动滑轮后末端固定设置于所述井架本体下段的上端；在所述井架支撑台上端与井架本体相对的远端设置有两个能顶起井架本体的井架起升液缸，所述的井架起升液缸包括缸体和活塞杆，所述的缸体下端与井架支撑台上端轴接，所述活塞杆的活动端分别与所述井架本体下段的两个前腿的外侧通过销子可拆卸地轴接；当井架起升液缸活塞杆从完全缩回到完全伸出时，所述的井架本体下段从水平状态转至直立状态；所述的井架装置还设置有一控制台，所述的井架起升液缸、伸缩液压绞车和抬伸锁紧机构分别与控制台连接，由控制台控制起升液缸、伸缩液压绞车和抬伸锁紧机构的运行。所述的抬伸锁紧机构包括匹配设置于所述井架本体上段和下段的闸板固定孔、与所述闸板固定孔匹配设置的闸板和闸板伸缩油缸，当所述井架本体上段伸出所述井架本体下段处于最高端时，所述井架本体上段和下段内分别设置的闸板固定孔正好匹配相对，通过向所述闸板固定孔内插入所述闸板将所述井架本体上段和下段限位固定锁紧；所述闸板伸缩油缸匹配固定设置于所述井架本体下段上，所述闸板与所述闸板伸缩油缸传动连接、由闸板伸缩油缸驱动闸板进、出闸板固定孔完成井架本体上段和下段在最高抬伸位置的锁紧限位和分离；所述的控制台与所述闸板伸缩油缸连接，由所述控制台控制闸板伸缩油缸的运行。所述的动滑轮组可以设置于一动滑轮支架的滑轮轴上，所述的动滑轮支架与井架本体上段的下端铰接。上述伸缩式整体吊装型井架装置的吊装方法包括安装、拆卸方法和起吊方法，所述的安装方法采用分段抬升安装方法，即:步骤一:将所述 井架本体上段完全收缩入所述井架本体下段、并且处于旋转下落状态的伸缩式整体吊装型井架装置吊装到钻井平台上，用销子将井架支撑台与钻井平台固定;步骤二、操作所述井架起升液缸将井架本体倾斜抬升到一个极限角度，步骤三、操作所述井架伸缩液压绞车将井架本体上段在下段内向上抬伸有效距离；步骤四、重复上述步骤二和三，直至将井架本体抬升到直立角度后，固定井架前腿，操作缩回所述井架起升液缸的活塞杆至缸体内；步骤五、再次操作所述井架伸缩液压绞车，将井架本体上段向上抬伸到最高端，然后操作所述抬伸锁紧机构，将所述井架本体上段和下段在最高抬伸位置锁紧固定；所述的拆卸方法，其操作过程和上述安装步骤相反；所述的起吊方法为，当所述井架本体上段完全收缩入所述井架本体下段、并且处于旋转下落状态时，起吊装置通过设置于井架支撑台上端四个角的整体起吊耳板将所述收缩状态的井架装置平衡起吊；其中，所述主绞车可以和井架支撑台一起吊装，如整体吊装型井架装置超重，也可以将主绞车和井架支撑台分离，单独吊装。进一步的，所述的安装方法为:步骤一:将所述井架本体上段完全收缩入所述井架本体下段、并且处于旋转下落状态的伸缩式整体吊装型井架装置吊装到钻井平台上，用销子将井架支撑台与钻井平台固定;步骤二:操作所述井架起升液缸，向上旋转井架本体至井架本体底部接近钻台平台上的立根服务平台的边缘停止；步骤三:操作井架伸缩液压绞车以伸长井架本体上段至所述井架本体上段底部与井架本体下段底部齐平后停止；步骤四:再操作井架起升液缸，旋转井架本体至井架本体底端与钻井平台留有安全距离时停止；步骤五:再次操作井架伸缩液压绞车伸长井架本体上段至井架本体上段的底端到达井架支撑台顶部时停止；步骤六:再次操作井架起升液缸，旋转井架本体至井架前腿和所述井架前腿支撑相匹配时停止，此时所述的井架本体处于直立位置，通过销子将井架前腿下端与固定设置于钻井平台的井架前腿支撑固定连接；操作缩回所述井架起升液缸的活塞杆至缸体内；步骤七:再次操作井架伸缩液压绞车，将井架本体上段升高至最高位置，然后操作所述抬伸锁紧机构，将所述井架本体上段和下段在最高抬伸位置锁紧固定。