一种适应顶驱随井架运输的车载作业机及其作业方法与流程

1.本发明涉及车载钻机技术领域，尤其涉及一种适应顶驱随井架运输的车载作业机及其作业方法。


背景技术：

2.随着“一趟钻”技术的深入推广，起下钻次数减少，井架的转场更加频繁，车载钻机的数量不断增加。
3.现有的车载作业机虽然进行了模块化处理，减小了井架的体积，以满足车载的要求，但后续井架的安装和拆卸过程繁琐，包括井架上的自动化工具的布置费时费力，导致井架的转场效率低。


技术实现要素：

4.针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种适应顶驱随井架运输的车载作业机及其作业方法，其解决了现有技术中存在的井架安装拆卸过程以及井架中自动化设备的布置过程繁琐的问题。
5.根据本发明的实施例，一种适应顶驱随井架运输的车载作业机，包括拖运车、钻台和安装于拖运车上的“k”形井架，井架包括井架下体和滑动安装于井架下体内的井架上体，井架下体和井架上体之间布置有井架上体的起升油缸，拖运车的尾部设置有铰接架，井架下体中的井架后腿铰接于铰接架上，拖运车上设置有用于推动井架下体绕铰接架上的铰接轴转动的井架起升油缸，钻台顶部设置有用于与井架下体的井架前腿连接的连接耳板，钻台的侧壁设置有用于与拖运车尾部的耳板连接的定位耳板，拖运车底部设置有可顶升拖运车并拉动拖运车在水平和竖直方向上移动的调节装置，井架下体和井架上体上分别布置有对顶驱导向和固定的第一导轨和第二导轨。
6.优选的，所述第一导轨和第二导轨平行设置，所述顶驱的两侧均设置有滑块，滑块的活动端布置有夹持块，夹持块侧壁上开设有恰好可容纳所述第一导轨和第二导轨的开槽。
7.优选的，所述滑块、第一导轨和第二导轨上均设置有销孔，且在所述井架处于收缩状态时，所述滑块、第一导轨和第二导轨上的销孔处于贯通状态。
8.优选的，所述滑块的开槽内设置有润滑油孔，所述顶驱内设置有润滑油喷枪，润滑油喷枪的输出端位于润滑油孔内。
9.优选的，所述调节装置包括升降油缸、左右调节油缸和前后调节油缸，升降油缸竖直设置，且升降油缸的油缸座设置于所述拖运车的底部，左右调节油缸和前后调节油缸设置于升降油缸正下方的地面，前后调节油缸的油缸座固定于地面，左右调节油缸滑动设置并与前后调节油缸的活塞连接，左右调节油缸的活塞上连接有用于与升降油缸的活塞连接的连接块。
10.优选的，所述井架后腿的长度大于所述井架前腿的长度。
11.优选的，所述钻台为高度固定式钻台。
12.优选的，所述井架下体的活动端铰接有二层台，二层台的活动端通过缆绳与所述井架上体的活动端上的天车总成连接。
13.一种适应顶驱随井架运输的车载作业机的作业方法，包括以下步骤： 步骤一：连接，控制拖运车倒车至钻台的井架安装侧，在升降油缸的下方地面安装左右调节油缸和前后调节油缸，将前后调节油缸的油缸座固定于地面，将左右调节油缸的油缸座连接在前后调节油缸的活塞上，控制升降油缸的活塞伸出并将其连接在左右调节油缸上的连接块上，此时拖运车处于悬空状态； 步骤二：定位，控制升降油缸调节拖运车上井架的高度，控制左右调节油缸推动连接块移动，带动升降油缸和拖运车左右移动，控制前后调节油缸推动左右调节油缸的油缸座移动，带动拖运车前后移动，并使得拖运车尾部的耳板与钻台侧壁的定位耳板对接，实现井架的定位； 步骤三：顶升，通过井架起升油缸推动井架下体绕井架后腿与铰接架的铰接轴转动，并使得井架下体转动至竖直状态，此时井架前腿与钻台顶部的连接耳板对接，通过销轴进行井架前腿的固定； 步骤四：起升，通过井架下体和井架上体之间的起升油缸推动井架上体起升，将井架上体的底端与井架下体的顶端通过销轴固定，取出顶驱固定用的销轴，通过天车总成将二层台拉动至水平状态，通过销轴将二层台固定在井架下体上。
