井架及底座基础知识

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井架及底座基础知识
Basic Knowledge of Derrick & Substructure
程瑞亮
Associate Professor

第一部分

井架类型、原理及结构
第二部分
井架拆装、操作规程
第三部分 井架保养要求、故障原因分析 第四部分 底座类型、原理及结构
第五部分
底座拆装、操作规程
第六部分 底座保养要求、故障原因分析

二、底座的起升 1、起升前的检查: 1)底座各部件装配关系正确。 2)各起升杆件(前立柱、斜拉杆、后立柱) 两端连接牢靠,旋转部位销子涂抹润滑油。 3)起升大绳无明显缺陷,无打纽现象,穿绳 正确,挡绳装置齐全。 4)绞车工作正常,刹车灵敏可靠。 5)液压系统工作正常。 6)去掉顶层与底层连接的销子
2、起升底座 1)在确认检查结果良好后,即可用绞车IN挡缓慢 起升底座,起升速度应均匀,不得忽快忽慢, 不 得随意刹车。 2)起升底座到离开安装位置时,应检查下列部位: ①各起升大绳是否有异常现象、绳头连接是否牢靠。 ②主要受力部位的销子、耳板是否工作正常,是否 有裂纹。 ③主要受力部位的耳板焊缝是否有裂纹。 ④钢丝绳在绞车滚筒上排列是否整齐。 ⑤在确认检查结果良好后,将底座放回到安装位置, 随后正式起升底座
3)二层台舌台、指梁架在翻转时应防止冲击,特别是 在井架起升后将舌台翻下时应采用棕绳拉住,使其 无冲击的放到工作位置。 4)在操作中应防止大钩、吊环、吊卡等游动部件碰撞 二层台舌台等部件。 5)井架上的梯子一般仅供井架工操作及保养时上下井 架使用,不允许两人以上同时登梯,非井架工上井 架需经井队领导同意,并注意当一人上到二层台或 天车台时,另一人方可开始登梯。 6)井架在钻完一口井后或者在一年内必须按API-4F的 检查内容由安全技术部门进行一次彻底检查,并做 必要的修复工作
第二部分井架拆装、操作规程
1、井架现场安装 1)安装前的准备 (1)对地基要求:井场基础要达到要求。 (2)井架安装前应按井架零部件的规格和数 量进行清点、检查,并按标记牌上字母标 志符整理各部件。 (3)按要求安装好底座,并找正尺寸。
2)井架的安装 (1)井架左右Ⅰ至Ⅳ段主腿就位,然后打入 大腿销子,抗剪销及别针和段与段连接双 锥销,抗剪销及别针,时期成为左右大腿, 并用小支架支护好。然后依次低位安装背 扇刚架、刚架、斜杆、天车、梯子、立管 操作台、大钳平衡重装置,起升大绳等部 件。
ZJ70/4500DZ JJ450/45-K7
4500 K 45.72
2
6 4000
2.1×2.05
9.11×2.7 5000
2.2×2.2
9.0×2.6 7280(5″钻杆260柱)
2.2×2.2
9.0×2.7 7280(5″钻杆260柱)
二层台高度,m
无立根抗风, 满立根抗风
26.5,25.5, 24.5
井架型号
如:JJ300/43-K,JJ450/45-T,JJ450/45-K7
三、井架类型 1、塔形井架(Pyramid derricks) 塔形井架是一种四棱截锥体的金属空间桁架结构, 其横截面为正方形立面为梯形,井架前扇有大 门,后扇有绞车大门,主体部分是一个封闭的 四棱锥体桁架结构。每扇平面桁架又分成若干 桁格,同一高度的四面桁格在空间构成井架的 一层,因此整个井架可看作是由多层空间桁架 所组成的四棱截锥空间桁架结构。
穿起升大绳
大钩
井架 导向轮
支架
3、井架的起升 1)起升准备 (1)井架安装完毕后,检查所有连接螺栓、销子保证 所有连接的正确性。 (2)滑轮、轴应保证处于良好润滑状态,并能自由运 转 (3)两根起升大绳应无断丝、电弧烧灼、过电退火、 严重锈蚀、罐锌的接头松动、销子的碰伤、耳板、 耳座及焊缝的裂纹等。 (4)清理井架上一切与起升井架无关的东西。防止起 升时落物伤人。 (5)检查所有钢丝绳的磨损、断丝和锈蚀等情况,达 到报废标准的应立即更换新绳。 (6)死绳端应正确牢固地固定在死绳固定器上
第三部分 井架保养要求及故障分析
