井架的結(jié)構及附屬設備的作用【知識薈萃】

1、井架的結(jié)構及附屬設備的作用,培訓目標及意義,一、培訓目標: 達到相關崗位序列要求 二、培訓意義： 1.對應的崗位序列要求 鉆修井隊長：能夠準確判斷并處理鉆修井設備和井控設備的常見故障； 掌握鉆修井設備的工作狀態(tài)，對系統(tǒng)的安全有可靠的評價，保 證鉆井作業(yè)的正常； 司鉆：了解相關鉆修井設備的結(jié)構、工作原理； 掌握鉆修井設備的結(jié)構、工作原理；日常的檢查維護保養(yǎng)知識；,1,行業(yè)重點,培訓目標及意義,2.培訓對象 鉆修井隊長、司鉆,2,行業(yè)重點,行業(yè)重點,井架概述,石油鉆井用的鉆機是一套聯(lián)合機組。鉆機由井架、絞車、游車、大鉤、轉(zhuǎn)盤、鉆井泵、動力機組、聯(lián)動機組全套鉆井設備及井控、固控設備、發(fā)電機組、液壓和

2、空氣動力等輔助設備等組成。 井架是石油工業(yè)的最明顯的標志之一。,（一）概述,4,行業(yè)重點,井架概述,井架是石油工業(yè)的最明顯的標志之一。,（一）概述,上圖：生產(chǎn)平臺 左圖：半潛式鉆井平臺,5,行業(yè)重點,井架概述,鉆機的提升系統(tǒng)由絞車、井架、天車、游車、大鉤及鋼絲繩等組成。 井架是鉆采機械的重要組成部分。它在鉆井或修井過程中，用于安放天車，懸掛游車、大鉤、吊環(huán)、吊卡等機具，以及起下、存放鉆桿、油管及抽油桿。,（一）概述,6,行業(yè)重點,井架概述,因此，對井架的要求是： 1)應有足夠的強度、剛度和整體穩(wěn)定性。以保證起下一定深度的鉆桿柱、套管或油管柱。 2)足夠的工作高度和空間，足夠的鉆臺面積。工作高度

3、大，起下立根長度長，速度快，可節(jié)省時間。井架上下底應有必要的尺寸，以安裝天車，并保證起下操作時游動系統(tǒng)設備暢行無阻；便于在鉆臺上布置設備，安放工具，方便工人操作，使司鉆有良好的視野。,（一）概述,7,行業(yè)重點,井架概述,3)應保證拆裝方便，安全，移動迅速。為此，結(jié)構應簡單、輕便，并盡可能采用分段或整體運輸，水平安裝及整體起放的安裝移運方法。,（一）概述,8,行業(yè)重點,井架概述,(1)要經(jīng)常教育職工愛惜井架，合理使用井架，做好對井架的保養(yǎng)維護，時刻保持井架完好。井架在起升之后和下放以前，要進行徹底的檢查，以證實沒有部件發(fā)生變形和所有的螺栓齊全緊固并配備合適的鎖定墊圈。沒有辦理安裝質(zhì)量驗收和交接手

4、續(xù)的井架不能使用。 (2)上下絞車時，必須由井隊干部負責指揮，力求達到平穩(wěn)施工。 (3)鉆井隊要定期、定人、定部位對井架進行檢查和維護。定期檢查要求每個白班和下套管前各進行一次。定人檢查要求每個班的井架工負責檢查。定部位檢查要求每個井架工各承包一部分井架結(jié)構進行檢查。在風、雨多發(fā)季節(jié)，鉆井隊要班班對井架繃繩及繃繩坑進行檢查。對天車、猴臺、指梁，死繩固定器、轉(zhuǎn)盤、鉆機、鉆桿盒大梁、立管臺、二層臺的固定情況，由井隊安全員每周檢查一次。對查出的問題，要立即組織整改。,（二）井架使用安全注意事項,9,行業(yè)重點,井架概述,(4)不準隨便割、拆、換井架的橫梁、拉筋、螺絲、卡子、零件、附件。 (5)下套管之

