井架及底座基礎(chǔ)知識(shí)

井架及底座基礎(chǔ)知識(shí)程瑞亮BasicKnowledgeofDerrick&SubstructureAssociateProfessor第1頁，共40頁。第一部分井架類型、原理及結(jié)構(gòu)第二部分井架拆裝、操作規(guī)程第三部分井架保養(yǎng)要求、故障原因分析第四部分底座類型、原理及結(jié)構(gòu)第五部分底座拆裝、操作規(guī)程第六部分底座保養(yǎng)要求、故障原因分析目錄第2頁，共40頁。第一部分井架類型、原理及結(jié)構(gòu)一、井架的基本組成1）井架主體：由型鋼材、橫、斜拉筋組成的空間桁架2）天車臺(tái)：用來安放天車及天車架，天車架是供安裝、維修天車時(shí)起吊天車之用。天車臺(tái)上有檢修天車的過道，周圍有護(hù)欄。3）二層臺(tái)：操作臺(tái)和指梁組成，是起下作業(yè)時(shí)井架工工作場所。塔形井架二層臺(tái)在井架內(nèi)部，其余井架二層臺(tái)在井架外前側(cè)。4）立管平臺(tái)：是裝拆水龍帶的操作臺(tái)，也是供上井架人員短暫休息場所。5）工作梯：有盤旋式和直立式兩種，是井架工上下井架的通道。此外還有起升人字架等二、井架的基本參數(shù)及型號(hào)：是井架特征的指標(biāo)，是設(shè)計(jì)、選擇和使用井架的依據(jù)第3頁，共40頁。鉆機(jī)型號(hào)ZJ40/2250CJDZJ50/3150LZJ50/3150DB-1ZJ70/4500DZ井架型號(hào)JJ225/43-KC1JJ315/44.5-K2JJ450/45-K4JJ450/45-K7最大鉤載kN2250315045004500型式KKKK工作高度m4344.54545.72頂跨（正×側(cè)）m22.1×2.052.2×2.22.2×2.2底跨（正×側(cè)）m69.11×2.79.0×2.69.0×2.7二層臺(tái)容量，m400050007280（5″鉆桿260柱）7280（5″鉆桿260柱）二層臺(tái)高度，m26.5，25.5，24.526.5,25.5,24.526.5,25.5,24.5,22.526.5,25.5,23.5,22.5無立根抗風(fēng)，＞12級(jí)＞12級(jí)＞12級(jí)＞12級(jí)滿立根抗風(fēng)12級(jí)12級(jí)12級(jí)12級(jí)起放井架抗風(fēng)5級(jí)5級(jí)5級(jí)5級(jí)起升三角架高m9.1754.57。6井架主體段數(shù)6545質(zhì)量kg611149574388742配套底座DZ225/7.5-ZTDZ315/7.5-XD1DZ450/9-S1DZ450/10.5-S1第4頁，共40頁。1、井架的基本參數(shù)井架的基本參數(shù)是表明井架特征的指標(biāo)，是設(shè)計(jì)、擇和使用井架的依據(jù)。1）最大鉤載井架的安全承載能力是常用所配鉆機(jī)或修井機(jī)的最大鉤載來表示的。最大鉤載是指在正常風(fēng)載下，死繩固定在指定位置，而二層臺(tái)不存放立根或抽油桿的條件下大鉤本身所能懸持的最大載荷，它不包括天車、游動(dòng)滑車、大鉤以及游動(dòng)鋼絲的重量。2）井架高度井架名義高度是指從井架大腿地面到天車梁地面的垂直高度。而井架有效高度則是指從鉆臺(tái)大梁頂面到天車梁地面的垂直高度。對(duì)于安裝在鉆臺(tái)大梁頂面上的各型井架，其有效高度就是名義高度

第5頁，共40頁。3）5″或41/2″鉆桿立根容量（5″or41/2″pipesetbackcapacity）5″鉆桿立根容量是指井架內(nèi)所能存放5英寸鉆桿的數(shù)量，通常用總長度來表示井架的管子容量。它應(yīng)與鉆機(jī)鉆深相適應(yīng)。井架二層臺(tái)的指梁應(yīng)能滿足存放全部立根的需要，在指梁高度確定以后，鉆桿容量將取決于二層臺(tái)指梁所圍抱的有效面積，它應(yīng)根據(jù)所要存放的立根數(shù)和立根直徑（取接頭或接箍直徑）來確定

