石油钻井井架起升自锁装置技术领域
本实用新型涉及石油钻井机械设备技术领域，特别涉及一种石油钻井井架起
升自锁装置。
背景技术
在石油钻井过程中，由于钻井机械庞大，需要将各分部件分批次运输到钻井
现场并在现场进行组装。石油钻机的安装与拆卸过程中有一个重要的环节，就是
井架的起升和下放，当井架起升到合适位置并与人字梁贴合以后，需要进行井架
和人字梁有效的固定连接，即如图1所示。
在现有技术中，井架和人字梁组装固定连接结构，如图1～2所示，当井架起
升完成后，需要在距离地面10米左右的井架和人字梁之间通过吊车配合搭建临
时操作平台由操作人员携带设备和工具通过内外两侧四个U型卡子13将井架大
腿11和人字梁2进行固定连接，并且需要耗用一个小时左右的时间才能完成井
架和人字梁的固定工作，在井架和人字梁连接或拆卸环节中存在较大的操作风险
和安全隐患，特别是在实际工作中，为了加快连接速度，大多数操作人员在现场
通过游车起升或下放钻井平台到相应位置再进行四个内外U型卡子的人工固定
连接和拆卸，此时钻井平台指重表的悬重指示150吨左右，钻井平台处于浮动状
态，更大大地增加了设备和操作人员的作业风险和安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种有效解决高空作业空间狭小限制、人工操作速
度慢、安全隐患多和效率低下的问题的石油钻井井架起升自锁装置。
为此，本实用新型技术方案如下：
一种石油钻井井架起升自锁装置，包括液压伸缩缸、第一耳板、第二耳板、
第三耳板和销轴；其中，
液压伸缩缸设置并固定在人字梁的与井架相邻一侧侧壁上，销轴固定在液压
伸缩缸的伸缩杆底端；优选地，销轴的底端为锥形；
第一耳板和第二耳板依次设置在液压伸缩缸下方并固定在人字梁侧壁上；第
三耳板固定在井架大腿的与人字梁相邻一侧的侧壁上，且当井架、人字梁和井架
大腿均处于待固定位置时，即处于原来使用U形卡子对井架和人字梁进行锁定的
位置，第三耳板插装在第一耳板和第二耳板之间的空隙中；
在第一耳板、第二耳板和第三耳板上均设有与销轴的外径相适应的通孔，且
销轴与三个通孔处于对中位置，即三个通孔的中轴线均与销轴的中轴线重合，便
于销轴自上而下依次插入至通孔中。
该石油钻井井架起升自锁装置可用于对现有石油钻机进行改进，并应用于石
油钻机自动起升和下放井架中。
与现有技术相比，该石油钻井井架起升自锁装置利用液压技术的特点，通过
操作液压缸带动销轴进入耳板来锁定井架和人字梁，取代操作工人原来高空作业
狭小空间操作带来的作业时间长、效率低、安全隐患多风险，使井架起升和放下
安全、控制性能好动作可靠，提高了工作效率，有效地消除了钻井井架在现场起
升和拆卸操作中的安全风险
附图说明
图1为现有技术井架与人字梁连接结构示意图；
图2为现有技术井架与人字梁连接结构示意图；
图3为本实用新型的石油钻井井架起升自锁装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝
非对本实用新型有任何限制。
如图1～2所示，该石油钻井井架起升自锁装置取代了传统的通过人工将四个
U形卡子13对井架1和人字梁2进行锁定固定，而是利用液压技术的特点，对
井架1、人字梁2和井架大腿11进行结构改进后，简化井架1和人字梁2的固定
和拆卸操作。
具体地，如图3所示，一种石油钻井井架起升自锁装置，包括液压伸缩缸4、
第一耳板7、第二耳板8、第三耳板9和销轴10；其中：
液压伸缩缸4设置并固定在人字梁2侧壁上并位于与井架1相邻一侧；液
压伸缩缸4包括位于箱体上的进油口3和出油口5，以及位于箱体底部的伸缩杆
6；其中，液压伸缩缸4的液压系统与钻台液压站设备共用；液压系统压力为
36MPa，满足对井架1和人字梁2锁定强度；
销轴10固定在液压伸缩缸4的伸缩杆6底端；其中，销轴10选用底端为锥
形的单锥专用销轴，便于快速插装在通孔中；
第一耳板7和第二耳板8纵向平行设置并依次焊接在人字梁2侧壁上且位于
液压伸缩缸4的下方，第三耳板9焊接在井架大腿11的侧壁上并位于与人字梁2
相邻一侧，且第三耳板9位于第一耳板7和第二耳板8之间的位置，即当固定在
井架大腿11上方的井架1起升至与人字梁2贴合位置时，第三耳板9恰好位于
第一耳板7和第二耳板8之间位置；
在第一耳板7、第二耳板8和第三耳板9上均设有与销轴10的外径相适应的
通孔，且每个通孔的中轴线均与销轴10的中轴线重合，使销轴10在液压伸缩缸
4的液压作用下下放伸缩杆6，将销轴10自上而下依次插装在第一耳板7、第三
耳板9和第二耳板8内。
该石油钻井井架起升自锁装置的实施方法:
当井架1起升至接近垂直时，继续缓慢起升，使一组井架1向人字梁2贴靠，
并使井架大腿11右侧的井架耳板9进入人字梁2的第一耳板7和第二耳板8之
间的间隙中，通过液压站设置的顶丝微调系统，在水平方向调节使井架1前后及
左右移动至第三耳板9、第一耳板7和第二耳板8上的三个中心通孔的中轴线重
合，且销轴10与三个通孔对中；操作液控系统控制手柄，使液压油从进油口3
进入，使液压缸4伸缩杆6推动销轴10向下垂直运行，直至销轴10依次插入第
一耳板7、第三耳板8和上的三个通孔内，通过36Mpa液压力的作用将井架和人
字梁合为一体并有效锁死；同理锁死位于对侧的另一组井架1和人字梁2；
当井架1和人字梁2进行放倒拆卸时，操作液控系统控制手柄，使液压油从
液压缸出油口5泄出回到液压站，使液压缸4伸缩杆6收回，同时带动销轴10
向上垂直运行，销轴10依次从第二耳板9、第三耳板8和第一耳板7内退出，实
现井架1和人字梁2的分离，后通过专用设备将井架和人字梁拆除放倒。