一种新型液压驱动井架机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及油气田钻井领域用的钻机部件，具体地说就是一种新型液压驱动的井架机构。
【背景技术】
[0002]钻机井架是钻机的必要部件之一，井架的性能好坏直接决定了钻井过程的自动化程度的高低和施工进度的快慢。现有的传统液压起升的井架、上下井架及动力头的相对运动大多数采取滑动或半滚动方式，接触面磨损程度严重、摩擦阻力大、工作过程中噪音较大。提升及加压用钢丝绳直接用活节螺栓固定在井架上，由于预紧力不同或使用过程中的变形使得不同钢绳之间受力不平衡，不但影响钢丝绳的使用寿命，且不利于动力头在井架上的相对运动。对于加压钢丝绳，则容易产生松垮，容易从导向滑轮里脱出来，具有一定的安全隐患。
[0003]针对以上问题，有必要提供一种高效可靠、运行稳定、自动化控制程度高的液压驱动的钻机井架。
【发明内容】
[0004]本实用新型提供了一种新型液压驱动井架机构，该液压驱动井架机构高效可靠、运行稳定、自动化控制程度高。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是:一种新型液压驱动井架机构，包括上井架、下井架、起升油缸、动力头、死绳平衡机构，上井架顶部安装有天车，动力头连接有钢丝绳，钢丝绳的另一端绕过天车滑轮后固定在死绳平衡机构上；上井架上设置有导轨，下井架上设置有与导轨对应的导向滑轮；起升油缸安装在上井架与下井架之间。下井架底部的a支座、b支座分别与井架支腿和起塔油缸连接，井架支腿作为固定支点，借助起塔油缸的伸缩使井架机构起升到作业状态，并通过支座固定在钻机底座上。在井架作业过程中，通过控制起升油缸的伸缩来实现动力头的上下移动，从而达到提升钻杆的目的。
[0006]作为优化，所述的死绳平衡机构包括固定块、主平衡块、前平衡块、后平衡块，固定块焊接固定在底盘大梁上，前平衡块、后平衡块通过销轴连接在主平衡块上，前平衡块、后平衡块可绕销轴自由转动。连接在动力头上的提升钢丝绳通过专用锁具分别与前平衡块、后平衡块连接。保证了平衡机构的前后、上下方向的自由度，起到调节各提升钢丝绳的作用。
[0007]作为优化，所述的新型液压驱动井架机构还包括预紧油缸，动力头托架下部通过加压钢丝绳绕过上井架底部的加压滑轮组连接到预紧油缸上，预紧油缸安装在下井架顶部位置。
[0008]作为优化，所述的提升钢丝绳的数量为四根。
[0009]作为优化，所述的导轨的数量为四根。
[0010]作为优化，所述的上井架上设置有动力头导向轨道，动力头上设置有与动力头导向轨道对应的导向滑轮组。
[0011]作为优化，所述的起升油缸设置在井架中心位置，采取倒装的形式，缸体与上井架通过销轴连接，缸杆与下井架采取法兰固定。
[0012]作为优化，所述的天车包括防护罩、天车架、滑轮组、压块，滑轮组中滑轮的数量与钢丝绳数量对应。
[0013]本实用新型的有益效果是:与现有技术相比，本实用新型的动作由液压驱动，不但具有加压功能，而且还可以实现动力头的浮动动作及仅在重力作用的自由下降动作。下井架固定，上井架通过滚轮的滚动相对于下井架上下移动起到动滑轮的作用，当起升油缸动作时，动力头可以双倍速度移动。同时在动力头托架下端连接有预紧功能的加压钢丝绳，钢丝绳绕过上井架下端的加压滑轮组与预紧油缸相连接，借助液压系统实现钢丝绳的预紧功能，预紧力可通过减压阀调节。上下井架以及动力头之间的相对运动采取滚动的移动方式。改进传统的车载钻机配套的天车结构，使滑轮与滑轮轴装配好后再安装到天车架上，不但方便天车的组装，而且还能保证天车的稳定性和结构强度。井架工作时稳定可靠、无噪音。采用液压缸起升方式实现钻杆的提升，相比绞车提升的井架，没有水平方向的分力作用。各零部件之间的相对移动是通过滚轮的滚动来实现的，整体结构简单，工作过程稳定。提升钢丝绳始终保持拉力平衡状态，通过死绳平衡装置可以保证每根钢丝绳拉力的平衡，避免由此引起动力头左右受力不均衡而造成磨损增大。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型作业状态的总体机构图。
[0015]图2为图1沿A-A方向剖视图的放大视图。
[0016]图3为死绳平衡机构正视图。
[0017]图4为死绳平衡机构俯视图。
[0018]图5为天车正视图。
[0019]图6为图5沿B-B方向的剖视图。
[0020]其中，I天车、1.1防护罩、1.2天车架、1.3滑轮组、1.4压块、2上井架、2.1导轨、
2.2动力头导向轨道、3预紧油缸、4钢丝绳、5下井架、5.1导向滑轮、6a支座、7b支座、8死绳平衡机构、8.1专用锁具、8.2固定块、8.3后平衡块、8.4主平衡块、8.5前平衡块、9支座、10起升油缸、11加压钢丝绳、12动力头、12.1导向滑轮组、13钻机底座。
【具体实施方式】
[0021]如图1、图2所示实施例中，一种新型液压驱动井架机构，包括上井架2、预紧油缸
3、下井架5、起升油缸10、动力头12、死绳平衡机构8，上井架2顶部安装有天车1，动力头12连接有钢丝绳4，钢丝绳4的另一端绕过天车I滑轮后固定在死绳平衡机构8上；上井架2上设置有导轨2.1，下井架5上设置有与导轨2.1对应的导向滑轮5.1 ;起升油缸10安装在上井架2与下井架5之间，起升油缸10设置在井架中心位置，采取倒装的形式，缸体与上井架2通过销轴连接，缸杆与下井架5采取法兰固定。导轨2.1的数量为四根。动力头12托架下部通过加压钢丝绳11绕过上井架2底部的加压滑轮组连接到预紧油缸3上，预紧油缸3安装在下井架5顶部位置。提升钢丝绳4的数量为四根。上井架2上设置有动力头导向轨道2.2，动力头12上设置有与动力头导向轨道2.2对应的导向滑轮组12.1下井架5底部的a支座6、b支座7分别与井架支腿和起塔油缸连接，井架支腿作为固定支点，借助起塔油缸的伸缩使井架机构起升到作业状态，并通过支座9固定在钻机底座13上。在井架作业过程中，通过控制起升油缸10的伸缩来实现动力头12的上下移动，从而达到提升钻杆的目的。
