专利名称：一种井架与人字架的联接装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油钻井设备，进一步涉及一种井架与人字架的联接装置。
背景技术：
目前，现有技术中石油钻机井架与人字架的联接主要采用以下两种方式
方式一、U形卡联接
如图1所示，为现有技术中采用U形卡联接的方式，其中，井架与人字架背靠背联接，在顶杠上增加u形卡，井架通过u形卡与人字架进行联接。井架的调节依靠调节顶杠和u形卡上的螺纹螺杆螺母实现，井架与人字架联接件的受力形式为四边形受力状态。
方式二、销子联接
如图2所示，为现有技术中采用销子联接的方式，其中，井架与人字架背靠背联接，在 井架的耳板上增加销子，通过销子与人字架进行联接。井架的调节依靠加减井架前后腿中部 四法兰垫片完成。
上述两种方式存在一个共同的缺点，就是不能使井架的后腿与人字架垂直联接受力，导 致联接件呈四边形或三角形受力，致使井架受力复杂化，导致井架在钻井作业中，由于受到 重载交变应力的作用使得井架晃动，容易引起安全事故。并且上述两种方式还存在井架承载 力低下和井架调节不方便，费工费时等缺陷。
实用新型内容
本实用新型要解决的问题是提供一种井架与人字架的联接装置，使井架与人字架能够垂 直联接，使得井架后腿垂直受力，大大提高井架的承载能力和井架的稳定性，从而解决现有 技术中井架后腿与人字架无法垂直受力导致井架晃动的技术缺陷。
为达到上述目的，本实用新型公开了一种井架与人字架的联接装置，所述人字架上设置 有水平的联接支座，所述联接支座上设置有球形板，及位于所述球形板两侧的联接机构，所 述井架后腿设置有垂直调节机构，在所述垂直调节机构上设置有与所述联接机构固定配合的 固定板，所述垂直调节机构底部为与所述球形板配合的和尚头结构，在将所述联接机构与所 述固定板固定之后，所述和尚头结构与所述球形板配合使所述井架后腿垂直。
作为本实用新型的一个实例，上述垂直调节机构包括嵌入所述井架后腿的丝杠支座，旋 入所述丝杠支座的调节丝杠，在所述调节丝杠伸出所述丝杠支座处设置有锁紧螺母，所述锁 紧螺母将所述调节丝杠与所述丝杠支座锁紧，所述调节丝杠底部设置有和尚头结构。
在上述实例中，所述调节丝杠伸出所述丝杠支座的部分还设置有圆孔，通过调节杆穿入 所述圆孔中旋转所述调节丝杠，调节所述调节丝杠深入所述丝杠支座的长度使所述井架垂直。
在上述实例中，所述丝杠支座内设置有至少一个油杯，通过所述油杯中的油脂润滑所述 调节丝杠和所述丝杠支座的螺扣。
作为本实用新型的另一个实例，上述垂直调节机构包括嵌入所述井架后腿的活塞缸座和 活塞杆，所述活塞杆的上部为与所述活塞缸座配合的活塞，所述活塞杆的底部设置有和尚头 结构。
在上述实例中，还包括与所述活塞缸座相连的外部液压泵，通过所述外部液压泵调节所 述活塞杆的升降。
作为本实用新型的另一个实例，上述联接机构焊接在所述联接支座上，包括焊接在所述 联接支座上的两个耳板，两个所述耳板穿过一横轴，所述横轴穿过球铰螺栓的底部，所述球 铰螺栓围绕所述横轴旋转，在所述球铰螺栓的顶部设置有与所述垂直调节机构上固定板配合 的紧固装置。
在上述实例中，所述横轴由穿过所述两个耳板的销子，及抗剪销和别针构成。
在上述实例中，所述与固定板配合的紧固装置具体为套接在所述球铰螺栓上部的压板， 以及所述压板上方旋接在所述球铰螺栓上的旋紧螺母。
