一种自平衡直立车载修井机井架及其使用方法与流程

本发明涉及钻修井设备改造。更具体地说，本发明涉及一种自平衡直立车载修井机井架及其使用方法。

背景技术：

1、随着石油行业的不断发展，现有的开采区域对钻修井设备的更换和改造升级需求日益增涨，修井机井架作为关键部件，探索满足使用要求、运输等要求的车载修井机井架结构，能较大的推动车载修井机设备的改造升级和提高作业效率。现有的修井机井架设计采用前开口式上下体双节套装伸缩式套装井架，井架作业时前倾，依靠绷绳等部件结构保持作业状态稳定。由于部分井场地基条件及井场大小限制，部分地区无法使用风载绷绳保持作业状态下井架结构稳定，其他维稳结构亦受到整机布置及运输空间等因素影响，且现自动化程度不断提升，现有井架结构无法满足自动化工具使用。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

2、本发明还有一个目的是提供一种自平衡直立车载修井机井架及其使用方法，以解决现有技术的车载修井机井架受限于井场空间限制，不便安装、保持结构稳定的技术问题。

3、为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，一方面，本发明提供了一种自平衡直立车载修井机井架，包括：

4、井架底座，其支撑于运输车后端的车架上；

5、井架主体，其包括竖向设置的井架上体和井架下体，井架上体滑动连接在井架下体的内侧且井架上体与井架下体之间设置有伸缩机构，以驱动井架上体相对井架下体伸出或缩回，井架下体的底部前端与井架底座的顶部前端铰接，井架下体的底部后端设置有起升油缸，用于在井架主体由卧式旋转后达到直立状态，支撑固定在井架底座的顶部后端，以保持井架主体的直立状态，井架上体的顶部后端沿运输车宽度方向设置有转轴；

6、自平衡天车，其包括天车架，天车架通过转轴与井架上体可转动连接，天车架与井架上体之间还铰接有旋转油缸，通过旋转油缸驱动天车架绕转轴旋转，天车架的相对两端分别设置有井口侧滑轮和绞车侧滑轮，在运输车上对应绞车侧滑轮的正下方设置有车架导轮，工作钢丝绳引出后，依次绕过车架导轮、井口侧滑轮、绞车侧滑轮后连接游车。

7、优选的是，所述井架上体的顶部后端设置有限位块，用于对所述天车架向后旋转至所需的终点位置处进行限位。

8、优选的是，所述井架上体的顶部前端设置有一对耳板，耳板上沿运输车宽度方向开设有第一耳孔，所述天车架上对应第一耳孔开设有第二耳孔，在所述天车架旋转至抵触所述限位块时，一对第一耳孔与第二耳孔位于同一轴向，所述井架上体的顶部前端在耳板的外侧对应设置有自动穿销装置，以在第一耳孔与第二耳孔对齐时，自动穿入一个销轴，以实现对天车架的固定。

9、优选的是，在所述天车架的穿设有所述转轴的一端还设置有挂耳，所述井架下体的下端后侧连接有滑轮支架，所述井架下体的底部还铰接有调节杆，挂耳与调节杆之间连接有游车扶正钢丝绳，游车扶正钢丝绳绕过滑轮支架，通过调节杆绷直游车扶正钢丝绳。

10、优选的是，还包括底座起升机构，底座起升机构设置在运输车后端的地基上，用于向上顶升支撑所述井架底座的后端。

11、优选的是，所述井架底座整体呈梯形结构，其中，朝向运输车前端的一侧向下倾斜设置，所述井架底座朝向运输车后端的一侧竖向设置。

12、优选的是，所述井架主体总长度最小时横卧在运输车上，在所述井架上体位于所述井架下体外且靠近所述井架下体的一侧向下可拆卸连接有前支架，前支架的底部支撑在运输车上。

13、另一方面，本发明还提供一种自平衡直立车载修井机井架的使用方法，包括如下步骤：

14、s1、所述井架主体横卧在运输车上进行移运，此时，所述伸缩机构处于收缩状态，所述井架主体处于合套状态，所述天车架围绕转轴向后旋转，一部分内收于所述井架上体内，一部分向前伸出；

15、s2、井架起升时，将所述底座起升机构现坐落于地基上，向上顶升支撑所述井架底座的后端，随后所述起升油缸伸出使所述井架主体保持直立状态；

16、s3、所述自平衡天车通过所述旋转油缸驱动所述天车架绕所述转轴旋转，当所述天车架旋转至水平状态后锁定位置调整完毕，随后通过所述伸缩机构，将所述井架上体伸出所述井架下体就位，进入工作状态；