5、前對井架進行全面檢查、整改，鉆具要分立兩邊矗立，盡可能使井架受力平衡。要封閉好指梁，防止大繩進入。下完套管時，若發(fā)現(xiàn)井架無安全保障，應立即將套管坐在轉(zhuǎn)盤上，停止活動套管。 （6）注意：1500米以上鉆具必須分靠井架兩邊，以防一邊立鉆具造成井架扭曲，沒有猴臺的立即整改安裝。,（二）井架使用安全注意事項,10,行業(yè)重點,行業(yè)重點,井架分類,井架由井架的主體、人字架、天車臺、二層臺、工作梯、立管平臺、鉆臺和井架底座等幾個部分組成，主要用于安放和懸掛天車、游車、大鉤、吊環(huán)、液氣大鉗、液壓繃扣器、吊鉗、吊卡等提升設備與工具。 石油礦場上使用的各種井架，主要由以下幾部分組成： (1)主體，多為型材組成的空

6、間桁架結(jié)構； (2)天車臺，供安放天車和天車架之用；,（一）井架結(jié)構,12,行業(yè)重點,井架分類,(3)天車架，用于安裝和維修天車； (4)二層臺，為井架工進行起下操作的工作場所，它包括井架工的操作臺和存靠立根的指梁； (5)立管平臺，為裝拆水龍帶的操作臺。 (6)工作梯,（一）井架結(jié)構,13,行業(yè)重點,井架分類,塔形井架 : 橫截面為正方形或矩形的四棱截錐形空間絎架結(jié)構的井架。一般由許多單一構件用螺栓連接組成，并在井場組裝或拆散運移。 自升式井架 : 井架在井場地面水平組裝，利用自身配備動力整體起升，分段或整體運輸。 自升式井架還分為： 1 前開口式井架 : 指前扇敞開或大部分敞開，截面為形或

7、包括部分矩形的空間絎架結(jié)構的井架。一般由許多單一構件，用焊接和螺栓或銷子組裝成一整體。井架分成數(shù)段在井場水平組裝，整體起升。,（二）井架分類,14,行業(yè)重點,井架分類,2 A形井架 : 指整體結(jié)構型式呈A字型，而兩大腿為等截面空間桿件結(jié)構或管柱式結(jié)構的井架。在大腿前方或后方有一對撐桿，以保持井架縱向穩(wěn)定性。井架在井場地面組裝，整體起升。 3 桅形井架: 由框架結(jié)構或管柱式大腿組成整體的或分段的焊接結(jié)構井架，可在井場地面組裝，整體起升，分段或整體運輸。工作時，向井口方向傾立，需要用繃繩保持其穩(wěn)定性。對于車裝鉆機或修井機，桅架多做成伸縮或折疊式。,（二）井架分類,15,行業(yè)重點,井架分類,塔形井架

8、塔形井架是一種橫截面為正方形或矩形的四棱截錐體空間桁架，井架主體由四扇平面梯形桁架組成,每扇又分為若干桁格，同一高度的四面桁格在空間構成井架的一層，故整個井架也可視為由多層空間桁架組成。 塔形井架主要特點為： (1)井架主體部分為封閉結(jié)構，整體穩(wěn)定性好，承載能力大。 (2)整個井架由許多單一構件用螺栓聯(lián)接而成，制造簡單，運輸方便。,（二）井架分類,16,行業(yè)重點,井架分類,井架主體由四扇平面梯形桁架組成,每扇又分為若干桁格，同一高度的四面桁格在空間構成井架的一層，故整個井架也可視為由多層空間桁架組成。 (3)井架內(nèi)部空間大，起下操作方便，安全。 (4)拆裝工作量大，高空作業(yè)不安全，搬遷不方便。

9、 塔形井架適用于較少搬遷而要求承載能力大，穩(wěn)定性好的鉆機，如海洋鉆機、超深井鉆機,（二）井架分類,17,行業(yè)重點,井架分類,2.前開口井架 前開口井架亦稱為形井架，其主要結(jié)構特征是： 1)整個井架主體是35段焊接結(jié)構組成。段間采用錐銷定位和螺栓聯(lián)接。,（二）井架分類,18,行業(yè)重點,井架分類,2)通常采取水平拆裝，整體起落和分段運輸?shù)霓k法搬遷井架。搬遷方便、安全、迅速。,（二）井架分類,19,行業(yè)重點,井架分類,3)因受運輸尺寸限制，井架主體截面尺寸較小，使井架內(nèi)部空間比較狹窄。 為了方便游系設備上下運行和立根排放，井架主體作成前扇敞開，橫截面為開口矩形(即形)的不封閉空間結(jié)構，其整體穩(wěn)定性較