在上述实例中，所述垂直调节机构的两侧和井架后腿分别焊接有筋板。 本实用新型的技术方案具有以下优点，本实用新型通过井架后腿上垂直调节机构的和尚 头结构与联接支座上的球形板配合，使井架后腿能够保持垂直。并且还能够通过本实用新型 所公开的垂直调节机构快速调节井架与人字架的联接，能够快速将井架调整至垂直状态，改 进石油钻机井架主体结构受力，从而提高井架整体的稳定性和承载能力，并縮短井架与人字 架的安装调节时间，提高效率。
图1为现有技术中采用U形卡联接的方式； 图2为现有技术中采用销子联接的方式；
图3为K型井架与人字架通过本实用新型联接装置联接的结构示意图;
图4为本实用新型垂直调节机构正剖面视图5为本实用新型垂直调节机俯视图6为本实用新型丝杠支座中设置油杯的示意图7为本实用新型人字架联接支座上球形板和联接机构的正视图8为本实用新型联接机构的侧视图9为本实用新型井架与人字架的联接装置示意图10为本实用新型A型井架与人字架联接的示意图11为本实用新型A型井架与人字架联接的垂直调节机构正剖面视图12为本实用新型A型井架与人字架联接的设置外部液压泵的示意图13为本实用新型垂直调节机构与联接机构配合固定的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述
实施例一，K型井架与人字架的联接装置
如图3所示，为K型井架与人字架通过本实用新型联接装置联接的结构示意图。在人字 架1上设置有水平的联接支座4，联接支座4可焊接在人字架1上，K型井架2的井架后腿3 落在该联接支座4上，通过井架后腿3上垂直设置的垂直调节机构5和联接支座4上的联接 机构6配合，将井架后腿3垂直固定在联接支座4上。在本实用新型中，垂直调节机构5和 联接机构6配合具体为垂直调节机构5的底部为和尚头结构，在联接机构6上对应于垂直 调节机构5底部的位置设置有球形板20，该球形板20的形状与和尚头结构的形状相互配合。
分别如图4和图5所示，为本实用新型垂直调节机构正剖面视图和俯视图，该垂直调节 机构5嵌焊于K型井架2的井架后腿3的工字钢中，并使其与井架后腿3—起垂直受力。垂 直调节机构5的两侧设置有与联接机构6配合固定的固定板11，固定板11上设置有可使联 接机构6的球铰螺栓15卡入的U型凹槽，通过拧紧球铰螺栓15上部的旋紧螺母16,压迫球 铰螺栓15上的压板17与固定板11紧密接触，从而将垂直调节机构5和联接机构6相互固定。 其中，优选地，还可在固定板11上设置挡板12以防止球铰螺栓15滑出。
作为本实用新型的一个具体实施例，垂直调节机构5包括嵌入井架后腿3工字钢中的丝 杠支座9，旋入该丝杠支座9的调节丝杠8，在调节丝杠8伸出丝杠支座9处设置有锁紧螺母 7，锁紧螺母7能够将调节丝杠8与丝杠支座9锁紧，在调节丝杠8的底部设置有和尚头结构。 为了加强固定还可在丝杠支座9的两侧与井架后腿3之间分别焊接筋板10。在调节丝杠8伸
出丝杠支座9的部分还设置有圆孔14，通过调节杆穿入圆孔14中旋转调节丝杠8，能够调节 调节丝杠8深入丝杠支座9的长度使井架后腿3垂直。
作为本实用新型优选方案，还可在丝杠支座9中设置至少一个油杯13，通过油杯13中 的油脂润滑调节丝杠8和丝杠支座9的螺扣。如图6所示，为本实用新型丝杠支座中设置油 杯的示意图。
如图7所示，为本实用新型人字架联接支座上球形板和球形板两侧联接机构的正视图， 球形板20和球形板20两侧的联接机构6焊接在联接支座4上，其中联接机构6包括焊接在 所述联接支座上的两个耳板18，两个耳板18穿过一横轴19，横轴19穿过球铰螺栓15的底 部，球铰螺栓15能够围绕横轴19旋转，在球铰螺栓15的顶部设置有与垂直调节机构上固定 板配合的紧固装置。该紧固装置在本实用新型中具体为套接在球铰螺栓15上部的压板17， 以及压板17上方旋接在球铰螺栓15上的旋紧螺母16。