第6頁，共40頁。如：JJ300/43-K，JJ450/45-T，JJ450/45-K7井架型號(hào)第7頁，共40頁。三、井架類型1、塔形井架（Pyramidderricks)塔形井架是一種四棱截錐體的金屬空間桁架結(jié)構(gòu)，其橫截面為正方形立面為梯形，井架前扇有大門，后扇有絞車大門，主體部分是一個(gè)封閉的四棱錐體桁架結(jié)構(gòu)。每扇平面桁架又分成若干桁格，同一高度的四面桁格在空間構(gòu)成井架的一層，因此整個(gè)井架可看作是由多層空間桁架所組成的四棱截錐空間桁架結(jié)構(gòu)。第8頁，共40頁。第9頁，共40頁。第10頁，共40頁。第11頁，共40頁。2、前開口井架（cantilevermasts）1）井架本體由3～6段焊接空間桁架結(jié)構(gòu)組成,段與段之間采用銷子定位，抗剪銷、螺栓聯(lián)接。鉆臺(tái)具有較大的面積，便于操作和存放立根，整個(gè)井架的前面是敞開的。2）這種井架可在地面水平拆裝、整體起放和分段運(yùn)輸。為了滿足運(yùn)輸?shù)男枰?，井架的截面尺寸不能太大，比塔形井架的截面尺寸小。?2頁，共40頁。3）井架各段兩個(gè)側(cè)扇型式完全一樣，其背扇橫、斜桿通過銷軸與左右兩個(gè)側(cè)扇連接，并可組成多種圖形，以擴(kuò)大司鉆視野。4）依使用、制造等工藝要求的不同，可以將大腿做制成沒有坡度、坡度不變和坡度成折線變化（即下段沒有坡度，上段坡度不變）等三種形式。5）為了保證井架的穩(wěn)定性，井架底部桁架往往采用不同于兩側(cè)桁架的特殊桁架結(jié)構(gòu)，如三角形結(jié)構(gòu)和菱形結(jié)構(gòu)等。6）總體穩(wěn)定性高；拆裝方便且安全；采用較高的鉆臺(tái)，便于安裝、操作井口設(shè)備。第13頁，共40頁。3、前開口伸縮式井架（cantilevertelescopicmasts）其突出特點(diǎn)是井架前大門的前面不需要有很大的空間，而其他整體起放的井架，該空間必須大于井架高度4、A形井架（mast-A）1）整個(gè)井架是由兩個(gè)較小等截面的空間桁架結(jié)構(gòu)作為大腿，貫通天車、井架上部的附加桿件、二層臺(tái)至鉆臺(tái)下部與鉆機(jī)底座鉸接固定，兩條大腿的上部與二層臺(tái)連接成“A”字形結(jié)構(gòu)。在井架后面配有一個(gè)用于起放井架的人字架。第14頁，共40頁。2）井架的兩個(gè)大腿由3～5段焊接空間桁架結(jié)構(gòu)組成，段與段之間用錐銷定位，抗剪銷、別針、螺栓連接。整個(gè)井架可水平拆裝、整體起放和分段運(yùn)輸5、桅形井架（mast-W）桅形井架由二或三段焊接結(jié)構(gòu)組成的半可拆單柱式井架。桅形井架是由桿件或管柱組成的整體焊接空間桁架結(jié)構(gòu)，井架的橫截面為矩形或三角形，可分為整體式、伸縮式（或折疊式）。桅形井架主要用于車載鉆機(jī)，并利用液壓缸起放井架第15頁，共40頁。第16頁，共40頁。第17頁，共40頁。

