專利名稱：一種能快速拆裝的鉆機及其移運方法
技術領域：
本發明涉及油田快移鉆機技術。
背景技術：
現在油田使用的快移式鉆機主要有兩種，一種是車載式，另一種是拖掛式，其特點是能整體地或只分解為幾部分在公路上行駛，移動安裝方便，快速進入施工。但這兩種鉆機最大鉆井深度限于4000米、鉤載在225噸以內，當超過這個限度時，只有采用中、大型鉆機。
中、大型鉆機為模塊拼裝式，因驅動類型不同又分為箱疊式和旋升式，它們的組成都包括井架、底座、底座附件及安置在底座上的各種作業設備。兩者的區別在底座的結構。箱疊式鉆機的底座是由若干個大小不同的箱塊層疊所構成的立方體結構，一般有前臺和后臺，前臺高后臺低，前臺為鉆工操作平臺，安放轉盤、鉆桿、鉆具和井口工具，后臺安裝動力系統、絞車及泥漿泵組，前臺轉盤的動力通過鏈條或軸從后臺傳入，井架底部聯接在底座底部基礎上，穿過底座向上，將鉆工操作平臺分成幾部分。鉆機移動時，先要拆下井架，再一一拆下底座上所有安置的設備及底座附件，再逐層將各個箱塊一一拆下，超過公路運輸體積準予標準的，還要拆成小組件再裝箱，用多臺汽車運輸，到達新井場后，按相逆的過程再安裝。這種底座，拆裝設備要在高位進行，過程中需大型起吊設備。旋升式鉆機的底座為一整體式可升降的平行四邊形框架加限位撐桿構成，不分前臺、后臺，井架及轉盤、絞車、動力系統等設備均設置在底座的臺面。此種底座，可以在低位拆、裝設備，但拆限位撐桿板或穿銷子將底座松開或鎖緊仍要在高位進行，框架下降和上升還要在幾處安裝扒桿和用重物或打樁固定絞車，然后同時用電動絞車通過扒桿將底座緩緩放下或起升。此外，底座的構件為大型組裝件，移動前必須拆開裝箱運輸，到位后再卸車組裝成整體，過程中要吊車配合。這樣，即使在幾十米的井位之間，也根本不可能在幾小時內完成鉆機的移動。由于這些方式效率低，而且要求眾多的操作人員參與，所以，目前中、大型鉆機的移運性極差，同時耗用較高的轉移費用。
發明內容
本發明的目的在于克服現有中、大型鉆機移動拆裝工作量大，作業過程長且需吊車配合的缺陷，提供一種能夠簡單快速拆裝的鉆機，達到稍加分解后就能滿足公路運輸規定作長途移運，又能整體在近距離的井位之間直接移動，提高鉆機轉場效率。
本發明的另一目的，是提供一種上述鉆機的移運方法，能夠用最簡單的工具分解、組合鉆機和裝車卸車，實現低成本移運。
上述目的是通過這樣的方案予以實現的快速拆裝的鉆機，包括井架和底座，底座由兩個結構對稱的側座和一個轉盤撬組成，所述的側座，由頂部總成、底部總成和鉸接在二者之間的數個支撐桁架構成平行四邊形連桿機構，該機構上鉸接帶鎖止銷的伸縮式撐桿，頂部總成上鉸接井架基礎，在連桿機構外底部總成的延長段上安裝第一起升油缸和第二起升油缸，井架基礎和支撐桁架的相對應處安裝與油缸聯接的鉸支座，所述轉盤撬上裝置轉盤及其驅動機構，轉盤撬于兩側滑動聯接在二側座之間，井架聯接在兩個側座上的井架基礎上。
依照上述結構的鉆機，若要將鉆機作近距離移動，例如在幾十米間移動，只需按常規步驟將井架收縮成二節，用牽引車將整個鉆機直接拖移到新井位，升起井架，鉆機便可進入施工。在整機橫向或縱向進出井口裝置前，要拆掉活動聯接在側座的底部總成上阻礙進出的聯接件，完后再裝好，以保證拖移時鉆機的穩固。
若要將鉆機作長途移運，其步驟包括1.縮回井架；