作为本实用新型的一个具体实施例，本实用新型还公开了由销子22，及抗剪销21和别 针23代替上图中的横轴19的模式。如图8所示为本实用新型联接机构的侧视图，球铰螺栓 15用销子22、抗剪销21和别针23固定在耳板18座中，球铰螺栓15可围绕销子22旋转。
如图9所示，为本实用新型井架与人字架的联接装置示意图，在K型井架2的井架后腿 3落在联接支座4上之后，分别将联接支座4上的两个球铰螺栓15旋转到垂直状态，卡入垂 直调节机构5两侧的固定板11的U型凹槽中，并旋紧球铰螺栓15上的旋紧螺母16，从而使 井架后腿3与联接支座4固定。本实用新型还可通过井架后腿3上的垂直调节机构5快速调 节井架后腿3的垂直度。通过上述实施例使联接支座4能够垂直承受K型井架2的压力并将 其按照比例经人字架1的前后腿传入地面支座中。这样就能够减少井架的晃动，提高井架整 体的稳定性和承载能力。
实施例二， A型井架与人字架的联接装置
该实施例与实施例一的不同点在于，该实施例的垂直调节机构使用液压活塞进行调节， 通过外部液压泵调节活塞杆的升降，从而达到调节井架后腿3垂直的目的。
如图10所示，为本实用新型A型井架与人字架联接的示意图，在人字架1上设置有水 平的联接支座4， A型井架24的井架后腿25落在该联接支座4上，通过井架后腿25上垂直 设置的垂直调节机构26和联接支座4上的联接机构6配合，将井架后腿25垂直固定在联接 支座4上。在该实施例中，垂直调节机构26的结构分别如图11和图12所示，图13为本实 用新型垂直调节机构26与联接机构6配合固定的示意图。
该实施例中的垂直调节机构26包括嵌入井架后腿25的活塞缸座27，和活塞杆28，活塞 杆28的上部为与活塞缸座27配合的活塞，该活塞可带有橡胶密封圈。活塞杆28的底部设置 有和尚头结构，该和尚头结构与联接机构6上球形板20的形状相互配合。其中具体地，活塞 缸座27的上部嵌焊于井架后腿25中，活塞缸座27的下部通过固定螺栓29与活塞缸座27的 上部固定到一起，液压系统管线30分别安装在活塞缸座27的上部和下部，该结构类似于液 压千斤顶的构造。通过外部液压泵可以调节活塞杆28的升降。其中，外部液压泵可采用手动 或自动的方式。同样通过该实施例对活塞杆28的调节也能够达到调整井架后腿25垂直的目 的。
本实用新型通过井架后腿上垂直调节机构的和尚头结构与联接支座上的球形板配合，使 井架后腿能够保持垂直。并且还能够通过本实用新型所公开的垂直调节机构快速调节井架与 人字架的联接，能够快速将井架调整至垂直状态，改进石油钻机井架主体结构受力，从而提 高井架整体的稳定性和承载能力，并縮短井架与人字架的安装调节时间，提高效率。
本实用新型能够改进石油钻机井架主体结构受力，提高井架整体稳定性，经过计算本实 用新型能够提高井架的承载能力23%，縮短井架与人字架联接安装调节时间，调节速度由传 统4小时减少到半小时，提高工效5-8倍，并且本实用新型还具有结构简单的特点。