第18頁，共40頁。第二部分井架拆裝、操作規(guī)程1、井架現(xiàn)場安裝1）安裝前的準(zhǔn)備（1）對(duì)地基要求：井場基礎(chǔ)要達(dá)到要求。（2）井架安裝前應(yīng)按井架零部件的規(guī)格和數(shù)量進(jìn)行清點(diǎn)、檢查，并按標(biāo)記牌上字母標(biāo)志符整理各部件。（3）按要求安裝好底座，并找正尺寸。第19頁，共40頁。2）井架的安裝（1）井架左右Ⅰ至Ⅳ段主腿就位，然后打入大腿銷子，抗剪銷及別針和段與段連接雙錐銷，抗剪銷及別針，時(shí)期成為左右大腿，并用小支架支護(hù)好。然后依次低位安裝背扇剛架、剛架、斜桿、天車、梯子、立管操作臺(tái)、大鉗平衡重裝置，起升大繩等部件。第20頁，共40頁。（2）將井架吊起，安裝二層臺(tái)及附件。（3）將底座的坡道支為水平，然后將起升大繩穿好（4）安裝井架液壓緩沖缸、管路和各種控制閥，接通液壓源。（5）井架裝好后裝上死繩護(hù)繩器第21頁，共40頁。4）起升井架穿繩起升井架大繩的穿法與前開口井架基本相同，穿起升大繩方法如下。（1）穿繩前認(rèn)真檢查起升大繩，不得有缺陷。（2）起升大繩放在井架前方，用鋼絲繩做引繩與起升大繩相接。（3）用設(shè)備拉引繩進(jìn)行穿繩。（4）起升大繩固定在基座上，并按標(biāo)準(zhǔn)卡緊卡牢第22頁，共40頁。穿起升大繩返回停止支架井架導(dǎo)向輪人字架大鉤第23頁，共40頁。第24頁，共40頁。3、井架的起升1）起升準(zhǔn)備（1）井架安裝完畢后，檢查所有連接螺栓、銷子保證所有連接的正確性。（2）滑輪、軸應(yīng)保證處于良好潤滑狀態(tài)，并能自由運(yùn)轉(zhuǎn)（3）兩根起升大繩應(yīng)無斷絲、電弧燒灼、過電退火、嚴(yán)重銹蝕、罐鋅的接頭松動(dòng)、銷子的碰傷、耳板、耳座及焊縫的裂紋等。（4）清理井架上一切與起升井架無關(guān)的東西。防止起升時(shí)落物傷人。（5）檢查所有鋼絲繩的磨損、斷絲和銹蝕等情況，達(dá)到報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)立即更換新繩。（6）死繩端應(yīng)正確牢固地固定在死繩固定器上第25頁，共40頁。（7）確保絞車剎車處于正常工作狀態(tài)，對(duì)于新剎帶，司鉆要按慣例程序磨合新剎帶并試驗(yàn)剎車和氣閥的靈敏度。（8）檢查人字架的連接銷、耳板、別針等。（9）檢查液壓緩沖液缸，保證管路的暢通，各種閥體的正確工作位置及液壓源的正常工作，注意排盡管路和缸內(nèi)的殘余空氣。（10）井架起升前，液壓緩沖液缸應(yīng)伸致最大工作行程位置。（11）井架起升前，高支架必須支在最高位置上。（12）確保壓風(fēng)機(jī)正常工作，儲(chǔ)氣罐、氣路暢通。（13）確保電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)

第26頁，共40頁。（14）井架起升時(shí)，應(yīng)按《API-4E低溫作業(yè)的推薦方法》進(jìn)行操作。（15）井架的起升、下放工作應(yīng)在專人的統(tǒng)一指揮下進(jìn)行，操作人員應(yīng)熟悉鉆機(jī)的性能和操作方法。注意安全，貫徹安全操作規(guī)程。（16）起升、下放井架時(shí)，禁止在影響區(qū)域內(nèi)站人，以免發(fā)生意外事故。（17）井架在安裝、起升、下放時(shí)，二層臺(tái)不準(zhǔn)作為井架支承。（18）井架起升時(shí)，二層臺(tái)操作臺(tái)應(yīng)翻起，并固定牢靠（19）井架起升前，高支架必須支在最高位置上第27頁，共40頁。2）起升用絞車低速檔平穩(wěn)地把井架起升至與緩沖液缸伸出端接觸時(shí)，摘去動(dòng)力。井架靠慣性繼續(xù)起升，緩沖液缸緩慢平穩(wěn)地收縮，直到井架就位。井架就位后，將井架與人字架連接并插入抗剪銷及別針，并將起升大繩懸掛在起升大繩懸掛器上，并用安全鏈鎖固在剛架上，至此井架起升過程完成

第28頁，共40頁。起

升

井

架返回第二章井架與緩沖氣缸接觸第29頁，共40頁。固定井架返回銷子和別針上U型卡子和壓板第二章第30頁，共40頁。4、井架的下放下放井架和起升操作程序相反。即先掛好游鉤和起升平衡架，把高支架放到指定的位置，松開井架和人字架連接的銷子，將二層臺(tái)舌臺(tái)翻起并固定牢靠。然后緩沖液缸慢慢頂出，司鉆應(yīng)根據(jù)液缸的伸出速度操作絞車，使井架平穩(wěn)地下放在高支架上。5、井架的拆卸井架的拆卸與井架的安裝程序相反