2.用第二起升油缸將側座降至過渡高度；3.用第一起升油缸將側座降至其頂部總成落于底部總成；4.拆掉側座周圍聯接的附件；5.將絞車置于運輸車上，用其卷揚繩將附件拖上車；6.用第二起升油缸將井架放平于等候的運輸車上；7.拆開井架與井架基礎的聯接，運輸車駛離；8.將絞車置于運輸車上，用卷揚繩將轉盤撬從二側座間拖至車上；9.將絞車置于運輸車上，分別將二側座拖至車上；10.用絞車將二側座拖下車，平行相對；11.用滑輪組和絞車將轉盤撬移入二側座上的滑軌順其滑移到位；12.將井架與井架基礎對接；13.用第二起升油缸豎立井架；14.聯接側座周圍的附件；15.用第一起升油缸將側座升至過渡高度；16.用第二起升油缸將側座升至工作高度；17.升出井架。
本發明與現有中、大型鉆機及其移運方式相比，所具有的優點是1.由于鉆機底座采用連桿機構通過油缸驅動折疊，使結構大為簡化，體積可隨需要大小變化，因而，鉆機近距離移動可不拆開整體隨拖車滑移，滿足叢式井和單列井作業快速移動的要求，遠距離移動鉆機只分解為四部分就可在公路上運輸，拆、裝工作量極小，因此，使鉆機移運性顯著提高，尤其在幾十米間的移動更顯出其優勢。
2.由于其底座可折疊，拆、裝井架、附件、作業設備等在低位進行，大為提高了操作的方便性和安全性，也簡化了工作過程，縮短了拆、裝時間。
3.由于在低位拆、裝鉆機和利用絞車與滑輪這樣的簡單裝置解決鉆機的裝、卸車，所以，不再需要調用起重設備，使鉆機移動的條件和費用大為降低。
圖1為本發明鉆機的主視圖；圖2為圖1的俯視圖(為表達清楚，去掉了井架基礎)；圖3為圖1所示鉆機的側座的A向視圖；圖4為圖1所示鉆機的轉盤撬的俯視圖；圖5為轉盤撬與側座間滑動聯接的一種形式；圖6為圖1所示鉆機中活動聯接在側座間具有長度調節機構的聯接桿的結構示意圖；圖7為裝上附件后鉆機的側視圖(為表達清楚，去掉了井架基礎和輔助底座)；圖8為裝上附件后鉆機的俯視圖(為表達清楚，去掉了井架及井架基礎、輔助底座)；圖9為去掉附件后鉆機下降或升起到過渡高度的狀態；圖10為放倒或豎起井架時的狀態；圖11為井架車與井架基礎進入對接或井架車駛離的狀態；圖12為拆開后的側座被置于運輸車上的狀態；圖13為轉盤撬被引入二側座間軌道的狀態。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的鉆機及其移運方法作進一步說明。
1.快速拆裝的鉆機參見圖1和圖2，鉆機包括結構對稱的帶井架基礎5的側座1和側座2、轉盤撬3、井架39，轉盤撬3滑動聯接在側座1和側座2之間構成底座，井架基礎5相對轉盤撬3平行對稱，為加強鉆機的剛性和牢固，在兩側座之間，活動聯接具有長度調節機構的聯接桿4并在適當處再聯接一根或幾根拉桿25，井架基礎上設置有滑道15。
參見圖3，所述的側座，包括頂部總成6、底部總成7、支撐桁架8、第一起升油缸9、第二起升油缸10、伸縮式撐桿11、井架基礎5，頂部總成6是由型材構成的大體為矩形塊的組裝件，上表面覆蓋踏板，它的一端，開出槽形洞口29(見圖2)，它的一側，設有與轉盤撬3作滑動聯接的滑軌17，底部總成7由前段7a、中段7b、延長段7c和位于前段與中段之間的活動聯接段7d依次組裝聯成，其長度大于頂部總成，支撐桁架8為矩形單層焊接件，伸縮式撐桿11為套桿式結構，在其桿件與套筒之間設有鎖止的銷軸16，頂部總成6、底部總成7與位于二者之間的4個平行排列的支撐桁架8相鉸接構成具有一定寬度的平行四邊形連桿機構，第一起升油缸9和第二起升油缸10于其一端鉸接在連桿機構外底部總成7的延長段7c上，二油缸接于鉆機液壓系統，井架基礎5與頂部總成6之間，于放倒或起升井架時旋轉的一側為固定鉸接，對側26為活動鉸接，井架基礎5上裝有與第二起升油缸活塞桿聯接的鉸支座12，頂部總成6橫梁上焊有半圓柱凸塊13，與第一起升油缸活塞桿的凹形活塞頭相聯接，半圓柱凸塊13作為第一起升油缸活塞桿的支撐，將頂部總成6起升到過渡位置。所述鉸支座各被限制在井架基礎及支撐桁架上滑道5和滑道15上，伸縮式撐桿11鉸接在連桿機構中的2個矩形對角線上，方向順應連桿機構折疊時的傾斜方向。側座1與側座2結構對稱。