10、塔形井架差而較A形井架優(yōu)。 有的前開口井架最上段作成四邊封閉結(jié)構以增強其穩(wěn)定性。 4)井架各段兩側(cè)桁架結(jié)構形式相同，背扇則采用特殊腹桿布置形式，如菱形，以保證司鉆視野良好。 由于前開口井架具有結(jié)構簡單，移運、搬遷方便、良好的承載能力和整體穩(wěn)定性，而成為應用最廣泛的陸地鉆機井架。 如美國陸地鉆機幾乎全部采用前開口井架，我國制造的各種鉆機(從1560)都可以配置此類井架。 前開口井架一般采用液壓千斤頂調(diào)整井架位置，對正井眼中心。 前開口井架都帶有起升用的人字架，利用鉆機自身的動力，通過絞車，游動系統(tǒng)，平衡滑輪，人字架起升鋼繩，井架下部導向滑輪等完成井架起升和下放(圖8-25)。 井架起升后，人字架

11、便構成井架整體一部分。,（二）井架分類,20,行業(yè)重點,井架分類,3.A形井架 它是由兩個等截面的空間桿件結(jié)構或管柱式結(jié)構的大腿靠天車臺和二層臺及附加桿件連接而成的“A”字 大腿的前方或后方有撐桿支承，或在后方用人字架支承。整個井架仍和前開口井架一樣，采取地面水平組裝，整體起放，分段運輸。 兩個大腿都是由35段封閉的焊接結(jié)構用螺栓聯(lián)結(jié)的整體結(jié)構。大腿斷面依所選型材不同，而采取不同的截面形狀，一般為矩形或三角形。撐桿有桿系柱結(jié)構，矩形斷面或管柱結(jié)構。,（二）井架分類,21,行業(yè)重點,井架分類,A型井架的每根大腿都是封閉的整體結(jié)構，承載能力強和穩(wěn)定性好。井架內(nèi)部空間大，鉆臺寬敞，司鉆視野開闊。 由

12、于兩腿間聯(lián)系較弱，致使井架整體穩(wěn)定性較差。 A形井架大腿結(jié)構簡單；拆裝方便，安全，移運迅速；鉆臺寬敞，司鉆視野開闊。但總體穩(wěn)定性較前兩種井架為差，適用于中深井和深井鉆機。,（二）井架分類,22,行業(yè)重點,井架分類,4桅形井架 桅形井架是一節(jié)或幾節(jié)桿件結(jié)構或管柱結(jié)構組成的單柱式井架，有整體式和伸縮式兩種。這種井架一般利用液壓缸或絞車整體起放，分段或整體運輸，拆裝移運很方便。,（二）井架分類,23,行業(yè)重點,井架分類,由于井架橫截面尺寸小，為了避免游系設備上下運行不便，并適應井架伸縮或折疊的需要，井架前扇一般做成部分或全部敞開的形截面結(jié)構,（二）井架分類,24,行業(yè)重點,井架分類,同時井架工作時也

13、向井口方向前傾(傾角一般在7以內(nèi))。因此，繃繩成了井架不可缺少的基本支承之一，是桅形井架整體結(jié)構的主要特征。 桅形井架結(jié)構簡單，輕便，但承載能力小，只用于車裝輕便鉆機和修井機。,（二）井架分類,25,行業(yè)重點,行業(yè)重點,三、井架參數(shù),1井架公稱高度 : 塔形井架的公稱高度指從大腿底板底面到天車梁底面的垂直高度；前開口式井架和A形井架的公稱高度是指井架下底支腳孔中心到天車梁底面的垂直高度；桅形井架的公稱高度是指井架前大腿底面底板到天車梁底面的垂直高度。 2 井架底尺寸 : 沿底板底面的井架各相鄰大腿中心軸線之間的水平距離。 3 井架上底尺寸 : 沿天車梁底面的井架各相鄰大腿中心軸線之間的水平距離

