新型司鉆房支架的研制與應用

魏柳興，何 波，馬進生，怡 強，仝兆盤，陳軍鵬

（南陽二機石油裝備（集團）有限公司，河南南陽473006） ①

新型司鉆房支架的研制與應用

魏柳興，何 波，馬進生，怡 強，仝兆盤，陳軍鵬

（南陽二機石油裝備（集團）有限公司，河南南陽473006）①

分析了旋升式和2節伸縮式司鉆房支架的不足。設計了新型的司鉆房支架，立柱采用3節伸縮結構，并將支架臺體與立柱分解為2個模塊。降低了運輸高度，實現司鉆房與支架一體運輸。減少拆卸、安裝和運輸費用，滿足了國內外用戶對鉆機運輸集成化的要求。

司鉆房；支架；運輸；伸縮立柱

隨著鉆機人性化設計程度的提高，國內外車裝鉆機的使用性能同步提高［1－4］，以前的簡易司鉆箱已被配備齊全且保溫性能較好的司鉆房所替代。現有的司鉆房支架主要有旋升式和伸縮式2種，由于結構所限，尺寸超高，司鉆房與支架不能一體化運輸。目前，鉆機的集成化運輸已成為客戶的關注點，所以迫切需要設計一種能夠與司鉆房一體運輸的司鉆房支架，以滿足國內外用戶的要求。

1 現有司鉆房支架的不足

現有司鉆房支架的結構有旋升式和2節伸縮式，由于運輸高度的限制，支架不能與司鉆房一體運輸，增加了拆卸、安裝和運輸費用。

1.1 旋升式司鉆房支架

旋升式司鉆房支架主要由臺體、臺體立柱、底座、底座立柱、立柱、運輸支撐等組成，運輸狀態如圖1。運輸高度約為2 950mm，現有的司鉆房高度約為2 600mm。根據相關標準，運輸物件的高度應＜3 200mm，即，司鉆房支架運輸狀態的高度應＜600 mm才能實現與司鉆房一體運輸。對于底座為12b的工字鋼和臺面為12b工字鋼的司鉆房支架，需要降低臺體立柱及底座立柱高度，增加立柱長度，使得運輸長度達到12 600mm，并不能有效降低運輸成本。同時，隨著立柱長度的增加，為了滿足立柱穩定性要求，需要加大立柱尺寸，使得立柱在運輸狀態下的尺寸有所增高，無法實現與司鉆房一體化運輸。

圖1 旋升式司鉆房支架結構（運輸狀態）

1.2 2節伸縮式司鉆房支架

2節伸縮式司鉆房支架主要由臺體、臺體立柱、底座、底座立柱等組成，運輸狀態如圖2。對于3 000m車裝鉆機，鉆臺高度為6m，司鉆房支架高度要求與鉆臺面平齊，使其在運輸狀態下的高度＞600mm。因此，2節式伸縮式支架無法與司鉆房一體運輸。

圖2 2節伸縮式司鉆房支架結構（運輸狀態）

2 3節伸縮式司鉆房支架

根據分析結果，在旋升式司鉆房支架基礎上進行改進，無法實現司鉆房與支架一體運輸。參考2節伸縮式司鉆房支架結構，采用3節伸縮式立柱，并將臺體套到立柱上，運輸時可以把臺體落到底座面上，這樣可以使支架的運輸高度＜600mm。設計時遵循結構簡單、操作方便、安全可靠的原則。

2.1 結構特點

3節伸縮式司鉆房支架由臺體、上立柱、中立柱、下立柱、底座、連接銷軸及欄桿總成等，結構如圖3所示。圖3a為工作狀態，圖3b為與司鉆房一體運輸狀態。4個下立柱安裝在底座上，中立柱套于下立柱外，上立柱套于中立柱外，臺體套于上立柱外。上立柱、中立柱及下立柱高度根據支架工作高度進行設計。該結構的運輸高度僅為570mm，滿足與司鉆房一體運輸的高度要求，節省了運輸成本和安裝時間，特別適用于經常搬家的車裝鉆機。

2.2 安裝步驟

1） 先將司鉆房支架安裝到臺體平面上，插上護欄。

2） 連接好司鉆房內的液氣管線。

3） 使用吊車將臺體提升到與上立柱銷子連接位置，穿上銷子及別針。

4） 使用吊車將臺體及上立柱提升到與中立柱銷子連接位置，穿上銷子及別針。

5） 使用吊車將臺體及連接好的上立柱、中立柱提升到下立柱銷子連接位置，穿上銷子及別針。

6） 連接加強撐或連接裝置，至此，司鉆房支架達到工作狀態。

圖3 3節伸縮式司鉆房支架結構

3 技術參數

支架伸縮節數 3節

工作高度 6m

與司鉆房一體運輸高度 3.2m

質量 3 880kg

4 關鍵技術和創新點

1） 采用3節伸縮式結構，將臺體和立柱分為2個模塊，在滿足司鉆房支架工作高度下，實現了司鉆房與司鉆房支架一體運輸。

2） 伸縮節數的增加，需要減小立柱之間的間距，以提高司鉆房支架工作狀態的穩定性。但是，間距較小時，由于型材直線度及鉚焊工藝的限制，無法保證司鉆房支架伸縮的順暢性。為了降低制造難度，在立柱與立柱重疊連接處采用加厚錐型導向連接機構，其結構如圖4所示。錐形導向連接結構使得立柱與立柱伸縮時有足夠的間隙，在到達連接高度時間隙逐漸減小，達到增加支架工作穩定性的目的。

3） 在司鉆房支架與鉆臺面之間設計了支架與鉆臺連接裝置，結構如圖5所示，主要由支架臺面連接座、螺栓、鉆臺臺面連接座、螺母等組成。連接裝置使支架與鉆臺成為一體，進一步提高了司鉆房支架的穩定性。

圖4 加厚型導向連接結構

圖5 支架與鉆臺面連接裝置

5 應用

該司鉆房支架于2010年配備到勝利油田4臺3 000m鉆機上使用。據用戶反饋意見，該司鉆房支架使用效果良好，其特殊的伸縮式結構能與司鉆房一體運輸，滿足了客戶對鉆機運輸集成化的要求。在鉆機搬家運輸中，節省了搬家時間及搬家成本。

6 結語

研制的司鉆房支架采用3節伸縮立柱和套裝臺面，降低了運輸高度，可以與司鉆房一起運輸。現場使用證明，節省了運輸費用和搬家時間，受到用戶好平。該新型司鉆房支架將在車裝鉆機上得到廣泛應用。

［1］ 陳如恒.破除舊觀念 創造新鉆機（四）［J］.石油礦場機械，2008，37（6）：1－5.

［2］ 陳如恒.破除舊觀念 創造新鉆機（五）［J］.石油礦場機械，2008，37（7）：1－10.

［3］ 劉欽祥，張 勇，劉永勤，等，ZXJ30XZK型鉆機的開發研制［J］.石油礦場機械，2007，36（7）：75－77.

［4］ 李文藝，楊延娟，王志忠，等，車裝鉆機套管臺的研制與應用［J］.石油礦場機械，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

魏柳興（1983－），男，廣東汕頭人，2006年畢業于西安石油大學機械設計制造及其自動化專業，主要從事石油鉆井設備的研制，E－mail：laoweiliuxing＠163.com。