1、润滑 定期向井架旋转部位加注锂基润滑脂,注油期限为每 次起升前及每次下放前必须各注油一次。 2、维护及保养 1)井架工应对井架进行每天的安全检查,内容包括检 查螺栓、销子、别针等紧固件是否连接牢固,是否 有损失现象,焊缝是否开裂;井架构件是否有弯曲、 变形、裂纹;梯子栏杆和走台是否完好、安全,连 在井架上的零件及悬挂件是否有跌落的危险等。若 发现问题应及时维修。 2)对井架缓冲装置系统中的管线、液压源等,起升或 下放完井架后拆卸入库,而两只液缸固定在人字架 上不拆卸,且用防护帽保护管线接口。
起 升 井 架
返回
销子 和别针
上U型 卡子和压板
固定井架
返回
4、井架的下放 下放井架和起升操作程序相反。即先挂好游钩和 起升平衡架,把高支架放到指定的位置,松开 井架和人字架连接的销子,将二层台舌台翻起 并固定牢靠。然后缓冲液缸慢慢顶出,司钻应 根据液缸的伸出速度操作绞车,使井架平稳地 下放在高支架上。 5、井架的拆卸 井架的拆卸与井架的安装程序 相反
2、 前开口井架(cantilever masts) 1)井架本体由3~6段焊接空间桁架结构组成, 段与段之间采用销子定位,抗剪销、螺栓联接。 钻台具有较大的面积,便于操作和存放立根, 整个井架的前面是敞开的。 2)这种井架可在地面水平拆装、整体起放和分 段运输。为了满足运输的需要,井架的截面尺 寸不能太大,比塔形井架的截面尺寸小。
第五部分 底座的操作规程
一、底座的安装及试运转 1、根据钻机总体基础图,在预先打好的基础上按图4和4- 所示,划出井眼中心线及下座位置线,按要求 安装下列部件: 1)安装底层的左右下座、底拉梁、底层斜拉梁 左右 下座的井眼中心指示牌与井眼中心对齐,成一条直 线。 2)安装底座的前立柱、斜拉杆和后立柱。 3)拼装顶层的所有部件(左右拉梁除外)。 4)连接顶层与前、后立柱、斜拉杆、打上销子,穿好 抗剪销和安全别针。 5)安装绞车、转盘。 6)安装栏杆
第一部分 井架类型、原理及结构
一、井架的基本组成 1)井架主体:由型钢材、横、斜拉筋组成的空间桁架 2)天车台:用来安放天车及天车架,天车架是供安装、 维修天车时起吊天车之用。天车台上有检修天车的过 道,周围有护栏。 3)二层台:操作台和指梁组成,是起下作业时井架工 工作场所。塔形井架二层台在井架内部,其余井架二 层台在井架外前侧。 4)立管平台:是装拆水龙带的操作台,也是供上井架 人员短暂休息场所。 5)工作梯:有盘旋式和直立式两种,是井架工上下井 架的通道。此外还有起升人字架等 二、井架的基本参数及型号:是井架特征的指标,是设 计、选择和使用井架的依据
2)起升 用绞车低速档平稳地把井架起升至与缓冲液缸伸出 端接触时,摘去动力。井架靠惯性继续起升,缓 冲液缸缓慢平稳地收缩,直到井架就位。 井架就位后,将井架与人字架连接并插入抗剪销及 别针,并将起升大绳悬挂在起升大绳悬挂器上, 并用安全链锁固在刚架上,至此井架起升过程完 成
井架与缓 冲气缸接 触
(7)确保绞车刹车处于正常工作状态,对于新刹 带,司钻要按惯例程序磨合新刹带并试验刹车和 气阀的灵敏度。 (8)检查人字架的连接销、耳板、别针等。 (9)检查液压缓冲液缸,保证管路的畅通,各种 阀体的正确工作位置及液压源的正常工作,注意 排尽管路和缸内的残余空气。 (10)井架起升前,液压缓冲液缸应伸致最大工作 行程位置。 (11)井架起升前,高支架必须支在最高位置上。 (12)确保压风机正常工作,储气罐、气路畅通。 (13)确保电动机的动力系统处于正常工作状态
3)5″或41/2″钻杆立根容量(5″or41/2″pipe setback capacity) 5″钻杆立根容量是指井架内所能存放5英寸钻 杆的数量,通常用总长度来表示井架的管 子容量。它应与钻机钻深相适应。 井架二层台的指梁应能满足存放全部立根的 需要,在指梁高度确定以后,钻杆容量将 取决于二层台指梁所围抱的有效面积,它 应根据所要存放的立根数和立根直径(取 接头或接箍直径)来确定