本实用新型应用于研发的新型ZJ70D钻机井架中，经国家石油钻机井架检测质量认证认 可专业机构——井架研究室应用大型有限元分析软件ANSYS反复力学计算验证，此技术使 在井架，底座重量基本增加很少(5%)情况下，使其承载能力由4500KN大幅提高到5850KN。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也 应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1、一种井架与人字架的联接装置，其特征在于，所述人字架上设置有水平的联接支座，所述联接支座上设置有球形板，及位于所述球形板两侧的联接机构，所述井架后腿设置有垂直调节机构，在所述垂直调节机构上设置有与所述联接机构固定配合的固定板，所述垂直调节机构底部为与所述球形板配合的和尚头结构，在将所述联接机构与所述固定板固定之后，所述和尚头结构与所述球形板配合使所述井架后腿垂直。
2、 如权利要求1所述井架与人字架的联接装置，其特征在于，所述垂直调节机构包括嵌 入所述井架后腿的丝杠支座，旋入所述丝杠支座的调节丝杠，在所述调节丝杠伸出所述丝杠 支座处设置有锁紧螺母，所述锁紧螺母将所述调节丝杠与所述丝杠支座锁紧，所述调节丝杠 底部设置有和尚头结构。
3、 如权利要求2所述井架与人字架的联接装置，其特征在于，所述调节丝杠伸出所述丝 杠支座的部分还设置有圆孔，通过调节杆穿入所述圆孔中旋转所述调节丝杠，调节所述调节 丝杠深入所述丝杠支座的长度使所述井架垂直。
4、 如权利要求2或3所述井架与人字架的联接装置，其特征在于，所述丝杠支座内设置 有至少一个油杯，通过所述油杯中的油脂润滑所述调节丝杠和所述丝杠支座的螺扣。
5、 如权利要求1所述井架与人字架的联接装置，其特征在于，所述垂直调节机构包括嵌 入所述井架后腿的活塞缸座和活塞杆，所述活塞杆的上部为与所述活塞缸座配合的活塞，所 述活塞杆的底部设置有和尚头结构。
6、 如权利要求5所述井架与人字架的联接装置，其特征在于，还包括与所述活塞缸座相 连的外部液压泵，通过所述外部液压泵调节所述活塞杆的升降。
7、 如权利要求l、 2、 3、 5或6所述井架与人字架的联接装置，其特征在于，所述联接 机构焊接在所述联接支座上，包括焊接在所述联接支座上的两个耳板，两个所述耳板穿过一 横轴，所述横轴穿过球铰螺栓的底部，所述球铰螺栓围绕所述横轴旋转，在所述球铰螺栓的 顶部设置有与所述垂直调节机构上固定板配合的紧固装置。
8、 如权利要求7所述井架与人字架的联接装置，其特征在于，所述横轴由穿过所述两个 耳板的销子，抗剪销和别针构成。
9、 如权利要求7所述井架与人字架的联接装置，其特征在于，所述与固定板配合的紧固 装置具体为套接在所述球铰螺栓上部的压板，以及所述压板上方旋接在所述球铰螺栓上的旋 紧螺母。
10、 如权利要求1所述井架与人字架的联接装置，其特征在于，所述垂直调节机构的两侧和井架后腿分别焊接有筋板:
专利摘要本实用新型公开了一种井架与人字架的联接装置，所述人字架上设置有水平的联接支座，所述联接支座上设置有球形板，及位于所述球形板两侧的联接机构，所述井架后腿设置有垂直调节机构，在所述垂直调节机构上设置有与所述联接机构固定配合的固定板，所述垂直调节机构底部为与所述球形板配合的和尚头结构，所述和尚头结构与所述球形板配合使所述井架后腿垂直。通过井架后腿上垂直调节机构的和尚头结构与联接支座上的球形板配合，使井架后腿能够保持垂直。并且还能够通过垂直调节机构能够快速将井架调整至垂直状态，改进石油钻机井架主体结构受力，从而提高井架整体的稳定性和承载能力，并缩短井架与人字架的安装调节时间，提高效率。
文档编号E21B15/00GK201180500SQ20082000511
公开日2009年1月14日 申请日期2008年3月7日 优先权日2008年3月7日
发明者何为良, 彬 王 申请人:中石理想石油装备(北京)有限公司;何为良