井架锁销机构.pdf

本实用新型特别涉及钻深在4000～5000米，钩载达250～350吨的大型钻机的伸缩式井架所配置的井架锁销机构，由焊接在井架上体底的销轴座组件与焊接于井架下体顶的锁销座组件构成一组，锁销座组件中设有气缸和与之相铰接并由定心支点铰接在锁销座上的锁销块，气缸的活塞伸缩可使锁销块在井架内外之间摆动，锁销块摆入到井架内时，可将井架上体上的销轴座组件承接与井架下体联成一体，实现锁紧和传递钩载，锁紧块摆到井架外时，实现解锁，井架上体可伸缩于井架下体，井架上体上还制有凹槽，供井架上体缩回井架下体后锁销块摆入，使井架外无占位，解决公路上移运超宽和遭到碰坏的问题。

1、  井架锁销机构，其特征是，由设置于井架上体的销轴座组件与设置于井架下体的锁销座组件构成一组，所述销轴座组件中，其座体焊接于井架上体底部，其销轴被限制在座体上二耳板的孔中，所述锁销座组件，包括锁销座、锁销块、油缸，锁销座焊接在井架下体顶部，锁销块以定心支点联接在锁销座上，在定心支点下方，于锁销块和锁销座上各开有滑槽，二者的滑槽中共设一可使锁销块绕定心支点摆动的行走销，油缸联接在行走销和锁销座之间，在定心支点上方，于锁销座上设有一固定销，于锁销块上设有可分别与该固定销和所述销轴座组件中的销轴相吻合的半圆孔，二半圆孔之间具有锁销块摆动的通道。

2、  根据权利要求1所述的井架锁销机构，其特征是，所述的锁销块为焊接件，其中心具有长的通槽，所述的锁销块及相联的气缸以及固定销设在通槽内。

3、  根据权利要求1所述的井架锁销机构，其特征是，在井架上体，于其收回后的与井架下体锁销块相对应处，制有凹槽。

4、  根据权利要求1所述的井架锁销机构，其特征是，所述的井架锁销机构为四组，每组分别焊井架接在井架的四条大腿处，其中两组与另两组相垂直，在井架开口和背面的两侧对称分布。

