石油钻井井架培训优秀PPT.ppt

8.5井架8.5.1概述井架是钻采机械的重要组成部分。它在钻井或修井过程中，用于安放天车，悬挂游车、大钩、吊环、吊卡等机具，以及起下、存放钻杆、油管及抽油杆。因此，对井架的要求是：1)应有足够的强度、刚度和整体稳定性。以保证起下一定深度的钻杆柱、套管或油管柱。2)足够的工作高度和空间，足够的钻台面积。工作高度大，起下立根长度长，速度快，可节省时间。井架上下底应有必要的尺寸，以安装天车，并保证起下操作时游动系统设备畅行无阻；便于在钻台上布置设备，安放工具，方便工人操作，使司钻有良好的视野。3)应保证拆装方便，，移动迅速。为此，结构应简单、轻便，并尽可能采用分段或整体运输，水装及整体起放的安装移运方法。石油矿场上使用的各种井架，主要由以下几部分组成(图8-23)：(1)主体，多为型材组成的空间桁架结构；(2)天车台，供安放天车和天车架之用；(3)天车架，用于安装和维修天车；(4)二层台，为井架工进行起下操作的工作场所，它包括井架工的操作台和存靠立根的指梁；(5)立管平台，为装拆水龙带的操作台。(6)工作梯；轻便钻机井架，采油井架一般不设立管平台，天车台和天车架，有的还不设二层台。8.5.2整体结构类型钻机井架按整体结构形式的主要特征可分为塔形井架，前开口井架，A型井架和桅形井架四种基本类型。1．塔形井架塔形井架是一种横截面为正方形或矩形的四棱截锥体空间桁架(图5-8)。井架主体由四扇平面梯形桁架组成,每扇又分为若干桁格，同一高度的四面桁格在空间构成井架的一层，故整个井架也可视为由多层空间桁架组成。塔形井架主要特点为：(1)井架主体部分为封闭结构，整体稳定性好，承载能力大。(2)整个井架由许多单一构件用螺栓联接而成，制造简单，运输方便。井架主体由四扇平面梯形桁架组成,每扇又分为若干桁格，同一高度的四面桁格在空间构成井架的一层，故整个井架也可视为由多层空间桁架组成。(3)井架内部空间大，起下操作方便，。(4)拆装工作量大，高空作业不安全，搬迁不方便。塔形井架适用于较少搬迁而要求承载能力大，稳定性好的钻机，如海洋钻机、超深井钻机。2.前开口井架前开口井架亦称为Π形井架(图8-24)，其主要结构特征是：1)整个井架主体是3～5段焊接结构组成。段间采用锥销定位和螺栓联接。2)通常采取水平拆装，整体起落(图8-25)和分段运输的办法搬迁井架。搬迁方便、、迅速。3)因受运输尺寸限制，井架主体截面尺寸较小，使井架内部空间比较狭窄。为了方便游系设备上下运行和立根排放，井架主体作成前扇敞开，横截面为开口矩形(即Π形)的不封闭空间结构，其整体稳定性较塔形井架差而较A形井架优。有的前开口井架最上段作成四边封闭结构以增强其稳定性。4)井架各段两侧桁架结构形式相同，背扇则采用特殊腹杆布置形式，如菱形，以保证司钻视野良好。由于前开口井架具有结构简单，移运、搬迁方便、良好的承载能力和整体稳定性，而成为应用最广泛的陆地钻机井架。如陆地钻机几乎全部采用前开口井架，我国制造的各种钻机(从15－60)都可以配置此类井架。前开口井架一般采用液压千斤顶调整井架位置，对正井眼中心。前开口井架都带有起升用的人字架，利用钻机自身的动力，通过绞车，游动系统，平衡滑轮，人字架起升钢绳，井架下部导向滑轮等完成井架起升和下放(图8-25)。井架起升后，人字架便构成井架整体一部分。3.A形井架它是由两个等截面的空间杆件结构或管柱式结构的大腿靠天车台和二层台及附加杆件连接而成的“A〞字形空间结构(图8-26)，大腿的前方或后方有撑杆支承，或在后方用人字架支承。整个井架仍和前开口井架一样，采取地面水平组装，整体起放，分段运输。两个大腿都是由3～5段封闭的焊接结构用螺栓联结的整体结构。大腿断面依所选型材不同，而采取不同的截面形状，一般为矩形或三角形。撑杆有杆系柱结构，矩形断面或管柱结构。A型井架的每根大腿都是封闭的整体结构，承载能力强和稳定性好。井架内部空间大，钻台宽敞，司钻视野开阔。由于两腿间联系较弱，致使井架整体稳定性较差。A形井架起放方式基本有三种支撑法1)撑杆法这是利用井架本身的撑杆来起放井架，安装方便，起放平稳。但撑杆在起放时要在大腿上滑动，且撑杆受力复杂，故井架大腿和撑杆结构较复杂。2)利用安装在钻机底座上的人字架起放井架(与前开口井架起放类似)。3)扒杆法这种方法是靠另外配备一套起升扒杆来起放井架。采用这种方法起放的井架，一般都采用后撑杆，井架主体和撑杆都比较简单，其结构基本不受起放方式的影响，它们的承载状况较好，可以设计得更轻便。但安装起吊扒杆比较费时，起放也不够平稳。综上所述，A形井架大腿结构简单；拆装方便，，移运迅速；钻台宽敞，司钻视野开阔。但总体稳定性较前两种井架为差，适用于中深井和深井钻机。4．桅形井架桅形井架是一节或几节杆件结构或管柱结构组成的单柱式井架，有整体式和伸缩