一种石油钻机用液压提升设备的制作方法

本实用新型涉及石油钻井领域，具体涉及一种石油钻机用液压提升设备。

背景技术：

在油田钻井作业中，常需进行甩钻具，提吊钻井工具，往井架高空输送物件等吊装作业。目前普遍做法是使用风动/液压绞车等提升工具进行作业。1）由于受设备尺寸及滚筒容绳量的限制，钢丝绳直径一般较小（通常Ø20mm以下），普遍存在钢丝绳在滚筒上缠绕时钢丝绳不整齐等现象，从而引起钢丝绳过快磨损、断丝、夹绳等，影响作业效率，存在安全隐患。油田现场已多次发生因钢丝绳断裂而高空掉物的安全事故。2）由于受设备体积、结构、操作方式等影响，一般把设备露天放置在钻台面前方左、右两侧，占据了很大的空间（约4m²），造成了极大的浪费。3）风动绞车/液压绞车采用手动、就地控制，难以实现机械化、自动化，且露天作业难免风吹日晒雨打雪飘，尤其在冬天，雨天等天气，人员操作不便，效率低，存在一定安全隐患。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提出了一种石油钻机用液压提升设备，其结构设计合理，能避免一般提升工具滚筒缠绳时出现的乱绳问题，延长提升钢丝绳的寿命，提高钻井效率；提升主机随井架高位一体安装，无需频繁拆卸，节约了钻台面空间；提升主机采用“电动控制”方式，可实现远程、多地、多台设备集中控制，满足室外内操作的要求，使用安全、高效。

本实用新型的技术方案如下：

上述的石油钻机用液压提升设备，包括提升主机、提升钢丝绳、导向滑轮和电动控制系统；所述提升主机固定在石油钻井架上，其包括竖直安装在石油钻井架上的提升主机筒体、匹配安装在所述提升主机筒体上的提升主机活塞杆、匹配安装在所述提升主机活塞杆的头端上的动滑轮组以及匹配安装于所述提升主机筒体的外壁上的静滑轮组；所述动滑轮组的主轴与所述静滑轮组的主轴在空间上成相互垂直；所述提升主机筒体通过液压管线连接所述电动控制系统并通过所述电动控制系统与石油钻机中的液压系统连接；所述导向滑轮安装在位于所述提升主机上方的石油钻井架上；所述提升钢丝绳一端固定在所述提升主机筒体，另一端穿过所述动滑轮组和静滑轮组，再依次经过所述导向滑轮和天车上的辅助滑轮下到钻台面，同时，所述提升钢丝绳的另一端末端还设置有用于提吊重物的旋转吊钩；所述电动控制系统包括安全阀、比例换向阀、比例放大器和电位计；所述安全阀采用溢流阀，其进油口连接连接石油钻机中的液压系统，主回油口连接石油钻机的液压回油槽；所述比例换向阀采用三位四通比例阀，其进油口连通所述安全阀的进油口，主回油口与所述安全阀的主回油口连通；同时，所述比例换向阀的工作进油口连接所述提升主机筒体尾端的进油口，所述比例换向阀的工作回油口连接所述提升主机筒体首端的回油口；所述比例放大器一端电连接所述比例换向阀的接电端，另一端电连接所述电位计。

所述石油钻机用液压提升设备，其中：所述提升主机是通过安装支架整体固定在石油钻井架上；所述提升主机筒体通过所述安装支架竖直安装在所述石油钻井架上。

所述石油钻机用液压提升设备，其中：所述提升钢丝绳一端固定在所述安装支架上且设置有缓冲弹簧。

所述石油钻机用液压提升设备，其中：所述提升主机筒体的外壁顺长布设有液压管，尾端焊接有液压管线支架；所述提升主机活塞杆一端穿入所述提升主机筒体内部，另一端伸出所述提升主机筒体的外部。

所述石油钻机用液压提升设备，其中：所述液压管线一端穿过所述液压管线支架匹配连接所述液压管，另一端与所述电动控制系统连接。

所述石油钻机用液压提升设备，其中：所述动滑轮组匹配安装于所述提升主机活塞杆伸出所述提升主机筒体外部的一端，所述静滑轮组匹配安装于所述提升主机筒体的中上段外壁。

所述石油钻机用液压提升设备，其中：所述动滑轮组和静滑轮组上设置的滑轮数为n×n个，n为偶数；穿过所述动滑轮组与静滑轮组之间的所述提升钢丝绳的根数为2n，则所述动滑轮组每移动1米，对应设置在所述提升钢丝绳上的所述旋转吊钩上升或下降2n米。

有益效果：

与现有风动绞车等钻机提升工具相比，本实用新型石油钻机用液压提升设备具有以下显著优点：

（1）本实用新型避免了风动/液压绞车等提升工具普遍存在的钢丝绳缠绳不整齐等现象，从而引起钢丝绳断丝、夹绳、过快磨损等现象，提高了作业效率，减少安全隐患。

（2）本实用新型的提升主机随石油钻井架左/右片架高位安装，无需重复拆装，方便施工,设备不占用钻台面积，极大提高了钻台面空间的利用率。

（3）本实用新型采用“电动控制”方式即采用电动控制系统对提升主机进行控制，满足室外或室内远程控制要求，避免了风、雨、雪等恶劣天气露天作业所带来的操作不便，安全隐患等情况；可实现多台设备集中控制，单人同时操作多台设备，安全，高效。