14、。 4 二層臺公稱高度 : 從井架的大腿底板、底面到二層臺底面的垂直距離。 5 井架大門高度 : 塔形井架大門高度是指井架大腿底板底面到大門頂面的垂直高度。,（一）井架主要參數(shù),27,行業(yè)重點,三、井架參數(shù),表明井架主要特征的基本參數(shù)皆與起下作業(yè)有關。1.最大鉤載 井架的安全承載能力一般常用所配鉆機或修井機的最大鉤載來表示。它是指在沒有風載，死繩固定在指定位置，而二層臺不存放立根或抽油桿，油管的條件下，大鉤所能承受的最大載荷(包括游系系統(tǒng)重量)。 2高度 井架的名義高度是指從井架大腿底板表面到天車梁底面的垂直高度H，而井架的有效高度則是指從鉆臺大梁頂平面到天車梁底面的垂直高度。 井架的有效高度

15、根據(jù)起下鉆操作要求和有關設備高度并考慮井架搬遷要求來確定，如游系系統(tǒng)高度(游車上頂?shù)降蹩ǖ酌娴母叨?、立根極限長度和防碰安全距離(即防止游車在工作時由于操作失靈碰撞天車的防碰距離)等。,（二）井架基本參數(shù),28,行業(yè)重點,三、井架參數(shù),井架的二層臺高度指的是從鉆臺平面到二層臺底面的垂直高度。它取決于立根長度和二層臺操作臺的位置。為了便于井架工在二層臺摘掛吊卡，應使操作臺的底面(通常也是二層臺底面)比立根存放在立根盒上的高度低1.82.0m，通常二層臺具有兩三個不同高度安裝位置，以適應不同長度立根操作的需要。3.二層臺容量 二層臺容量是指二層臺指梁(裝在二層臺的最小高度上)所能存放立根的數(shù)量，用

16、立根(鉆桿，油管或抽油桿)的總長度來表示。 井架的指梁應能滿足存放全部立根的需要，所以二層臺容量主要取決于指梁高度及其所圍抱的有效面積(存放立根數(shù)量)。 4塔形井架上、下底尺寸及大門高度 塔形井架上、下底尺寸是分別指沿天車梁底面和鉆臺大梁頂面井架大腿軸線間的水平距離。,（二）井架基本參數(shù),29,行業(yè)重點,行業(yè)重點,四、井架附屬結(jié)構及作用,1.井架大腿 : 井架結(jié)構中起主要支承作用的立柱。一般為兩個或四個，塔形井架有四個大腿即1號大腿(司鉆側(cè)前大腿)、2號大腿(司鉆對側(cè)前大腿)、3號大腿(司鉆對側(cè)后大腿)、4號大腿(司鉆側(cè)后大腿)。,（一）井架附屬結(jié)構及作用,31,行業(yè)重點,四、井架附屬結(jié)構及作

17、用,2.二層操作臺 : 供井架工配合進行起下鉆操作的作業(yè)設施，包括環(huán)形走廊。 3.指梁 : 設在井架二層臺上，用以支靠立根盒中鉆柱立根頂部的若干根指狀懸臂梁。,（一）井架附屬結(jié)構,32,行業(yè)重點,四、井架附屬結(jié)構及作用,4.天車臺: 位于井架頂部，供拆裝和保養(yǎng)天車及穿繞大繩用的框架結(jié)構。 天車是安裝在井架頂部的定滑輪組，游車是在井架內(nèi)部上下作往復運動的動滑輪組，主要由滑輪、滑輪軸、軸承、軸承座及支架組成。 5. 立管臺 :供拆裝鉆井水龍帶的工作平臺。,（一）井架附屬結(jié)構,33,行業(yè)重點,四、井架附屬結(jié)構及作用,6.井架繃繩 :防止井架傾倒的鋼絲繩，一般有四至八根，從井架頂部和二層臺與地表成一定角度固定于地面的錨樁上。 7.繃繩錨:埋于井場地表下面，用以固定井架繃繩的錨樁。一般