參見圖4，所述的轉盤撬，包括轉盤撬主體18、轉盤19、轉盤傳動機構20、電機21、踏板23，轉盤19安裝在轉盤撬主體18上鉆桿中心所在處，電機21安裝在轉盤撬主體18的一端，二者通過傳動機構20相聯，踏板23覆蓋在轉盤撬主體轉盤以外的臺面上，轉盤撬主體18的兩側設有與側座1和側座2上的滑軌17相適應的滑塊22，該滑動副由銷軸24鎖緊，見圖5。滑動聯接在二側座間的轉盤撬其滑動副的形式有多種，本例為其中的一種。
所述的側座聯接桿4(見圖1)，是一個具有長度調節機構的組件，形式可有多種，例如采用圖6所示的形式，件27的內螺紋桿兩端分為左旋、右旋螺紋，件28為外螺紋桿，一件為左旋，另一件為右旋，拆或裝該聯接桿時，旋內螺紋桿27即可實現長度調節，以適應二側座間的距離。
用于中、大型鉆機上的井架，為由幾節相套聯的伸縮式井架，井架的伸縮是通過其上安裝的油缸實現的。
為了方便將上述的轉盤撬用絞車拖出和送入二側座上的軌道以及將各部分移上和移下運輸車，在兩側座和轉盤撬主體上安裝滑輪33、滑輪34、卷揚鋼繩35、固定座36，它們與運輸車上的絞車38組成滑輪機構 ，參見圖13。
為實現低位拆裝和鉆機起升平衡，在側座底部總成的前段7a上通過固定耳板14安裝絞車架37，主絞車可放在絞車架上，見圖7。
在上述的底座上裝置各作業設備，將滑板貓道30聯接在轉盤橇3的一側，梯子31聯接在其頂部總成6的另一側，可構建值班房的輔助底座32聯接在側座2的側邊上，這些附件在裝好后隨底座一并升起，就成為一可進入施工的鉆機，見圖8。
2.移運方法按常規步驟將井架39收縮成二節，拆下兩側座中伸縮式撐桿上的鎖緊銷16，啟動其上第二起升油缸，將伸出的活塞桿與本側座支撐桁架上的鉸支座13相聯，使油缸活塞桿同步回行，將兩側座向下折疊至過渡高度，參見圖9，啟動其上第一起升油缸，將伸出的活塞桿與本側座支撐桁架上的另一鉸支座12相聯，拆下第二起升油缸活塞桿讓其收回，使兩側座上第一起升油缸活塞桿同步回行，將側座繼續折疊，直至使其頂部總成落于底部總成，拆掉聯接在底座周圍的梯子、貓道、輔助平臺等附件，將鉸車置于運輸車上，用其卷揚繩將上述附件拖到車上，啟動第二起升油缸，將其伸出的活塞桿與井架基礎上鉸支座12相聯，拆下井架基礎與側座間38一側的活動鉸接銷，使二活塞桿同步回行放倒井架，參見圖10，使其落于等候的運輸車上，拆下井架與井架基礎間的聯接，井架運輸車駛離，參見圖11，拆下兩側座與轉盤撬之間的鎖緊銷24，將絞車置于運輸車上，用其卷揚繩將轉盤撬順著軌道從二側座間拖到車上，仍用這種方式將兩個側座各拖到一輛平板車和一汽車上，見圖12。到達目的地后，用絞車將二側座拖下車，使二者平行相對，用滑輪組和絞車將轉盤撬移入二側座上的軌道順其滑移到位，參見圖13，上鎖緊銷24將三者固定構成底座，將井架車開近底座與井架基礎5對接，參見圖11，安裝聯接銷使二者聯成一體，聯接并啟動第二起升油缸，將井架豎起，井架垂直于底座臺面后，用銷子將38側鎖緊，此時，井架與底座聯成一體，拆下第二起升油缸，將各作業設備安裝到底座上，將附件聯接到底座周圍，聯接并啟動第一起升油缸，底座帶著井架、作業設備及附件一同上升至過渡高度，聯接第二起升油缸，拆下第一起升油缸，將底座再上升直至處于工作位置，將銷軸16裝到伸縮式撐桿11上，鉆機被固定，拆下第二起升油缸，用牽引車拖移鉆機進到新井位，安裝好側座上活動聯接件4或者7d，升起井架至工作位置，鉆機轉移即告完畢。
