新型司钻房支架的研制与应用

魏柳兴，何 波，马进生，怡 强，仝兆盘，陈军鹏

（南阳二机石油装备（集团）有限公司，河南南阳473006） ①

新型司钻房支架的研制与应用

魏柳兴，何 波，马进生，怡 强，仝兆盘，陈军鹏

（南阳二机石油装备（集团）有限公司，河南南阳473006）①

分析了旋升式和2节伸缩式司钻房支架的不足。设计了新型的司钻房支架，立柱采用3节伸缩结构，并将支架台体与立柱分解为2个模块。降低了运输高度，实现司钻房与支架一体运输。减少拆卸、安装和运输费用，满足了国内外用户对钻机运输集成化的要求。

司钻房；支架；运输；伸缩立柱

随着钻机人性化设计程度的提高，国内外车装钻机的使用性能同步提高［1－4］，以前的简易司钻箱已被配备齐全且保温性能较好的司钻房所替代。现有的司钻房支架主要有旋升式和伸缩式2种，由于结构所限，尺寸超高，司钻房与支架不能一体化运输。目前，钻机的集成化运输已成为客户的关注点，所以迫切需要设计一种能够与司钻房一体运输的司钻房支架，以满足国内外用户的要求。

1 现有司钻房支架的不足

现有司钻房支架的结构有旋升式和2节伸缩式，由于运输高度的限制，支架不能与司钻房一体运输，增加了拆卸、安装和运输费用。

1.1 旋升式司钻房支架

旋升式司钻房支架主要由台体、台体立柱、底座、底座立柱、立柱、运输支撑等组成，运输状态如图1。运输高度约为2 950mm，现有的司钻房高度约为2 600mm。根据相关标准，运输物件的高度应＜3 200mm，即，司钻房支架运输状态的高度应＜600 mm才能实现与司钻房一体运输。对于底座为12b的工字钢和台面为12b工字钢的司钻房支架，需要降低台体立柱及底座立柱高度，增加立柱长度，使得运输长度达到12 600mm，并不能有效降低运输成本。同时，随着立柱长度的增加，为了满足立柱稳定性要求，需要加大立柱尺寸，使得立柱在运输状态下的尺寸有所增高，无法实现与司钻房一体化运输。

图1 旋升式司钻房支架结构（运输状态）

1.2 2节伸缩式司钻房支架

2节伸缩式司钻房支架主要由台体、台体立柱、底座、底座立柱等组成，运输状态如图2。对于3 000m车装钻机，钻台高度为6m，司钻房支架高度要求与钻台面平齐，使其在运输状态下的高度＞600mm。因此，2节式伸缩式支架无法与司钻房一体运输。

图2 2节伸缩式司钻房支架结构（运输状态）

2 3节伸缩式司钻房支架

根据分析结果，在旋升式司钻房支架基础上进行改进，无法实现司钻房与支架一体运输。参考2节伸缩式司钻房支架结构，采用3节伸缩式立柱，并将台体套到立柱上，运输时可以把台体落到底座面上，这样可以使支架的运输高度＜600mm。设计时遵循结构简单、操作方便、安全可靠的原则。

2.1 结构特点

3节伸缩式司钻房支架由台体、上立柱、中立柱、下立柱、底座、连接销轴及栏杆总成等，结构如图3所示。图3a为工作状态，图3b为与司钻房一体运输状态。4个下立柱安装在底座上，中立柱套于下立柱外，上立柱套于中立柱外，台体套于上立柱外。上立柱、中立柱及下立柱高度根据支架工作高度进行设计。该结构的运输高度仅为570mm，满足与司钻房一体运输的高度要求，节省了运输成本和安装时间，特别适用于经常搬家的车装钻机。

