钻井用井架结构及钻井系统的制作方法

本实用新型涉及一种海上钻井技术，尤其涉及一种钻井用井架结构及钻井系统。

背景技术：

石油作为一种战略性资源，对推动国家发展有着至关重要的意义。近年来，我国对石油的需求快速增长，海洋油气发展迅猛，采油设备种类、结构也越来越复杂。

传统的双钻机井架为大四支撑柱或更多支撑柱支撑的A型塔式结构，不但钻机位于井架结构内部，而且大部分与钻井相关的设备设施也布置在井架结构内。受限于井架结构的尺寸，工作面上的设备设施布置起来极为困难，并且在钻井设备作业期间也会出现相互交叉和干涉的状况，存在较大的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能既能提高钻井效率，又能够避免钻井设备作业期间出现相互交叉和干涉的钻井用井架结构及钻井系统。

本实用新型提出一种钻井用井架结构，其包括顶架结构和支撑结构，所述顶架结构横跨于所述支撑结构之上，所述支撑结构垂直于所述顶架结构，所述顶架结构包括支撑区和安装区，所述安装区包围支撑区，所述安装区用于安装钻井的设备，所述支撑结构固定安装于所述顶架结构的支撑区。

进一步的，所述支撑结构的长度延伸方向设有导向结构，所述导向结构固定于所述支撑结构。

进一步的，所述导向结构还包括引导杆，所述引导杆与所述导向结构配合设置，所述引导杆用于引导钻井的钻机，钻机通过所述引导杆在导向结构上做垂向往复运动用于钻井作业，钻机回转扭矩通过该引导杆和导轨传递给井架结构。

进一步的，还包括钻台，所述支撑结构设于所述钻台的上方，所述支撑结构垂直于所述钻台，且支撑结构及顶架结构的所有重量及力矩均施加于钻台上。

进一步的，所述支撑结构包括四根支撑柱，四根所述支撑柱均分别与所述顶架结构垂直，四根所述支撑柱环绕分布形成内空的四方结构。

进一步的，所述支撑结构为四立柱钢质桁架式结构，所述支撑结构与所述顶架结构可拆卸联接。

进一步的，所述支撑结构为四立柱钢质桁架式，所述支撑结构与所述顶架结构是可拆卸式联接型式与固定式联接形式的组合型式。

进一步的，所述顶架结构包括上端面和下端面，所述上端面与下端面相对，所述上端面与下端面之间设有连接柱，所述连接柱设有连接点，两个相邻连接点设有第一加强筋。

进一步的，所述连接点位于所述连接柱的中点。

进一步的，还包括斜撑，所述斜撑、支撑结构、顶架结构三者之间组成三角结构，所述斜撑构件用于加强所述顶架结构和支撑结构。

本实用新型还提供另一种钻井系统，其包括如前所述的钻井用井架结构，其还包括两组钻井机构，每组钻井机构分别包括

用于钻机垂向往复运动的绞车，设于所述井架支撑结构环围内的底部位置；

天车，设于所述顶架结构的安装区；

游车，位于所述天车的下方，且设于所述支撑结构的外部；

钻机，设于所述游车的下方；

钻井大绳，依次穿过所述绞车、天车、游车牵引所述钻机。

进一步的，所述钻机位于井架支撑结构的外侧面，外侧面布置有垂向双导向结构，所述导向结构安装于支撑结构上。

进一步的，所述绞车在所述支撑结构内的底部对称设置。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型的顶架结构和支撑结构相互垂直组成T型井架，支撑结构内部空间较大，内部可以布置部分钻井设备。由于T型井架支撑结构垂向投影截面明显小于普通A型结构式的井架支撑结构垂向投影截面，并且顶架结构下方为无障碍空间，使得该结构在钻台设备布置和空间利用上具有明显优势。可以有效避免钻井设备交叉作业期间出现相互干涉的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的钻井用井架结构示意图。

图2为本实用新型实施例所述的钻井用井架结构外形图。

具体实施方式

为了进一步说明本实用新型的原理和结构，现结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明。

请参阅图1，钻井用井架结构包括顶架结构100和支撑结构200。顶架结构100横跨在支撑结构200上方，顶架结构100和支撑结构200形成T型结构。顶架结构100和支撑结构200均为钢质结构。顶架结构100与支撑结构200之间采用焊接连接。T型的井架结构为钢质桁架式结构，即顶架结构为钢质桁架式结构。支撑结构为钢质桁架式结构。在保证井架结构强度的同时降低了整体结构的重量。支撑结构与顶架结构之间可以是全焊接型式，也可以是螺栓联接型式，同样也可以是上述方式的组合型式。换句话说，在另一实施例中，支撑结构为四立柱钢质桁架式结构，所述支撑结构与所述顶架结构可拆卸联接。又一实施例中，所述支撑结构为四立柱钢质桁架式，所述支撑结构与所述顶架结构是可拆卸式联接型式与固定式联接形式的组合型式。