[0022]如图3、图4所示的实施例中，死绳平衡机构8包括固定块8.2、主平衡块8.4、前平衡块8.5、后平衡块8.3，固定块8.2焊接固定在底盘大梁上，前平衡块8.5、后平衡块8.3通过销轴连接在主平衡块8.4上，前平衡块8.5、后平衡块8.3可绕销轴自由转动。连接在动力头12上的提升钢丝绳4通过专用锁具8.1分别与前平衡块8.5、后平衡块8.3连接。保证了平衡机构的前后、上下方向的自由度，起到调节各提升钢丝绳4的作用。
[0023]如图5、图6所示的实施例中，天车I包括防护罩1.1、天车架1.2、滑轮组1.3、压块1.4，滑轮组1.3中滑轮的数量与钢丝绳4数量对应。
[0024]上述【具体实施方式】仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述【具体实施方式】的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书的一种新型液压驱动井架机构且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本实用新型的专利保护范围。
【主权项】
1.一种新型液压驱动井架机构，其特征在于:包括上井架(2)、下井架(5)、起升油缸(10)、动力头(12)、死绳平衡机构(8)，上井架(2)顶部安装有天车(1)，动力头(12)连接有钢丝绳(4)，钢丝绳(4)的另一端绕过天车(1)滑轮后固定在死绳平衡机构(8)上；上井架(2)上设置有导轨(2.1)，下井架(5)上设置有与导轨(2.1)对应的导向滑轮(5.1);起升油缸(10)安装在上井架(2)与下井架(5)之间。2.根据权利要求1所述的一种新型液压驱动井架机构，其特征在于:所述的死绳平衡机构(8)包括固定块(8.2)、主平衡块(8.4)、前平衡块(8.5)、后平衡块(8.3)，固定块(8.2)焊接固定在底盘大梁上，前平衡块(8.5)、后平衡块(8.3)通过销轴连接在主平衡块(8.4)上，前平衡块(8.5)、后平衡块(8.3 )可绕销轴自由转动，连接在动力头(12 )上的提升钢丝绳(4)通过专用锁具(8.1)分别与前平衡块(8.5)、后平衡块(8.3)连接。3.根据权利要求1所述的一种新型液压驱动井架机构，其特征在于:所述的新型液压驱动井架机构还包括预紧油缸(3)，动力头(12)托架下部通过加压钢丝绳(11)绕过上井架(2)底部的加压滑轮组连接到预紧油缸(3)上，预紧油缸(3)安装在下井架(5)顶部位置。4.根据权利要求1所述的一种新型液压驱动井架机构，其特征在于:所述的提升钢丝绳(4)的数量为四根。5.根据权利要求1所述的一种新型液压驱动井架机构，其特征在于:所述的导轨(2.1)的数量为四根。6.根据权利要求1所述的一种新型液压驱动井架机构，其特征在于:所述的上井架(2)上设置有动力头导向轨道(2.2)，动力头(12)上设置有与动力头导向轨道(2.2)对应的导向滑轮组(12.1)。7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的一种新型液压驱动井架机构，其特征在于:所述的起升油缸(10)设置在井架中心位置，采取倒装的形式，缸体与上井架(2)通过销轴连接，缸杆与下井架(5 )采取法兰固定。8.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的一种新型液压驱动井架机构，其特征在于:所述的天车(1)包括防护罩(1.1)、天车架(1.2)、滑轮组(1.3)、压块(1.4)，滑轮组(1.3)中滑轮的数量与钢丝绳(4)数量对应。9.根据权利要求7所述的一种新型液压驱动井架机构，其特征在于:所述的天车(1)包括防护罩(1.1)、天车架(1.2)、滑轮组(1.3)、压块(1.4)，滑轮组(1.3)中滑轮的数量与钢丝绳(4 )数量对应。
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型液压驱动井架机构，包括上井架、下井架、起升油缸、动力头、死绳平衡机构，上井架顶部安装有天车，动力头连接有钢丝绳，钢丝绳的另一端绕过天车滑轮后固定在死绳平衡机构上；上井架上设置有导轨，下井架上设置有与导轨对应的导向滑轮；起升油缸安装在上井架与下井架之间。上下井架以及动力头之间的相对运动采取滚动的移动方式。井架工作时稳定可靠、无噪音。采用液压缸起升方式实现钻杆的提升，相比绞车提升的井架，没有水平方向的分力作用，整体结构简单，工作过程稳定。提升钢丝绳始终保持拉力平衡状态，通过死绳平衡装置可以保证每根钢丝绳拉力的平衡，避免由此引起动力头左右受力不均衡而造成磨损增大。
【IPC分类】E21B3/02, E21B15/00
【公开号】CN205063835
【申请号】CN201520671441
【发明人】杨树忠, 潘晓亮, 张昆
【申请人】山东科瑞机械制造有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年9月1日