所述的抬伸锁紧机构可以包括匹配设置于所述井架本体上段和下段的闸板固定孔、与所述闸板固定孔匹配设置的闸板和闸板伸缩油缸，所述的控制台与所述闸板伸缩油缸连接，由所述控制台控制闸板伸缩油缸的运行；所述安装方法的步骤中再次操作井架伸缩液压绞车将井架本体上段升高至最高位置后的步骤为:操作所述闸板伸缩油缸，将所述闸板插入所述井架本体上段和下段匹配设置的闸板固定孔，将所述井架本体上段和下段在最高抬伸位置锁紧固定。本实用新型的井架装置设`计独特巧妙，使其能完成实用新型同时提供的整体吊装方法，在整个钻机移运过程中，无需大的拆装，不会产生大量拆装工程量和意外的工程损失，整体起吊、省时省力，安装起升快速方便，而且只要首次安装调试安全可靠即能很大程度上保证设备在后续使用中的安全性，从而大大地节约使用成本和维护成本，提高使用、安装效率和安全性。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实用新型伸缩式整体吊装型井架装置的结构示意图之一；图2是本实用新型伸缩式整体吊装型井架装置的结构示意图之二 ；图3是本实用新型伸缩式整体吊装型井架装置的起吊示意图之一；图4是本实用新型伸缩式整体吊装型井架装置的起吊示意图之二 ；图5是本实用新型伸缩式整体吊装型井架装置安装方法步骤一示意图；图6是本实用新型伸缩式整体吊装型井架装置安装方法步骤二示意图；图7是本实用新型伸缩式整体吊装型井架装置安装方法步骤三示意图；[0040]图8是本实用新型伸缩式整体吊装型井架装置安装方法步骤四示意图；图9是本实用新型伸缩式整体吊装型井架装置安装方法步骤五示意图；图10是本实用新型伸缩式整体吊装型井架装置安装方法步骤六示意图；图11是本实用新型伸缩式整体吊装型井架装置安装方法步骤七示意图；图中:1、天车2、井架本体上段 3、井架本体下段 4、抬伸锁紧机构5、井架伸缩液压绞车6、井架起升液缸 7、井架支撑台8、排管机平台9、二层台10、套管台12、游车13、顶驱14、主绞车15、死绳固定器 16、导绳机17、排管机 18、整体起吊耳板 19、排管机平台 20、吊钩21、卸扣22、立根服务平台 23、井架前腿支撑。
具体实施方式
图1、图2示出了一 种伸缩式整体吊装型井架装置，包括与钻井平台可拆卸地固定连接的井架支撑台7、设置于支撑台7上的井架本体、排管机平台8、二层台9、套管台10、天车I以及立根服务平台22，主绞车14可拆卸地固定安装在所述井架支撑台7下部，主绞车底座和井架支撑台7间用小梁铰接。主绞车14可以和井架一起吊装，如吊车超重，也可以将主绞14和井架支撑台7分离，单独吊装。所述的井架本体分为井架本体上段2和井架本体下段3 ;所述的井架本体下段3的下端一侧与井架支撑台7的上端一侧用销子铰接、另一侧为向下伸出的井架前腿，在所述井架本体下段3直立的时候所述的井架前腿下端与固定设置于钻井平台的井架前腿支撑23通过销子可拆卸地固定连接；所述井架支撑台7上端的四个角分别设置有整体起吊耳板18 ；所述的天车I固定设置在所述井架本体上段2顶部，所述的井架本体上段2设置于所述的井架本体下段3内，所述井架本体上段2在井架前腿一侧固定设置有排管机平台8、二层台9和套管台10 ;所述的井架本体下段3主体呈方U形框架状，其井架前腿一侧为开口方向，以便于安装在井架本体上段2的排管机平台8、二层台9和套管台10上下移动；所述井架本体上段2和井架本体下段3之间设置有滚轮装置，以实现井架本体上段2在下段3内的滑动和限位；所述的井架本体上段2和下段3匹配设置有限制所述井架本体上段2过度滑入或滑出3所述井架本体下段的限位挡块装置；所述的井架本体设置有抬伸锁紧机构4，该抬伸锁紧机构4包括匹配设置于所述井架本体上段2和下段3的闸板固定孔、与所述闸板固定孔匹配设置的闸板和闸板伸缩油缸，当所述井架本体上段2伸出所述井架本体下段3处于最高端时，所述井架本体上段2和下段3内分别设置的闸板固定孔正好匹配相对，通过向所述闸板固定孔内插入所述闸板将所述井架本体上段2和下段3限位固定锁紧；所述闸板伸缩油缸匹配固定设置于所述井架本体下段3上，所述闸板与所述闸板伸缩油缸传动连接、由闸板伸缩油缸驱动闸板进、出闸板固定孔完成井架本体上段2和下段3在最高抬伸位置的锁紧限位和分离；当所述的井架本体上段2完全缩回至井架本体下段3内、并且井架本体处于水平位置时，所述井架装置整体的重心位于所述井架支撑台的中央位置，以便于井架装置整体平衡起吊；[0054]在所述的井架本体上段2和井架本体下段3之间设置有井架伸缩驱动装置，所述的井架伸缩驱动装置为一井架伸缩液压绞车5，包括绞车主体、轮系和绞绳，所述的绞车主体固定设置于所述的井架本体下段3上；所述的轮系包括固定设置于所述井架本体下段3上端的定滑轮组和与所述井架本体上段2下端传动连接的动滑轮组；所述绞绳交替穿过定滑轮和动滑轮后末端固定设置于所述井架本体下段3的上端；其中所述的动滑轮组设置于一动滑轮支架的滑轮轴上，所述的动滑轮支架与井架本体上段3的下端铰接(当然该连接结构也可以使其它的常规连接方式，只要能保证所述井架本体上段2下端与所述动滑轮组传动连接即可)。在所述井架支撑台7上端与井架本体相对的远端设置有两个能顶起井架本体的井架起升液缸6，所述的井架起升液缸6包括缸体和活塞杆，所述的缸体下端与井架支撑台7上端轴接，所述活塞杆的活动端分别与所述井架本体下段3的两个前腿的外侧通过销子可拆卸地轴接；当井架起升液缸活塞杆从完全缩回到完全伸出时，所述的井架本体下段3从水平状态转至直立状态；所述的井架装置还设置有一控制台，所述的井架起升液缸6、伸缩液压绞车5和闸板伸缩油缸分别与控制台连接，由控制台控制起升液缸6、伸缩液压绞车5和闸板伸缩油缸的运行。上述抬伸锁紧机构4也可以是现有技术中其它结构形式的锁紧机构，只要当所述井架本体上段2伸出所述井架本体下段3处于最高端时，通过该抬伸锁紧机构4能将所述井架本体上段2和下段3限位固定锁紧而不至于滑落即可，所述的控制台与所述抬伸锁紧机构4连接，由所述控制台控制抬伸锁紧机构4的运行。图5到图11示出了上述的伸缩式整体吊装型井架装置的吊装方法，所述的吊装方法包括安装、拆卸方法和起吊方法，所述的安装方法为:步骤一:如图5，将 所述井架本体上段2完全收缩入所述井架本体下段3、并且处于旋转下落状态的伸缩式整体吊装型井架装置吊装到钻井平台上，用销子将井架支撑台7与钻井平台固定；步骤二:如图6，操作所述井架起升液缸6，向上旋转井架本体至井架本体底部接近钻台平台上的立根服务平台22的边缘停止；步骤三:如图7，操作井架伸缩液压绞车5以伸长井架本体上段2至所述井架本体上段3底部与井架本体下段底部齐平后停止；步骤四:如图8，再操作井架起升液缸6，旋转井架本体至井架本体底端与钻井平台留有500mm左右的安全距离时停止；步骤五:如图9，再次操作井架伸缩液压绞车5伸长井架本体上段2至井架本体上段2的底端到达井架支撑台7顶部时停止；步骤六:如图10，再次操作井架起升液缸6，旋转井架本体至井架前腿和所述井架前腿支撑23相匹配时停止，此时所述的井架本体处于直立位置，通过销子将井架前腿下端与固定设置于钻井平台的井架前腿支撑23固定连接；操作缩回所述井架起升液缸6的活塞杆至缸体内；步骤七:如图11，再次操作井架伸缩液压绞车5，将井架本体上段2升高至最高位置，然后操作所述抬伸锁紧机构4，将所述井架本体上段和下段在最高抬伸位置锁紧固定。