2.2 安装步骤

1） 先将司钻房支架安装到台体平面上，插上护栏。

2） 连接好司钻房内的液气管线。

3） 使用吊车将台体提升到与上立柱销子连接位置，穿上销子及别针。

4） 使用吊车将台体及上立柱提升到与中立柱销子连接位置，穿上销子及别针。

5） 使用吊车将台体及连接好的上立柱、中立柱提升到下立柱销子连接位置，穿上销子及别针。

6） 连接加强撑或连接装置，至此，司钻房支架达到工作状态。

图3 3节伸缩式司钻房支架结构

3 技术参数

支架伸缩节数 3节

工作高度 6m

与司钻房一体运输高度 3.2m

质量 3 880kg

4 关键技术和创新点

1） 采用3节伸缩式结构，将台体和立柱分为2个模块，在满足司钻房支架工作高度下，实现了司钻房与司钻房支架一体运输。

2） 伸缩节数的增加，需要减小立柱之间的间距，以提高司钻房支架工作状态的稳定性。但是，间距较小时，由于型材直线度及铆焊工艺的限制，无法保证司钻房支架伸缩的顺畅性。为了降低制造难度，在立柱与立柱重叠连接处采用加厚锥型导向连接机构，其结构如图4所示。锥形导向连接结构使得立柱与立柱伸缩时有足够的间隙，在到达连接高度时间隙逐渐减小，达到增加支架工作稳定性的目的。

3） 在司钻房支架与钻台面之间设计了支架与钻台连接装置，结构如图5所示，主要由支架台面连接座、螺栓、钻台台面连接座、螺母等组成。连接装置使支架与钻台成为一体，进一步提高了司钻房支架的稳定性。

图4 加厚型导向连接结构

图5 支架与钻台面连接装置

5 应用

该司钻房支架于2010年配备到胜利油田4台3 000m钻机上使用。据用户反馈意见，该司钻房支架使用效果良好，其特殊的伸缩式结构能与司钻房一体运输，满足了客户对钻机运输集成化的要求。在钻机搬家运输中，节省了搬家时间及搬家成本。

6 结语

研制的司钻房支架采用3节伸缩立柱和套装台面，降低了运输高度，可以与司钻房一起运输。现场使用证明，节省了运输费用和搬家时间，受到用户好平。该新型司钻房支架将在车装钻机上得到广泛应用。

［1］ 陈如恒.破除旧观念 创造新钻机（四）［J］.石油矿场机械，2008，37（6）：1－5.

［2］ 陈如恒.破除旧观念 创造新钻机（五）［J］.石油矿场机械，2008，37（7）：1－10.

［3］ 刘钦祥，张 勇，刘永勤，等，ZXJ30XZK型钻机的开发研制［J］.石油矿场机械，2007，36（7）：75－77.

［4］ 李文艺，杨延娟，王志忠，等，车装钻机套管台的研制与应用［J］.石油矿场机械，2009，38（6）：83－84.

Design and Application of New Bracket of Driller－Cabin

WEI Liu－xing，HE Bo，MA Jin－sheng，YI Qiang，TONG Zhao－pan，CHEN Jun－peng
（RG Petro－machinery（Group）Co.，Ltd.，Nanyang473006，China）

Analyzing the deficiency of the swing bracket of driller－cabin and the two－section telescoping bracket of driller－cabin，a new－style bracket was designed to settle the problem.Thisnew style bracket design with three－section telescoping structure，and its upper platform and brace were disconnected two modules，which could be transported interactively with driller－cabin for not going beyond the limit because of the depressed transportation height.The application of the newstyle bracket reduced the cost of mounting and dismounting and transportation.So it meets the requirements of integration transportation of drilling rig to the domestic and the overseas users.

driller house；bracket；transport；telescoping structure

1001－3482（2011）11－0087－03

TE929

B

2011－05－11

魏柳兴（1983－），男，广东汕头人，2006年毕业于西安石油大学机械设计制造及其自动化专业，主要从事石油钻井设备的研制，E－mail：laoweiliuxing＠163.com。