14.相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：1、井架随车运输，井架后腿铰接在拖运车的尾部，井架前腿铰接在钻台的顶部，同时能够使得井架直立，井架的安装仅涉及到拖运车与钻台的对接和井架前腿与钻台的对接，井架安装和拆卸过程简单，提高了车载作业机的转场效率。
15.2、顶驱随井架运输，无需在每次经常转运前拆卸顶驱，减小钻前的设备安装工作量，提高井架的安装效率。
16.3、钻台固定设置，在安装井架前不需要调整钻台的高度，钻台上原先布置的自动化工具，在井架安装前不需要拆除，在井架安装完毕后即可进行钻井工作，通过调节装置调节拖运车的高度，完成对接后即可进行井架的迅速安装，提高了钻井工作的工作效率，同时提高了钻台的通用性。
附图说明
17.图1为本发明实施例中车载作业机的结构示意图。
18.图2为本发明实施例中车载作业机中井架的侧视图。
19.图3为本发明实施例中车载作业机的井架运输过程的结构示意图。
20.图4为本发明实施例中车载作业机的井架对接过程的结构示意图。
21.图5为本发明实施例中车载作业机的顶升结构的结构示意图。
22.图6为本发明实施例中车载作业机的调节装置的结构示意图。
23.图7为本发明实施例中车载作业机的井架装配完成的结构示意图。
24.图8为本发明实施例中车载作业机的井架起升完成的结构示意图。
25.上述附图中：1、拖运车；2、井架下体；3、井架上体；4、铰接架；5、井架后腿；6、井架前腿；7、井架起升油缸；8、天车总成；9、二层台；10、顶驱；11、升降油缸；12、滑块；13、钻台；14、井口中心；15、左右调节油缸；16、连接块；17、前后调节油缸；18、动力猫道；21、第一导
轨；31、第二导轨。
具体实施方式
26.下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
27.如图1-8所示，为提高车载作业机的转场效率。本发明提出一种适应顶驱随井架运输的车载作业机，包括拖运车1、钻台13和安装于拖运车1上的“k”形井架，井架包括井架下体2和滑动安装于井架下体2内的井架上体3，井架下体2和井架上体3之间布置有井架上体3的起升油缸，拖运车1的尾部设置有铰接架4，井架下体2中的井架后腿5铰接于铰接架4上，拖运车1上设置有用于推动井架下体2绕铰接架4上的铰接轴转动的井架起升油缸7，钻台13顶部设置有用于与井架下体2的井架前腿6连接的连接耳板，钻台13的侧壁设置有用于与拖运车1尾部的耳板连接的定位耳板，拖运车1底部设置有可顶升拖运车1并拉动拖运车1在水平和竖直方向上移动的调节装置，井架下体2和井架上体3上分别布置有对顶驱10导向和固定的第一导轨21和第二导轨32。
28.井架下体2设置井架后腿5和井架前腿6，井架后腿5转动连接于拖运车1尾部的铰接架4上，井架前腿6可安装于钻台13的作业面，使得井架更易于起升和转运，安装过程不会对钻台13的作业面产生较多的影响，钻台13上可提前布置动力猫道18，并在井架起升完全后，即可进行钻井工作；井架后腿5和井架前腿6的布置方式，使得井架起升后为直立形式，方便对准井口中心14，在钻井工作中，顶驱10的移动为竖直方向的移动，能够避免井架产生晃动，使得钻机工作时始终能够对准井口中心，提高钻井工作的质量。顶驱10可随车运输，在运输过程中通过第一导轨21和第二导轨31对顶驱10进行支撑。
29.如图2所示，为实现第一导轨21和第二导轨31对顶驱10的导向和支撑。所述第一导轨21和第二导轨31平行设置，所述顶驱10的两侧均设置有滑块12，滑块12的活动端布置有夹持块，夹持块侧壁上开设有恰好可容纳所述第一导轨21和第二导轨31的开槽。井架下体2的相对内壁上均设置第一导轨21，井架上体3的相对内壁上均设置第二导轨31，在顶驱10的工作过程中，当顶驱10位于井架下体2内时，通过第一导轨21配合夹持块对顶驱10的移动进行导向，当顶驱10位于井架上体3内时，通过第二导轨31配合夹持块对顶驱10的移动进行导向；在顶驱10岁井架转运的过程中，通过第一导轨21和第二导轨31共同对顶驱10进行支撑，同时，在拖运车1颠簸时，能够避免顶驱10晃动。
