一种新型旋升式井架底座
技术领域
本发明属于石油机械装备技术领域，具体涉及一种新型旋升式井架底座。
背景技术
目前，旋升式井架底座的井架、底座分两次单独起升，起升钩载比一次穿绳连续起升式结构小很多，安全性更好，广泛配套于各级别钻机，但是，随着四单根钻井作业模式的推广，以及自动化设备的应用，井架设计高度、起升设计要求越来越高。若还采用常规旋升式井架的起升系统，如图14所示，井架起升钩载增加，不仅会造成起升大绳难以选择、也会导致起升结构臃肿，安装拆卸困难。另外，伴随着自动化技术的发展，钻台上的自动化设备将越来越多，而常规旋升式底座的起升滑轮位于井架内侧，如图15所示，往往会占用一定钻台空间，导致操作空间变小。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型旋升式井架底座，解决了现有技术中存在的井架起升钩载过大，人字架结构笨重、安拆不便的问题。
本发明所采用的一种技术方案是一种新型旋升式井架底座，包括井架、人字架、上座和起升系统，井架和人字架下端均铰接有基座，上座通过立柱与基座铰接成一体，且上座和基座对称安装在底座两侧；起升系统安装在井架、人字架和上座上。
本发明的特点还在于：
起升系统包括井架起升系统、底座起升系统和人字架起升系统。
人字架起升系统包括两个人字架前腿和人字架后腿，人字架前腿和人字架后腿为销轴连接，两个人字架前腿之间安装有横梁，横梁内侧对称设置有至少两个耳板b，耳板b通过销轴连接油缸的上端，油缸的下端通过销轴与基座的耳板相连接；
两个人字架后腿从底端依次对称焊接有至少两个耳板a、两个人字架滑轮、两个耳座a，耳板a位于人字架后腿内侧，人字架滑轮和耳座a均位于人字架后腿外侧。
井架起升系统对称分布在井架的两侧，井架起升系统包括滑轮总成、井架起升外滑轮、井架起升内滑轮和人字架滑轮；
在井架的起升大耳上通过销轴连接有滑轮总成，井架外侧对称设置有至少两个井架起升外滑轮，井架内侧对称设置有至少两个井架起升内滑轮；
井架两侧的井架起升大绳一端分别固定在人字架的两个耳板a上，另一端依次绕过滑轮总成上的滑轮、人字架滑轮、井架起升外滑轮、井架起升内滑轮后挂在与游吊连接的起升三角架上。
底座起升系统包括上座滑轮，以及对称设置在井架外侧的至少两个底座起升外滑轮，以及对称设置在井架内侧的至少两个底座起升内滑轮，上座内侧对称设置有至少两个上座滑轮；
底座两侧的底座起升大绳一端分别固定在两个耳座a上，另一端依次绕过上座滑轮、底座起升外滑轮、底座起升内滑轮后挂在与游吊连接的起升三角架上。
底座起升外滑轮、底座起升内滑轮、井架起升外滑轮、井架起升内滑轮沿井架依次设置，底座起升外滑轮靠近井架顶端。
滑轮总成包括耳座b，耳座b与井架的起升大耳为销轴连接；
耳座b的底座通过销轴对称连接有至少两个连接板，连接板靠近耳座b的一端安装有挡绳杆，另一端安装有滑轮轴，滑轮轴内安装有设置轴承的滑轮，滑轮通过套筒压紧固定；滑轮轴两端通过端盖固定。
端盖通过螺栓固接在连接板；
滑轮绕滑轮轴的轴心转动设置；连接板沿销轴的轴心旋转设置。
本发明的有益效果是：
本发明一种新型旋升式井架底座，在井架起升大耳处增加了一组滑轮总成，在人字架上增加井架起升大绳连接耳板，由此，可增加井架有效起升大绳绳数量，降低井架起升钩载，改善滑轮附件结构的受力状态，解决井架携带顶驱导轨及设备起升钩载大的问题，提高井架作业的安全性；本发明一种新型旋升式井架底座，将人字架结构调整为三角结构，减少了连接销轴的数量，并通过液压站操纵油缸实现了人字架的自动起升，降低了人工操作的风险和劳动强度，提高了安装效率；本发明一种新型旋升式井架底座，将底座起升滑轮布置在井架开档外侧，有效提高了钻台可用空间。
附图说明
图1是本发明一种新型旋升式井架底座中井架在地面起升的初始状态示意图；
图2是图1中井架的俯视图；
图3是图1中Ⅰ处局部放大示意图；
图4是图2中Ⅱ处局部放大示意图；
图5是本发明一种新型旋升式井架底座中井架起升单侧穿绳的示意图；
图6是本发明一种新型旋升式井架底座中底座起升单侧穿绳的示意图；
图7是本发明一种新型旋升式井架底座中滑轮总成的剖视图；
图8是本发明一种新型旋升式井架底座中滑轮总成的俯视图；
图9是本发明一种新型旋升式井架底座中底座起升过程示意图；
图10是本发明一种新型旋升式井架底座中井架起升过程示意图；
图11是本发明一种新型旋升式井架底座中人字架起升过程示意图；
图12是本发明一种新型旋升式井架底座中人字架的正视图；
图13是本发明一种新型旋升式井架底座中上座滑轮的安装位置图；
图14是现有旋升式井架起升系统的示意图；
图15是现有旋升式底座起升系统的示意图。