（4）本实用新型可取代风动绞车等普通提升工具，使得钻机系统用气量减少了70%-80%，可有效减少空压机的启动次数，增长了空压机的寿命。

附图说明

图1为本实用新型石油钻机用液压提升设备安装在石油井架上的结构示意图；

图2为本实用新型石油钻机用液压提升设备的图1中B区域的结构放大图；

图3为本实用新型石油钻机用液压提升设备的A方向的结构示意图；

图4为本实用新型石油钻机用液压提升设备的图3中C区域的放大图；

图5为本实用新型石油钻机用液压提升设备的提升主机的主视图；

图6为本实用新型石油钻机用液压提升设备的提升主机的左视图；

图7为本实用新型石油钻机用液压提升设备的电动控制系统与提升主机的连接原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。

如图1至7所示，本实用新型石油钻机用液压提升设备，包括提升主机1、安装支架2、提升钢丝绳3、导向滑轮4、液压管线5和电动控制系统6。

该提升主机1为通过单耳板和管夹固定在安装支架2上的一对，每个提升主机1和安装支架2的整体通过耳板或U型螺栓等方式固定在石油钻井架7的背梁或左/右片架上。每个提升主机1包括提升主机筒体11、提升主机活塞杆12、动滑轮组13和静滑轮组14。该提升主机筒体11通过安装支架2竖直安装在石油钻井架7上，其外壁顺长布设有液压管111，尾端焊接有液压管线支架112。该提升主机活塞杆12一端穿入该提升主机筒体11内部，另一端伸出提升主机筒体11外部。该动滑轮组13和静滑轮组14上设置的滑轮数为n×n个，n为偶数；该动滑轮组13匹配安装于该提升主机活塞杆12伸出提升主机筒体11外部的一端，该静滑轮组14匹配安装于该提升主机筒体11的中上段外壁；该动滑轮组13的主轴与静滑轮组14的主轴在空间上成相互垂直；该动滑轮组13与静滑轮组14之间通过提升钢丝绳3相连。

该提升钢丝绳3一端固定在安装支架2上且设置有缓冲弹簧31，另一端采用“花穿”的方式穿过提升主机1的动滑轮组13和静滑轮组14，再依次经过导向滑轮4和天车上的辅助滑轮再下到石油钻机8的钻台面81，该提升钢丝绳3的另一端末端设置有旋转吊钩32，用于提吊重物；其中，该动滑轮组13与静滑轮组14之间的提升钢丝绳3的根数为2n，则动滑轮组13每移动1米，对应的提升钢丝绳3上的旋转吊钩32上升或下降2n米。

该导向滑轮4安装在位于提升主机1上方的石油钻井架7上，用于引导提升钢丝绳3。

该液压管线5一端穿过提升主机筒体11尾端的液压管线支架112与液压管111匹配连接，该液压管线5另一端与电动控制系统6连接；其中，该提升主机1通过液压管线5和电动控制系统6供油，以使提升主机活塞杆12及动滑轮组13上下运动，从而带动提升钢丝绳3上的旋转吊钩32上、下提放重物。

该电动控制系统6设置在石油钻机8的钻台面81上且位于液压站9一侧，其包括安全阀61、比例换向阀62、比例放大器63和电位计64；其中，该安全阀61与比例换向阀62安装于连接提升机主机1与液压站9连接的液压管线5上。该安全阀61采用采用溢流阀，其进油口连接连接石油钻机8中的液压系统（即液压站9的油箱），主回油口连接石油钻机8中的液压回油槽（液压站9的液压回油槽）。该比例换向阀62采用三位四通比例阀，该比例换向阀62的进油口与该安全阀61的进油口连通，该比例换向阀62的主回油口与该安全阀61的主回油口连通；同时，该比例换向阀62的工作进油口连接提升主机1的提升主机筒体11尾端的进油口，该比例换向阀62的工作回油口连接提升主机1的提升主机筒体11首端的回油口。该比例放大器63一端连接比例换向阀62的接电端，另一端连接电位计64。

其中，设置安全阀61，当提升载荷过大时实现自动溢流泄压，起到过载保护作用；设置比例换向阀62、比例放大器63和电位计64实现对提升机速度可调的上、下运动控制，具体是通过操作电位计64输出连续可调的电压信号给比例放大器63，通过比例放大器63进行信号放大，从而控制比例换向阀62进行换向及输出压力/流量连续可调的压力油，以实现对提升主机1速度可调的上、下运动控制。本实用新型可设置多台提升主机1集中控制，可实现远程、多地、室内控制；通过电动控制系统6控制提升主机活塞杆12的伸出/缩回，使动滑轮组13和静滑轮组14产生相对移动，从而带动提升钢丝绳3的旋转吊钩32上、下提放重物。

本实用新型结构设计合理，能避免一般提升工具滚筒缠绳时出现的乱绳问题，延长钢丝绳的寿命，提高钻井效率；提升主机部分随井架高位一体安装，无需频繁拆卸，节约了钻台面空间；提升机控制部分采用“电动控制”方式，可实现远程、多地、多台设备集中控制，满足室外内操作的要求，安全，高效。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。