一種適應低溫環境的快速移運半拖掛鉆臺

王志忠 蔡金萍 張正芳 姚培生 王亞朋 張宏宇

（1.南陽二機石油裝備（集團）有限公司，河南 南陽 473065；2.南陽防爆集團股份有限公司，河南 南陽 473065）

一種適應低溫環境的快速移運半拖掛鉆臺

王志忠1蔡金萍1張正芳1姚培生1王亞朋2張宏宇2

（1.南陽二機石油裝備（集團）有限公司，河南 南陽 473065；2.南陽防爆集團股份有限公司，河南 南陽 473065）

為解決車裝鉆機鉆臺存在的運輸模塊較多、安裝拆卸費時、井場轉運慢、吊裝不安全等問題。研制了一種半拖掛鉆臺，其通過具有牽引鵝頸的底座和裝有剛性懸掛的后車架連接在一起，在牽引車作用下實現快速移運。最大程度的節約鉆機的轉場搬家時間，并且具備在高寒低溫環境下工作的能力。

半拖掛；快速移運；鉆臺；低溫環境

隨著鉆井市場競爭日趨激烈，快速移運鉆機在國內外鉆井市場的需求越來越大。國內車裝鉆機，主機部分通過自行走或半拖掛實現快速移運，但鉆臺底座部分大多還采用普通的模塊化運輸[1]。

公司以前的TZT160抽拉式半拖掛鉆臺，結構復雜，拆裝效率低，且受道路運輸限制，鉆臺工作高度只能到5.5米多，已不能滿足較深鉆井的作業要求。為此，研發了一種旋升式半拖掛鉆臺，工作高度達到7米，能夠實現快速移運，同時具備在高寒低溫環境下工作的能力。

1 技術分析

1.1 結構組成。該半拖掛鉆臺移運系統主要由底座、后車架、剛性懸掛、電氣路、液壓支腿等組成。主要是通過具有牽引鵝頸的底座和裝有剛性懸掛的后車架連接在一起，使鉆臺形成半拖掛結構。牽引車通過底座前部的牽引鵝頸上的牽引銷，拖動半拖掛鉆臺，實現鉆臺的快速移運的。底座移運時作為車架使用。移運狀態如圖1。

1.輪胎 2.剛性懸掛 3.后車架 4.立柱 5.底座 6.臺體 7.液壓支腿 8.牽引鵝頸 9.牽引銷 10.牽引車

1.2 工作原理。鉆臺底座移運前，先將后車架通過連接裝置安裝在底座尾部，然后通過底座前部的兩個液壓支腿，使底座繞后車架剛性懸掛的中部的轉軸旋轉，直到底座前部的牽引鵝頸的高度與牽引車鞍座高度相適應，然后使鵝頸上的牽引銷和牽引車相連，收起底座前部的液壓支腿；連接控制行駛的電、氣路。即可實現鉆臺的快速移運。

1.3 主要技術參數

2 主要創新點

2.1 后車架與底座的連接結構。后車架分為左右兩部分，分別與底座通過連接裝置相連接。連接裝置分兩部分，前部為銷軸、耳板，后部為銷軸、連接環，使后車架鵝頸和底座結合面的前、后部都連接起來。同時后車架鵝頸和底座結合處鑲嵌承載裝置，其在移運過程中起傳遞力的作用。在后車架的尾部，設一橫梁，使左右后車架保持平行并成為一整體，有利于一線雙橋懸掛及輪胎搖擺時的平穩運行。

2.2 鉆臺的液壓缸起升。鉆臺的旋升采用液壓缸起升，液壓缸安裝在在臺體內部，隨著活塞桿地伸出，鉆臺立柱形成的平行四邊形連桿機構，使鉆臺逐漸旋升，直到豎直狀態。鉆臺采用液壓缸起升，操作簡便、性能穩定、節約時間。

2.3 旋升豎直限位裝置

為防止鉆臺臺體旋升過位，在后立柱和底座短立柱之間設置豎直、水平限位板，當鉆臺旋至豎直位置時，兩限位板貼緊，穿上銷軸，使平行四邊形鉆臺處于穩定狀態。

2.4 適用低溫環境的措施。對鉆臺的主要受力件如轉盤承載梁、立柱等，采用低溫材料和低溫焊材。同時設置保溫、供熱措施對鉆臺保溫，以確保材料的性能。例如通過專門的加熱裝置對轉盤承載梁、立根盒、井架基礎、底座等部位進行蒸汽加熱，鉆臺臺面設置防風墻等。

3 計算及試驗

利用有限元分析軟件ANSYS，對鉆臺移運狀態進行計算與分析。經計算底座與前鵝頸連接處應力最大值為203MPa，其結果符合API 4F要求。

鉆臺進行了500公里的廠內行駛試驗和多次現場移運試驗，分別對鉆臺的剎車、制動各項性能進行了試驗，試驗表明該半拖掛鉆臺滿足低速移運的要求。

4 結語

該半拖掛鉆臺結構簡單、移運方便、有效地節約了搬家時間，提高了車裝鉆機系統移運的便捷、靈活性。

先后多次出口俄羅斯市場，通過現場跟蹤和用戶反饋，一致認為移運性能好，結構緊湊，安裝快捷方便，市場前景廣闊。

[1]王小權，張建偉，代大良，許建民，張丙中，黃建華，黃凌江，劉情.國產快速移運鉆機存在的問題及改進建議[J].石油機械，2007（10）：69-71.

[2]尹永晶，楊漢立，胡德祥.車裝鉆機[M].北京:石油工業出版社，2002.

TE922

A

1671-0037（2014）10-90-1

王志忠（1979-），工程師，研究方向：石油鉆修機設計。