井架锁销机构
技术领域
本实用新型涉及油田钻机伸缩式井架所配置的将处于上、下体的各节井架相锁紧并能承载的装置，通常称作井架锁销机构。本实用新型特别涉及的是钻深在4000～5000米，钩载达250～350吨的大型钻机的伸缩式井架所配置的井架锁销机构。
背景技术
井架属油田钻机的提升系统，是主要承载件。各节井架之间的衔接和载荷传递由井架锁销机构来承担。锁销机构的形式较多，其配置主要是由井架的结构及钩载决定。通常小于150吨钩载的伸缩式井架，多采用机械自动锁销机构，数量为两个，对称布置在井架上，借助弹簧力，随井架上体的伸出和缩回自动打开和收回，如常规的XJ150～650系列车载式修井机所配置的井架锁销机构；150～225吨钩载的伸缩式井架多采用液压锁销机构，也是两个对称布置，如常规的ZJ30、ZJ40车载式钻机所配置的井架锁销机构。所述的这些锁销机构，都是针对角钢或矩形管大腿(井架大腿)设计，固定安装在井架下体的外侧，且其体积都较大。对于大腿材料是圆管的井架，一般采用的是马蹄形的锁销机构，如英格索兰公司生产的系列修井机。由于这类小吨位井架的体积相对较小，即使锁销机构体积较大使其在井架外侧占位大，也不存在路运超宽的问题。对于大于225吨钩载的大型钻机井架，目前无伸缩式，为对接式，由人工用螺栓进行锁紧和解锁。
申请人已开发了一种钻深在4000～5000米的快移快装式钻机，其井架为伸缩式结构，钩载分别有250吨、350吨的，属大型钻机井架。由于现有用于小吨位伸缩式井架的锁销机构体积较大，且不能收回到井架内，因而已有锁销机构不能移植到大型伸缩式井架上来，否则会造成超宽，不能在公路上移运，也易造成碰坏。此外，现有伸缩式井架的锁销机构的配置形式，也不能满足大型井架传递大载荷的要求。为满足快移快装之要求，保证井架大吨位钩载下相伸缩的各节井架之间的衔接和载荷传递，需要有相应配套的井架锁销机构。
发明内容
本实用新型之目的，是为大型伸缩式井架提供一种井架锁销机构，该锁销机构，在井架伸长后能将井架上、下体快速锁紧，在收缩井架时能快速解锁，而且，既能承受大吨位钩载，又不因体积庞大而造成路运超宽和易招致碰坏。
本实用新型所提供的井架锁销机构，其特征是，由设置于井架上体的销轴座组件与设置于井架下体的锁销座组件构成一组，所述销轴座组件中，其座体焊接于井架上体底部，其销轴被限制在座体上二耳板的孔中，所述锁销座组件，包括锁销座、锁销块、油缸，锁销座焊接在井架下体顶部，锁销块以定心支点联接在锁销座上，在定心支点下方，于锁销块和锁销座上各开有滑槽，二者的滑槽中共设一可使锁销块绕定心支点摆动的行走销，油缸联接在行走销和锁销座之间，在定心支点上方，于锁销座上设有一固定销，于锁销块上设有可分别与该固定销和所述销轴座组件中的销轴相吻合的半圆孔，二半圆孔之间具有锁销块摆动的通道。此外，在井架上体，于其收回后的与井架下体锁销块相对应处，制有纳入锁销块的凹槽。所述的井架锁销机构采用四组，每组分别焊接在井架的四条大腿处，其中两组与另两组相垂直，在井架开口和背面的两侧对称分布。
当井架上体伸出井架下体到位后，使四组锁销机构的油缸活塞同时缩回，带动行走销沿滑槽下行，使锁销块向井架内摆动，直至被锁销座上的固定销挡住，此时，井架上体底部销轴座组件中的销轴正好落在井架下体锁销块上的半圆孔中，井架上体的自重和钩载由四组锁销机构承担，并将井架上、下体锁住。当要收回井架上体时，使四组锁销机构的油缸活塞同时上行，推动各组锁销块反向摆动直至退出井架外，完成解锁。当井架上体缩回井架下体到位后，使四组锁销机构的油缸活塞再同时缩回，使锁销块摆入井架上体上部所设置的凹槽中，将锁销机构在井架外侧的占位消除。
本实用新型所呈现的有益效果是：
1、锁销机构采用油缸驱动和摆动式锁销块结构，在井架伸长后能将井架上、下体快速锁紧，当要收缩井架时能快速解锁，满足对快移快装式钻机的配套要求。
2、将锁销机构与井架本体焊接成一体，且均布于井架的四条大腿处，使井架和锁销机构的刚性互增，强度高，受力合理，具备承受大吨位钩载的能力，能用于大型井架。
3、采取将两组锁销机构与另两组相互垂直地对称布置，使各组锁销机构在受力时能相互制约，对防止加载时井架上、下体之间可能产生的前后左右位移作用明显，井架工作时安全性更高。
4、结构紧凑体积小，尤其是在井架上体还设有纳入锁销块的凹槽，因而在多节井架整体移运时，井架外无体积占位，既不会出现大型井架公路移运时的超宽问题，也防止碰坏。
5、整体结构简单，各组锁销机构间动作同步性高，工作可靠。
附图说明
图1为本实用新型在井架上布置的示意图；
图2为本实用新型的销轴座组件在井架上体的安装位置及结构示意图；
图3、图4分别为本实用新型的锁销座组件在井架下体的侧面和背面的安装位置图；
图5为图4的I处放大图；
图6为图5A-A处剖视图，也是将井架上、下体锁紧时或者井架移运时锁销块7的状态图；
图7为在井架上体伸缩于井架下体时锁销块7的状态图；
图8为井架上体上所开出的用于移运时纳入锁销块7的凹槽12的示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本实用新型作进一步说明。
本实用新型由设置在井架上体底部的销轴座组件和设置在井架下体顶部的锁销座组件构成一组。当将本实用新型用于大型伸缩式井架时，例如250吨、350吨钩载的井架，为使井架及锁销机构具有足够强的承载能力且受力均衡，所述的锁销机构宜采用四组，且设置于井架的四条大腿处；为防止加载时井架上、下体之间发生位移，各组锁销机构能相互约束，最好是按图1所示，将井架上体1与井架下体2之间的四组锁销机构3，以两组与另两组相互垂直，在井架开口和背面的两侧对称分布，即门框两侧的为横置，背面两侧的为纵置。参见图2，所述销轴座组件，具有座体4和销轴5，座体4焊接在井架上体1大腿的末端，大腿材料为矩形管，销轴5被限制于座体4上的二耳板孔中。参见图3、图4，所述锁销座组件3a焊接在井架下体2顶部每一大腿旁的横梁之间。参见图5、图6，锁销座组件中，锁销座6为焊接件，其中心有一长的通槽，锁销块7由横置于通槽两壁的定心支点销8联接在该通槽中，在定心支点销8之下，于锁销块7上开出滑槽7a，于锁销座6通槽的两壁上开出滑槽6a，所述的滑槽中，共设置行走销9，油缸10于通槽中铰接在行走销9与锁销座6之间，油缸10的活塞伸缩即可使锁销块7摆动，在定心支点销8之上，于锁销座通槽的两壁之间设置固定销11，于锁销块7上设置与固定销11相吻合的半圆孔7b和与所述销轴座组件中的销轴5相吻合的半圆孔7c，并将该二半圆孔连通，以使锁销块7能在该二半圆孔之间摆动，当气缸活塞缩回使锁销块7摆入井架内后，井架上体的销轴5正好可落入半圆孔7c中，而锁销块7被固定销11挡住，从而使井架上、下体联成一体，实现锁紧并能承载。图7所示为气缸活塞伸出使锁销块7向井架外摆出的情形，此时，即为井架上体缩回或伸出井架下体腾出空间，井架上体在井架下体内移动没有阻碍。为使井架在其上体缩回下体后，不致因摆出井架外的锁销块7在井架外占位而使其在公路移运时超宽和遭到碰坏，本实用新型在井架上体1上，于其收回后的与井架下体锁销块相对应处，制有让锁销块能摆入井架内的凹槽12，见图7，凹槽12是在井架上体大腿上挖孔，再用钢板焊接，将大腿内腔与外界分开，防止雨水进入，避免锈蚀，同时也不因挖孔影响大腿的承载能力。