第31頁，共40頁。第三部分井架保養(yǎng)要求及故障分析1、潤滑定期向井架旋轉(zhuǎn)部位加注鋰基潤滑脂，注油期限為每次起升前及每次下放前必須各注油一次。2、維護(hù)及保養(yǎng)1）井架工應(yīng)對(duì)井架進(jìn)行每天的安全檢查，內(nèi)容包括檢查螺栓、銷子、別針等緊固件是否連接牢固，是否有損失現(xiàn)象，焊縫是否開裂；井架構(gòu)件是否有彎曲、變形、裂紋；梯子欄桿和走臺(tái)是否完好、安全，連在井架上的零件及懸掛件是否有跌落的危險(xiǎn)等。若發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)維修。2）對(duì)井架緩沖裝置系統(tǒng)中的管線、液壓源等，起升或下放完井架后拆卸入庫，而兩只液缸固定在人字架上不拆卸，且用防護(hù)帽保護(hù)管線接口。第32頁，共40頁。3）二層臺(tái)舌臺(tái)、指梁架在翻轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)防止沖擊，特別是在井架起升后將舌臺(tái)翻下時(shí)應(yīng)采用棕繩拉住，使其無沖擊的放到工作位置。4）在操作中應(yīng)防止大鉤、吊環(huán)、吊卡等游動(dòng)部件碰撞二層臺(tái)舌臺(tái)等部件。5）井架上的梯子一般僅供井架工操作及保養(yǎng)時(shí)上下井架使用，不允許兩人以上同時(shí)登梯，非井架工上井架需經(jīng)井隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)同意，并注意當(dāng)一人上到二層臺(tái)或天車臺(tái)時(shí)，另一人方可開始登梯。6）井架在鉆完一口井后或者在一年內(nèi)必須按API-4F的檢查內(nèi)容由安全技術(shù)部門進(jìn)行一次徹底檢查，并做必要的修復(fù)工作

第33頁，共40頁。第五部分底座的操作規(guī)程一、底座的安裝及試運(yùn)轉(zhuǎn)1、根據(jù)鉆機(jī)總體基礎(chǔ)圖，在預(yù)先打好的基礎(chǔ)上按圖4-和4-所示，劃出井眼中心線及下座位置線，按要求安裝下列部件：1）安裝底層的左右下座、底拉梁、底層斜拉梁左右下座的井眼中心指示牌與井眼中心對(duì)齊，成一條直線。2）安裝底座的前立柱、斜拉桿和后立柱。3）拼裝頂層的所有部件（左右拉梁除外）。4）連接頂層與前、后立柱、斜拉桿、打上銷子，穿好抗剪銷和安全別針。5）安裝絞車、轉(zhuǎn)盤。6）安裝欄桿

第34頁，共40頁。二、底座的起升1、起升前的檢查：1）底座各部件裝配關(guān)系正確。2）各起升桿件（前立柱、斜拉桿、后立柱）兩端連接牢靠，旋轉(zhuǎn)部位銷子涂抹潤滑油。3）起升大繩無明顯缺陷，無打紐現(xiàn)象，穿繩正確，擋繩裝置齊全。4）絞車工作正常，剎車靈敏可靠。5）液壓系統(tǒng)工作正常。6）去掉頂層與底層連接的銷子

第35頁，共40頁。2、起升底座1）在確認(rèn)檢查結(jié)果良好后，即可用絞車IN擋緩慢起升底座，起升速度應(yīng)均勻，不得忽快忽慢，不得隨意剎車。2）起升底座到離開安裝位置時(shí)，應(yīng)檢查下列部位:①各起升大繩是否有異?，F(xiàn)象、繩頭連接是否牢靠。②主要受力部位的銷子、耳板是否工作正常，是否有裂紋。③主要受力部位的耳板焊縫是否有裂紋。④鋼絲繩在絞車滾筒上排列是否整齊。⑤在確認(rèn)檢查結(jié)果良好后，將底座放回到安裝位置，隨后正式起升底座第36頁，共40頁。三、下放底座：1）下放前也必須檢查，檢查項(xiàng)目與起升時(shí)的，檢查項(xiàng)目相同。注意：取掉頂層與人字架連接的銷子。2）將起升平衡架掛在大鉤的主鉤上，起升大繩與起升平衡架連接，用絞車將起升大繩緩緩拉緊。3）利用底座下放緩沖液缸，使底座緩慢下放。下放同時(shí)司鉆根據(jù)液缸行程，松動(dòng)剎車。底座上層過死點(diǎn)后，停止使用緩沖液缸，靠底座上層自重，緩慢下放到位

4）底座完全下放后，穿上連接底層與頂層的銷子

第37頁，共40頁。第六部分底座的維護(hù)保養(yǎng)規(guī)程(1)經(jīng)常檢查主要受力部位的焊縫有無開裂，耳板有無擠壓變形，構(gòu)件有無變形等，發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時(shí)采取措施。(2)未經(jīng)專門管理機(jī)構(gòu)的允許，不得在底座主體主要受力構(gòu)件上鉆孔、割孔及焊接。例如果需要