具体的，顶架结构100包括安装区12和支撑区14。支撑区14用于安装支撑结构200。安装区12包围支撑区14。安装区12用于安装钻井的设备。

在本实施例中，顶架结构100的安装区12为分别位于支撑区14的左右两侧。左右的安装区12用于分别对应安装一套钻井设备。

具体的，本实施例的顶架结构100呈长方框体。顶架结构100包括上端面110和下端面120。上端面110与下端面120相对。支撑结构200固定安装在下端面120。上端面110与下端面120之间设有连接柱130。连接柱130设有连接点131。两个相邻连接点131设有第一加强筋133。每个连接点131与相对的连接柱130的端点之间设有第二加强筋135。第一加强筋131、第二加强筋135的设置一方面保证减轻顶架结构100的整体重量的同时，另一方面保证顶架结构100的稳固性。另一实施例中，连接点131设在连接柱130的中点。

支撑区14安装支撑结构200，并与顶架结构100固定连接。

支撑结构200设有四根支撑柱22，四根支撑柱22均分别与顶架结构100垂直，并且形成内空的四方结构。内空的支撑结构200用于收纳钻井机构的部分结构。支撑结构200设有导向结构24。导向结构24包括导轨，导轨固定的安装于支撑柱22。导轨的延伸方向与支撑柱22的延伸方向一致。

导向结构24还包括至少一个引导杆26，引导杆26与所述的导轨配合设置。引导杆26用于引导钻机的上下运动。本实施中，导轨的上下两端分别设有一个引导杆26，引导杆26引导钻机沿导轨上下滑动。

在另一实施例中，支撑结构200和顶架结构100之间设有斜撑300。斜撑300的两头分别固定于顶架结构100和支撑结构200，所述斜撑300、支撑结构200、顶架结构100三者之间组成三角结构。具体的，斜撑300的一端固定安装于顶架结构100的连接柱130，另一端固定安装于支撑柱22。斜撑300、连接柱130、支撑柱22三者组成三角结构，三角结构的形成，增强顶架结构100和支撑结构200的稳固性。

钻井用井架结构还包括钻台400，钻台400设于所述支撑结构200的下方。支撑结构200固定在钻台400上。支撑结构200垂直于钻台400。本实施例中，四根支撑柱22垂直于钻台400。支撑结构200垂直钻台400将整个钻井过程中产生的钻井反力传递给其底部与之相连的钻台400。同时，支撑结构及顶架结构的所有重量及力矩均施加于钻台上。

本实用新型的顶架结构和支撑结构相互垂直组成T型井架，支撑结构内部空间较大，钻井的设备可以部分设于井架内部，可以能够避免钻井设备作业期间出现相互交叉和干涉可以该型井架较普通井架结构型式在钻台占用面积上具有明显优势。支撑结构垂直顶架结构，则井架的跨距较小，钻台可用面积较常规类型双钻机井架有较大提高，可以布置更多钻台设备。钻井系统的设备也可以实现无障碍进出钻台，可有效提高钻井效率。

本实施例还提供一种钻井系统，钻井系统包括钻井用井架结构，其还包括两组的钻井机构50，每组钻井机构50分别包括绞车51、天车52、游车53、钻机54、钻井大绳55。

钻机系统可以单独安装一套，也可以对称安装两套。在此，以设有两套钻井机构为例，进行说明。

绞车51安装于支撑结构200的中空结构内的底部。两组绞车51的设置方向一致。绞车51的长度延伸方向与顶架结构100的长度延伸方向垂直。

天车52设于顶架结构100的安装区12。并且位于顶架结构100的上端面110。游车53设于天车52的下方，且位于支撑结构200的外部。

钻机54设于游车53的下方，支撑结构200的外侧面。外侧面设有垂向双导轨结构，导向结构安装于支撑结构。钻机54沿导向结构24可上下运动。导向结构24的设置，保证钻机54的打钻方位保持一致，确保钻井的精度。同时，导向结构24可以约束钻机54做垂向运动的同时，将钻机54的回转扭矩传递到支撑结构200上。即，钻机54通过导向结构24完成起升、下降作业以及回转力矩的传导。

钻井大绳55依次穿过绞车51、天车52、游车53牵引钻机54。钻机54的上下运动是通过井架内的钻井绞车51带动钻井钢丝绳经滑轮组和游车53传动给钻机54来实现。

当设有两组钻井机构时，每组钻井机构的绞车均安放在中空结构内的底部。两组钻井系统可以实现各自钻井；也可以实现一组钻井，另一组进行钻井辅助工作。

游车设置于支撑结构的外部，避免出现相互交叉、干涉。

T型结构的井架较小的投影面积的设计既可充分利用井架内的富裕空间，又可以解决钻台面积不足的设备布置难题。

以上仅为本实用新型的较佳可行实施例，并非限制本实用新型的保护范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本实用新型的保护范围内。