權利要求
1.一種能快速拆裝的鉆機，包括井架和底座，其特征是，底座由兩個結構對稱的側座和一個轉盤撬組成，所述的側座，由頂部總成、底部總成和鉸接在二者之間的數個支撐桁架構成平行四邊形連桿機構，該機構上鉸接帶鎖止銷的伸縮式撐桿，頂部總成上鉸接井架基礎，連桿機構外底部總成的延長段上鉸接第一起升油缸和第二起升油缸，井架基礎和支撐桁架的相對應處安裝與油缸活塞桿聯接的鉸支座，所述轉盤撬上裝置轉盤及其驅動機構，轉盤撬于兩側滑動聯接在二側座之間，井架聯接在二側座頂部的井架基礎上。
2.根據權利要求1的一種能快速拆裝的鉆機，其特征是，所述側座中的底部總成依次由前段、中段、延長段和位于前段和中段之間的活動聯接段組裝而成。
3.根據權利要求1的一種能快速拆裝的鉆機，其特征是，所述側座中井架基礎與油缸活塞桿聯接的鉸支座被限制在滑道上。
4.根據權利要求1的一種能快速拆裝的鉆機，其特征是，裝有鉸支座一側的井架基礎與側座頂部總成間的鉸接為固定鉸接，對側為活動鉸接。
5.根據權利要求1的一種能快速拆裝的鉆機，其特征是，兩側座之間活動聯接有具有長度調節機構的聯接桿。
6.根據權利要求5的一種能快速拆裝的鉆機，其特征是，所述側座聯接桿由各在一端的兩個具有一止轉段的內螺紋桿與聯接在二者之間的雙頭螺桿組成，二內螺紋桿于止轉段各卡在一側座底部總成所開的槽中。
7.根據權利要求1和2的一種能快速拆裝的鉆機，其特征是，在側座底部總成的前段上裝有絞車架。
8.如權利要求1的一種能快速拆裝的鉆機的移動方法，其步驟包括(1)縮回井架；(2)用第二起升油缸將側座降至過渡高度；(3)用第一起升油缸將側座降至頂部總成落于底部總成；(4)拆掉側座周圍聯接的附件；(5)將絞車置于運輸車上，用其卷揚繩將附件拖上車；(6)用第二起升油缸將井架放平于等候的運輸車上；(7)拆開井架與井架基礎的聯接，運輸車駛離；(8)將絞車置于運輸車上，用卷揚繩將轉盤撬從二側座間拖至車上；(9)將絞車置于運輸車上，分別將二側座拖至車上；(10)用絞車將二側座拖下車，平行相對；(11)用滑輪組和絞車將轉盤撬引入二側座上的滑軌順其滑移到位；(12)將井架與井架基礎對接；(13)用第二起升油缸豎立井架；(14)聯接側座周圍的附件；(15)用第一起升油缸將側座升至過渡高度；(16)用第二起升油缸將側座升至工作高度；(17)升出井架。
全文摘要
一種能快速拆裝的鉆機及其移運方法，涉及油田快移鉆機技術，解決當前中、大型鉆機轉移因拆裝工作量大，且需大型起吊設備配合而不能快速完成和移動費用高的問題。所述鉆機由兩個結構對稱的側座和滑動聯接在其之間的轉盤撬組成底座，側座上設置了油缸，井架聯接在側座頂部所鉸接的井架基礎上。若將鉆機作近距離移動，可直接隨拖車滑移，滿足從式井和單列井作業快速移動的要求，若作長途移運，其步驟主要包括折疊底座，放倒和拆下井架，用絞車和滑輪組將轉盤撬從二側座中拖出，從而使鉆機只分解為四個部分，即可被運輸。
文檔編號E21B15/00GK1664299SQ20041006148
公開日2005年9月7日 申請日期2004年12月31日 優先權日2004年12月31日
發明者王峻喬, 羅杰·邁克·巴恩斯, 池勝高, 危峰, 潘浩, 周斌 申請人:中國石化集團江漢石油管理局第四機械廠