30.作为本发明优选的实施方式，为实现顶驱10的固定。所述滑块12、第一导轨21和第二导轨31上均设置有销孔，且在所述井架处于收缩状态时，所述滑块12、第一导轨21和第二导轨31上的销孔处于贯通状态。通过销轴同时穿过滑块12、第一导轨21和第二导轨31，既能实现顶驱10的固定，而且减少了穿销的次数，提高了工作效率；可利用井架下体2和井架上体3之间用于固定的销孔进行顶驱10的固定。
31.作为本发明优选的实施方式，为减少滑块12与第一导轨21和第二导轨31之间的摩擦。所述滑块12的开槽内设置有润滑油孔，所述顶驱10内设置有润滑油喷枪，润滑油喷枪的输出端位于润滑油孔内。在顶驱10的工作过程中，进行润滑油的喷射，能够保证润滑油均匀的辅助在滑块12与第一导轨21和第二导轨31的接触面上，实现有效地润滑的同时，避免润滑油造成污染。
32.如图4-6所示，为实现拖运车1在竖直方向和水平方向上位置的调节。所述调节装
置包括升降油缸11、左右调节油缸15和前后调节油缸17，升降油缸11竖直设置，且升降油缸11的油缸座设置于所述拖运车1的底部，左右调节油缸15和前后调节油缸17设置于升降油缸11正下方的地面，前后调节油缸17的油缸座固定于地面，左右调节油缸15滑动设置并与前后调节油缸17的活塞连接，左右调节油缸15的活塞上连接有用于与升降油缸11的活塞连接的连接块16。在拖运车1的下方布置有船型底座，用于代替底面，左右调节油缸15和前后调节油缸17均安装于船型底座上，船型底座通过连接块16与升降油缸11连接，船型底座可随拖运车1移动。
33.如图4所示，为减轻调节装置中升降油缸11的负荷。所述井架后腿5的长度大于所述井架前腿6的长度。在面对工作面较高的钻台13时，较长的井架后腿5能够减少拖运车1的举升高度，进而降低升降油缸11的负荷。
34.如图3、图4、图7和图8所示，所述钻台13为高度固定式钻台。固定式钻台相较于伸缩式钻台，不需要等待井架安装完成后再进行钻台的调节以及钻台面自动化工具的安装，可提前对钻台13进行布置，以此提高作业机的工作效率。
35.如图1、图7和图8所示。所述井架下体2的活动端铰接有二层台9，二层台9的活动端通过缆绳与所述井架上体3的活动端上的天车总成8连接。在井架运输的过程中，二层台9与井架下体2平行，通过活动端的销轴固定连接在井架下体2上，减少井架运输过程中的整体高度。
36.一种适应顶驱随井架运输的车载作业机的作业方法，包括以下步骤： 步骤一：连接，控制拖运车1倒车至钻台13的井架安装侧，在升降油缸11的下方地面安装左右调节油缸15和前后调节油缸17，将前后调节油缸17的油缸座固定于地面，将左右调节油缸15的油缸座连接在前后调节油缸17的活塞上，控制升降油缸11的活塞伸出并将其连接在左右调节油缸15上的连接块16上，此时拖运车1处于悬空状态； 步骤二：定位，控制升降油缸11调节拖运车1上井架的高度，控制左右调节油缸15推动连接块16移动，带动升降油缸11和拖运车1左右移动，控制前后调节油缸17推动左右调节油缸15的油缸座移动，带动拖运车1前后移动，并使得拖运车1尾部的耳板与钻台13侧壁的定位耳板对接，实现井架的定位； 步骤三：顶升，通过井架起升油缸7推动井架下体2绕井架后腿5与铰接架4的铰接轴转动，并使得井架下体2转动至竖直状态，此时井架前腿6与钻台13顶部的连接耳板对接，通过销轴进行井架前腿6的固定； 步骤四：起升，通过井架下体2和井架上体3之间的起升油缸推动井架上体3起升，将井架上体3的底端与井架下体2的顶端通过销轴固定，取出顶驱10固定用的销轴，通过天车总成8将二层台9拉动至水平状态，通过销轴将二层台9固定在井架下体2上。