(2)将井架吊起,安装二层台及附件。 (3)将底座的坡道支为水平,然后将起升大 绳穿好 (4)安装井架液压缓冲缸、管路和各种控制 阀,接通液压源。 (5)井架装好后装上死绳护绳器
4)起升井架穿绳 起升井架大绳的穿法与前开口井架基本相同,穿起 升大绳方法如下。 (1)穿绳前认真检查起升大绳,不得有缺陷。 (2)起升大绳放在井架前方,用钢丝绳做引绳与 起升大绳相接。 (3)用设备拉引绳进行穿绳。 (4)起升大绳固定在基座上,并按标准卡紧卡牢
钻机型号 井架型号
最大钩载kN 型式 工作高度 m 顶跨(正×侧) m 底跨(正×侧) m 二层台容量,m
ZJ40/2250CJD JJ225/43-KC1
2250 K 43
ZJ50/3150L JJ315/44.5-K2
3150 K 44.5
ZJ50/3150DB-1 JJ450/45-K4
4500 K 45
2)井架的两个大腿由3~5段焊接空间桁架结 构组成,段与段之间用锥销定位,抗剪销、 别针、螺栓连接。整个井架可水平拆装、 整体起放和分段运输 5、桅形井架(mast-W) 桅形井架由二或三段焊接结构组成的半可拆 单柱式井架。 桅形井架是由杆件或管柱组 成的整体焊接空间桁架结构,井架的横截 面为矩形或三角形,可分为整体式、伸缩 式(或折叠式)。桅形井架主要用于车载 钻机,并利用液压缸起放井架
5级
7。 6 5 88742 DZ450/10.5-S1
DZ225/7.5-ZT
1、井架的基本参数 井架的基本参数是表明井架特征的指标,是设计、择 和使用井架的依据。 1)最大钩载 井架的安全承载能力是常用所配钻机或修井机的最大 钩载来表示的。最大钩载是指在正常风载下,死 绳固定在指定位置,而二层台不存放立根或抽油 杆的条件下大钩本身所能悬持的最大载荷,它不 包括天车、游动滑车、大钩以及游动钢丝的重量。 2)井架高度 井架名义高度是指从井架大腿地面到天车梁地面的垂 直高度。而井架有效高度则是指从钻台大梁顶面 到天车梁地面的垂直高度。对于安装在钻台大梁 顶面上的各型井架,其有效高度就是名义高度
>12级 12级
26.5,25.5,24.5
>12级 12级
26.5,25.5,24.5,22.5
>12级 12级
26.5,25.5,23.5,22.5
>12级 12级
起放井架抗风
起升三角架高m 井架主体段数 质量kg 配套底座
5级
6
5级
9.175 5 61114 DZ315/7.5XD1
5级
4.5 4 95743 DZ450/9-S1
(14)井架起升时,应按《API-4E低温作业的推荐方 法》进行操作。 (15)井架的起升、下放工作应在专人的统一指挥下 进行,操作人员应熟悉钻机的性能和操作方法。注 意安全,贯彻安全操作规程。 (16)起升、下放井架时,禁止在影响区域内站人, 以免发生意外事故。 (17)井架在安装、起升、下放时,二层台不准作为 井架支承。 (18)井架起升时,二层台操作台应翻起,并固定牢 靠 (19)井架起升前,高支架必须支在最高位置上
3、前开口伸缩式井架(cantilever telescopic masts)其突出特点是井架前大门的前面不需要 有很大的空间,而其他整体起放的井架,该空间 必须大于井架高度 4、A形井架(mast-A) 1)整个井架是由两个较小等截面的空间桁架结构 作为大腿,贯通天车、井架上部的附加杆件、二 层台至钻台下部与钻机底座铰接固定,两条大腿 的上部与二层台连接成“A”字形结构。在井架后 面配有一个用于起放井架的人字架。
3)井架各段两个侧扇型式完全一样,其背扇横、 斜杆通过销轴与左右两个侧扇连接,并可组成多 种图形,以扩大司钻视野。 4)依使用、制造等工艺要求的不同,可以将大腿 做制成没有坡度、坡度不变和坡度成折线变化 (即下段没有坡度,上段坡度不变)等三种形式。 5)为了保证井架的稳定性,井架底部桁架往往采 用不同于两侧桁架的特殊桁架结构,如三角形结 构和菱形结构等。 6)总体稳定性高;拆装方便且安全;采用较高的 钻台,便于安装、操作井口设备。
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