图中，1.井架，2.起升系统，3.上座，4.基座，5.人字架，6.耳板a，7.耳座a，8.井架起升大绳，9.起升三角架，10.底座起升大绳，11.滑轮总成，12.人字架滑轮，13.井架起升外滑轮，14.井架起升内滑轮，15.底座起升内滑轮，16.底座起升外滑轮，17.上座滑轮，18.耳座b，19.销轴，20.挡绳杆，21.连接板，22.滑轮，23.套筒，24.轴承，25.端盖，26.螺栓，27.人字架前腿，28.耳板b，29.油缸，30.人字架后腿，31.滑轮轴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种新型旋升式井架底座，结构如图1所示，包括井架1、人字架5、上座3和起升系统2，井架1和人字架5下端均铰接有基座4，上座3通过立柱与基座4铰接成一体，且上座3和基座4对称安装在底座两侧；起升系统2安装在井架1、人字架5和上座3上。
优选地，起升系统2包括井架起升系统、底座起升系统和人字架起升系统。
优选地，如图12所示，人字架起升系统包括两个人字架前腿27和人字架后腿30，人字架前腿27和人字架后腿30为销轴连接，两个人字架前腿27之间安装有横梁，横梁内侧对称设置有至少两个耳板b28，耳板b28通过销轴19连接油缸29的上端，油缸29的下端通过销轴19与基座4的耳板相连接；
两个人字架后腿30从底端依次对称焊接有至少两个耳板a6、两个人字架滑轮12、两个耳座a7，耳板a6位于人字架后腿30内侧，人字架滑轮12和耳座a7均位于人字架后腿30外侧。
人字架起升系统将人字架5结构调整为三角结构，减少了连接销轴的数量，实现了人字架的自动起升，降低了人工操作的风险和劳动强度，提高了安装效率。
优选地，如图2、3、4、5所示，井架起升系统对称分布在井架1的两侧，井架起升系统包括滑轮总成11、井架起升外滑轮13、井架起升内滑轮14和人字架滑轮12；
在井架1的起升大耳上通过销轴19连接有滑轮总成11，井架1外侧对称设置有至少两个井架起升外滑轮13，井架1内侧对称设置有至少两个井架起升内滑轮14；
井架1两侧的井架起升大绳8一端分别固定在人字架5的两个耳板a6上，另一端依次绕过滑轮总成11上的滑轮22、人字架滑轮12、井架起升外滑轮13、井架起升内滑轮14后挂在与游吊连接的起升三角架9上。
井架起升系统可增加井架有效起升大绳绳数量，降低井架起升钩载，改善滑轮附件结构受力状态，解决井架携带顶驱导轨及设备起升钩载大的问题，提高井架作业的安全性。
优选地，如图3、4、6、13所示，底座起升系统包括上座滑轮17，以及对称设置在井架1外侧的至少两个底座起升外滑轮16，以及对称设置在井架1内侧的至少两个底座起升内滑轮15，上座3内侧对称设置有至少两个上座滑轮17；
底座两侧的底座起升大绳10一端分别固定在两个耳座a7上，另一端依次绕过上座滑轮17、底座起升外滑轮16、底座起升内滑轮15后挂在与游吊连接的起升三角架9上。
底座起升系统将底座起升外滑轮16、底座起升内滑轮15放在井架外侧，改善了井架滑轮附件结构受力状态，有效扩大钻台操作空间。
优选地，如图3、4所示，底座起升外滑轮16、底座起升内滑轮15、井架起升外滑轮13、井架起升内滑轮14沿井架依次设置，底座起升外滑轮16靠近井架1顶端。
优选地，如图7、8所示，滑轮总成11包括耳座b18，耳座b18与井架1的起升大耳为销轴连接；
耳座b18的底座通过销轴19对称连接有至少两个连接板21，连接板21靠近耳座b18的一端安装有挡绳杆20，另一端安装有滑轮轴31，滑轮轴31内安装有设置轴承24的滑轮22，滑轮22通过套筒23压紧固定；滑轮轴31两端通过端盖25固定。
优选地，端盖25通过螺栓26固接在连接板21；
滑轮22绕滑轮轴31的轴心转动设置；连接板21沿销轴19的轴心旋转设置。
本发明一种新型旋升式井架底座，其工作原理如下：
如图11所示，起升人字架5时，先将油缸29上端通过销轴19与人字架5上的耳板b28连接，下端通过销轴19与基座4上的耳板连接。控制油缸29伸出，推动人字架5从水平状态起升到垂直工作状态，将人字架5与基座4连接固定后，将油缸29上端与人字架5上耳板28的连接断开，控制油缸29缩回至基座4内，人字架5起升完成。
如图10所示，起升井架1时，控制钻机主绞车提升游吊和起升三角架9，牵引井架起升大绳8将井架1从水平状态起升到垂直工作状态，将井架1与人字架5连接固定牢靠后，将井架起升大绳8与起升三角架9拆开，再将井架1的起升大绳8端头固定在井架挂绳器中，下放游吊及起升三角架9至低位，井架1起升完成。
如图9所示，起升底座时，将底座起升大绳10一端与人字架5上的耳座a7连接，另一端依次绕过上座滑轮17、底座起升外滑轮16，底座起升内滑轮15后挂在与游吊连接的起升三角架9上，启动钻机主绞车提升游吊，将底座从低位起升到高位工作状态，将底座固定牢靠后，拆开底座起升大绳10与起升三角架9，并将底座起升大绳10端头固定在井架挂绳器中，底座起升完成。