[0066]所述的抬伸锁紧机构4包括匹配设置于所述井架本体上段2和下段3的闸板固定孔、与所述闸板固定孔匹配设置的闸板和闸板伸缩油缸，所述的控制台与所述闸板伸缩油缸连接，由所述控制台控制闸板伸缩油缸的运行；所述安装方法的步骤中再次操作井架伸缩液压绞车将井架本体上段升高至最高位置后的步骤为:操作所述闸板伸缩油缸，将所述闸板插入所述井架本体上段2和下段3匹配设置的闸板固定孔，将所述井架本体上段2和下段3在最高抬伸位置锁紧固定。当然也可以采用其它的常规的锁紧机构，只要操作所述的抬伸锁紧机构，能将所述井架本体上段2和下段3在最高抬伸位置锁紧固定即可。所述的拆卸方法，其操作过程和上述安装步骤相反；所述的起吊方法为，当所述井架本体上段2完全收缩入所述井架本体下段3、并且处于旋转下落状态时，起吊装置通过设置于井架支撑台7上端四个角的整体起吊耳板将所述收缩状态的井架装置平衡起吊；其中，所述主绞车14可以和井架支撑台7 —起吊装，如整体吊装型井架装置超重，也可以将主绞车14和井架支撑台7分离，单独吊装。上述的安装方法可以随着设备的部件、结构的不同作适应性调整，本实用新型的安装方法的核心在于井架本体上段2和井架本体下段3设计为分体内收缩结构，安装时从水平收缩状态到直立抬伸状态，采用分段式抬升安装方法，使得这种高度非常高的大型、重型设施，通过合理巧妙的分段收缩结构和分段抬升安装方法能够既安全又方便地抬升安装，同时也可以逆向的安全而方便地拆卸并起吊。所以其分段抬升的方式可以是如上述的方法，也可以根据不同情况，在所述井架本体倾斜抬升到某些极限角度时停止，再将井架本体上段2在下段3内向上抬伸有效距离后重复倾斜抬升和抬伸井架本体上段2的动作，直至将井架本体竖立并抬伸锁定。其安装方法采用分段抬升安装方法，可上位归纳如下:步骤一:将所述井架本体上段2完全收缩入所述井架本体下段3、并且处于旋转下落状态的伸缩式整体吊装型井架装置吊装到钻井平台上，用销子将井架支撑台7与钻井平台固定；步骤二、操作所述井架起升液缸6将井架本体倾斜抬升到一个极限角度，步骤三、操作所述井架伸缩液压绞车5将井架本体上段2在下段3内向上抬伸有效距离；步骤四、重复上述步骤二和三，直至将井架本体抬升到直立角度后，固定井架前腿，操作缩回所述井架起升液缸6的活塞杆至缸体内；步骤五、再次操作井架伸缩液压绞车5，将井架本体上段2升高至最高位置，然后操作所述抬伸锁紧机构4，将所述井架本体上段和下段在最高抬伸位置锁紧固定。以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为 准。
权利要求1.一种伸缩式整体吊装型井架装置，包括与钻井平台可拆卸地固定连接的井架支撑台、设置于支撑台上的井架本体、排管机平台、二层台、套管台、天车以及立根服务平台，主绞车可拆卸地固定安装在所述井架支撑台下部；其特征在于:所述的井架本体分为井架本体上段和井架本体下段；所述的井架本体下段的下端一侧与井架支撑台的上端一侧用销子铰接、另一侧为向下伸出的井架前腿，在所述井架本体下段直立的时候所述的井架前腿下端与固定设置于钻井平台的井架前腿支撑通过销子可拆卸地固定连接；所述井架支撑台上端的四个角分别设置有整体起吊耳板； 