17、s4、在所述自平衡天车工作状态时，通过所述工作钢丝绳绕过所述井口侧滑轮、所述绞车侧滑轮、所述车架导轮，使天车工作时两端受力达到平衡状态，同时，绷直游车扶正钢丝绳后，在游车扶正钢丝绳上还滑动连接有游车扶正装置，游车扶正装置的架体通过销轴固定在游车上，实现游车扶正；

18、s5、下放时，所述井架上体回收至所述下体内，使游车下落至指定位置，随后将游车扶正装置拆卸，解除所述天车架的锁定状态，所述旋转油缸收缩使所述天车架向后旋转到位后锁位，随后所述井架主体开始下放至运输车的车架上。

19、本发明至少包括以下有益效果：本发明的自平衡直立车载修井机井架及其使用方法，自平衡直立车载修井机井架包括井架底座、井架主体、自平衡天车及底座起升机构，井架底座固定支撑于车架上，井架主体采用直立套装式的井架上体和井架下体的组合结构，天车架与井架上体之间通过转轴可转动连接，通过设置的旋转油缸驱动天车架绕转轴旋转，使自平衡天车相对井架主体位于同一长度方向或垂直方向，以便于随井架主体伸缩展开为工作状态或收缩为收纳状态，改变了传统井架固定方式及天车安装及固定方式，采用自平衡式天车，通过绕过井口侧滑轮、绞车侧滑轮、车架导轮，使天车两端受力平衡，无需绷绳即可保持井架稳定，且能满足管柱井口自动化设备作业，底座起升机构对上方井架底座、井架主体进行支撑，以保持结构稳定，各结构能随车运输，减少井场作业面积，规避了井架运输超限情况，保证了游车作业状态稳定以及提高随车整移便捷性。

20、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种自平衡直立车载修井机井架，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的自平衡直立车载修井机井架，其特征在于，所述井架上体的顶部后端设置有限位块，用于对所述天车架向后旋转至所需的终点位置处进行限位。

3.如权利要求2所述的自平衡直立车载修井机井架，其特征在于，所述井架上体的顶部前端设置有一对耳板，耳板上沿运输车宽度方向开设有第一耳孔，所述天车架上对应第一耳孔开设有第二耳孔，在所述天车架旋转至抵触所述限位块时，一对第一耳孔与第二耳孔位于同一轴向，所述井架上体的顶部前端在耳板的外侧对应设置有自动穿销装置，以在第一耳孔与第二耳孔对齐时，自动穿入一个销轴，以实现对天车架的固定。

4.如权利要求1所述的自平衡直立车载修井机井架，其特征在于，在所述天车架的穿设有所述转轴的一端还设置有挂耳，所述井架下体的下端后侧连接有滑轮支架，所述井架下体的底部还铰接有调节杆，挂耳与调节杆之间连接有游车扶正钢丝绳，游车扶正钢丝绳绕过滑轮支架，通过调节杆绷直游车扶正钢丝绳。

5.如权利要求1所述的自平衡直立车载修井机井架，其特征在于，还包括底座起升机构，底座起升机构设置在运输车后端的地基上，用于向上顶升支撑所述井架底座的后端。

6.如权利要求1所述的自平衡直立车载修井机井架，其特征在于，所述井架底座整体呈梯形结构，其中，朝向运输车前端的一侧向下倾斜设置，所述井架底座朝向运输车后端的一侧竖向设置。

7.如权利要求1所述的自平衡直立车载修井机井架，其特征在于，所述井架主体总长度最小时横卧在运输车上，在所述井架上体位于所述井架下体外且靠近所述井架下体的一侧向下可拆卸连接有前支架，前支架的底部支撑在运输车上。

8.如权利要求4所述的自平衡直立车载修井机井架的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明公开了一种自平衡直立车载修井机井架及其使用方法，自平衡直立车载修井机井架包括井架底座、井架主体、自平衡天车及底座起升机构，井架底座固定支撑于车架上，底座起升机构对上方井架底座、井架主体进行支撑，井架主体采用直立套装式的井架上体和井架下体组合结构，自平衡天车与井架上体之间穿设转轴，通过旋转油缸驱动绕转轴旋转，随井架主体伸缩展开为工作状态或收缩为收纳状态，改变了传统井架、天车固定安装方式，自平衡式天车通过工作钢丝绳绕过两侧滑轮及车架导轮平衡受力，无需设置绷绳，各结构能随车运输提高整移便捷性，减少井场作业面积，规避了井架运输超限情况，保证了游车作业状态稳定，且能满足管柱井口自动化设备作业。技术研发人员：朱颢,饶庆,陈新龙,胡成龙,李哲,徐军,李云祥,麻栋兰,谢松宜受保护的技术使用者：中石化四机石油机械有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9