所述的天车固定设置在所述井架本体上段顶部，所述的井架本体上段设置于所述的井架本体下段内，所述井架本体上段在井架前腿一侧固定设置有排管机平台、二层台和套管台；所述的井架本体下段主体呈方U形框架状，其井架前腿一侧为开口方向，以便于安装在井架本体上段的排管机平台、二层台和套管台上下移动；所述井架本体上段和井架本体下段之间设置有滚轮装置，以实现井架本体上段在下段内的滑动和限位；所述的井架本体上段和下段匹配设置有限制所述井架本体上段过度滑入或滑出所述井架本体下段的限位挡块装置；所述的井架本体设置有抬伸锁紧机构，当所述井架本体上段伸出所述井架本体下段处于最高端时，通过该抬伸锁紧机构将所述井架本体上段和下段限位固定锁紧而不至于滑落； 当所述的井架本体上段完全缩回至井架本体下段内、并且井架本体处于水平位置时，所述井架装置整体的重心位于所述井架支撑台的中央位置，以便于井架装置整体平衡起吊； 在所述的井架本体上段和井架本体下段之间设置有井架伸缩驱动装置，所述的井架伸缩驱动装置为一井架伸缩液压绞车，包括绞车主体、轮系和绞绳，所述的绞车主体固定设置于所述的井架本体下段上；所述的轮系包括固定设置于所述井架本体下段上端的定滑轮组和与所述井架本体上段下端传动连接的动滑轮组；所述绞绳交替穿过定滑轮和动滑轮后末端固定设置于所述井架本体下段的上端； 在所述井架支撑台上端与井架本体相对的远端设置有两个能顶起井架本体的井架起升液缸，所述的井架起升液缸包括缸体和活塞杆，所述的缸体下端与井架支撑台上端轴接，所述活塞杆的活动端分别与所述井架本体下段的两个前腿的外侧通过销子可拆卸地轴接；当井架起升液缸活塞杆从完全缩回到完全伸出时，所述的井架本体下段从水平状态转至直立状态； 所述的井架装置还设置有一控制台，所述的井架起升液缸、伸缩液压绞车和抬伸锁紧机构分别与控制台连接，由控制台控制所述起升液缸、伸缩液压绞车和抬伸锁紧机构的运行。
2.根据权利要求1所述的伸缩式整体吊装型井架装置，其特征在于:所述的抬伸锁紧机构包括匹配设置于所述井架本体上段和下段的闸板固定孔、与所述闸板固定孔匹配设置的闸板和闸板伸缩油缸，当所述井架本体上段伸出所述井架本体下段处于最高端时，所述井架本体上段和下段内分别设置的闸板固定孔正好匹配相对，通过向所述闸板固定孔内插入所述闸板将所述井架本体上段和下段限位固定锁紧；所述闸板伸缩油缸匹配固定设置于所述井架本体下段上，所述闸板与所述闸板伸缩油缸传动连接、由闸板伸缩油缸驱动闸板进、出闸板固定孔完成井架本体上段和下段在最高抬伸位置的锁紧限位和分离；所述的控制台与所述闸板伸缩油缸连接，由所述控制台控制闸板伸缩油缸的运行。
3.根据权利要求1或2所述的伸缩式整体吊装型井架装置，其特征在于:所述的动滑轮组设置于一动滑轮支架的 滑轮轴上，所述的动滑轮支架与井架本体上段的下端铰接。
专利摘要本实用新型公开了一种伸缩式整体吊装型井架装置，井架本体分为井架本体上段和井架本体下段；井架本体上段设置于井架本体下段内，井架本体上段和下段之间设置有滚轮装置；当井架本体上段完全缩回下段内处于水平位置时井架装置整体的重心位于井架支撑台的中央位置；在井架本体上段和下段之间设置有井架伸缩驱动装置；在井架支撑台上设置有井架起升液缸驱动所述的井架本体下段从水平状态转至直立状态。本实用新型的井架装置设计独特巧妙，无需大的拆装，整体起吊、省时省力，从而大大地节约使用成本和维护成本，提高使用、安装效率和安全性。
文档编号E21B15/02GK203097737SQ20122047544
公开日2013年7月31日 申请日期2012年9月18日 优先权日2012年9月18日
发明者郭厚林, 鲍勃·唐纳利, 岳鹏, 李纪麟 申请人:国民油井华高石油设备(上海)有限公司