CN106181141B - 一种同升式钻机起升连接耳座的配焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同升式钻机起升连接耳座的配焊方法，步骤包括：1、在工作台上保证同升连接双耳座的销轴孔中心同轴度及位置度；2、在钻井现场保证钻机下基座的整体平面度；3、沿水平方向将井架下段、井架中段、井架中上段、井架上段依次连接，在各段下表面安装支撑组件；4、在支撑组件与各段井架前立柱下表面之间添加调整垫片Ⅰ；5、将同升连接单耳座与同升连接双耳座铰接，同升连接单耳座下表面悬空；6、利用顶升油缸调整，在钻机下基座和钻机上基座之间安装调整垫片Ⅱ；7、将同升连接单耳座配焊到钻机上基座上，然后无损检测；8、保证钻机井架起升到位的同时钻机上基座到位。本发明的方法，简单易行，装配质量高。

Description

一种同升式钻机起升连接耳座的配焊方法

技术领域

本发明属于钻采装备制造技术领域，涉及一种同升式钻机起升连接耳座的配焊方法。

背景技术

顾名思义同升式钻机是通过一套起升***、使钻机的井架和底座同时起升到位，因此该类型钻机具有起升***安装简单、井架和底座的起升、下放效率高、操作安全风险低等特点，明显降低操作者劳动强度，提高钻机搬迁和现场安装效率。

由于钻机井架、底座单件生产时无法进行整体组装和起升，导致钻机井架和底座同时起升用的连接耳座无法在生产阶段完成配置；进入钻机试验场地后由于钻机安装场地较车间工作台的整体平面度差、测量基准差等问题，使得钻机同升连接耳座的配焊难度增大、配焊后的连接精度更差，由此极大的导致了钻机起升过程中各部件的受力情况变差、影响了钻机的整体制造精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种同升式钻机起升连接耳座的配焊方法，解决现有同升式钻机起升连接部件配焊时，由于钻机试验场地整体平面度差、测量基准差，造成的钻机井架和底座起升连接耳板配焊精度差、现场操作困难、钻机起升过程中各部件受力情况差的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种同升式钻机起升连接耳座的配焊方法，按照以下步骤实施：

步骤1、在工作台上进行单件生产时，将同升连接双耳座配焊在井架下段的下部相应位置处，左、右两侧井架下段上的同升连接双耳座的销轴孔中心同轴度误差≤0.5mm，通过正方和斜方测量保证两侧的同升连接双耳座的位置度精确；

步骤2、在钻井现场将钻机下基座摆放到位，保证钻机下基座在全长范围内的整体平面度误差≤2mm，并且复核钻机下基座左、右两侧连接耳座与井架下段后端连接的耳座销轴孔中心处于同一水平面上、同轴度误差≤0.5mm；

步骤3、将井架下段后端耳座销轴孔安装到钻机下基座的连接耳座上，井架下段前端利用支撑组件支撑稳固；然后沿水平方向将井架中段、井架中上段、井架上段依次连接，井架下段、井架中段、井架中上段、井架上段一起称为井架主体，并且在各段下表面采用多个支撑组件支撑稳固；

步骤4、以水平放置的井架主体前立柱下表面为测量线，用水平仪测量井架主体前立柱下表面全长范围内的水平度，然后通过在支撑组件与各段井架前立柱下表面之间添加调整垫片Ⅰ使井架主体处于水平状态，要求水平放置的井架主体前立柱下表面在全长范围内的水平度误差≤2mm；

步骤5、将同升连接单耳座与井架下段的同升连接双耳座用销轴连接，同升连接单耳座下表面处于悬空状态；在钻机上基座上表面设置4个测量基准点，然后选择合适的观测点准备好水平仪和测量标尺；

步骤6、利用顶升油缸顶升钻机上基座，直至钻机上基座的左右两侧的箱型梁上表面与同升连接单耳座下表面的间距小于1mm为止；钻机上基座顶升到位后通过观察点的水平仪测量钻机上基座上表面各基准点在标尺上的高度值，对比各基准点的高度数值计算出各基准点的平面度误差，要求各基准点的平面度误差≤1mm，否则通过顶升油缸的顶升进行微调、调整到位后在钻机下基座和钻机上基座之间用调整垫片Ⅱ垫实，保证钻机上基座在同升连接耳座配焊过程中一直处于水平状态；

步骤7、钻机上基座水平调整到位后，对同升连接单耳座进行修整，满足要求后将同升连接单耳座现场配焊到钻机上基座上，然后对焊缝进行无损检测；

步骤8、在钻机井架起升过程中对同升连接单耳座的配焊位置进行复核，保证钻机井架起升到位的同时钻机上基座到位，同时保证钻机下基座与钻机上基座之间的所有连接立柱垂直度满足设计要求。

本发明的有益效果是，通过准确固定同升连接双耳座，降低了由双活头引起的配焊基准不统一、现场仰焊质量差的问题；通过调整顶升后的钻机上表座表面的整体平面度误差，减小由于钻机上基座顶升高度不一致造成的钻机起升时各部件旋转半径变化、消除钻机起升到位后同升连接双耳座销轴中心在高度方向上的误差；采用普通平焊和立焊焊接方式，降低了操作人员的焊接难度，同时提高了现场的焊接效率和焊接质量，为焊缝的无损检测也提供了良好的操作位置和空间。该方法解决了同升式钻机井架和底座的同升连接耳座在普通钻机试验场地进行配焊的问题，并且该方法具有基准设置简单、操作方便、配焊效率高、焊缝质量高、现场可操作性强、配焊耳板连接精度高等特点。

附图说明

图1为本发明方法进行同升式钻机安装的整体结构示意图；

图2为本发明方法采用的同升式钻机局部结构示意图；

图3为本发明方法采用的同升式钻机关键连接部件局部示意图；

图4为本发明方法采用的钻机上基座基准点布置示意图。

图中，1.钻机下基座，2.钻机上基座，3.井架下段，4.同升连接双耳座，5.同升连接单耳座，6.顶升油缸，7.支撑组件，8.调整垫片Ⅰ，9.调整垫片Ⅱ，10.人字架，11.井架中段，12.井架中上段，13.井架上段。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

文本中的上下左右均以图示方位为准，实际安装位置以此类推。

参照图1、图2，本发明方法采用的同升式钻机井架处于水平状态的整体结构是，钻机下基座1设置于钻机试验井场的水泥地面上，用于支撑和安装钻机其他部件；钻机下基座1后端安装有人字架10，用于钻机的起升和起升后的固定；钻机下基座1前端安装有钻机上基座2，钻机下基座1与钻机上基座2之间通过多个立柱和斜片架进行连接；钻机下基座1上设置有两个连接耳座，该两个连接耳座各自通过销轴与井架下段3后端耳座销轴孔对应铰接(井架下段3后端在图1中为左端)，井架下段3、井架中段11、井架中上段12、井架上段13依次连接，井架下段3、井架中段11、井架中上段12、井架上段13水平放置时(在图1中为右端)利用多个支撑组件7进行支撑，上述的四段井架在调平过程中在前立柱下表面与支撑组件7上表面之间垫有调整垫片Ⅰ8；钻机上基座2后端与钻机下基座1上表面之间铰接有顶升油缸6，钻机上基座2通过顶升油缸6进行调平前的顶升，钻机上基座2调平后需在钻机下基座1上表面与钻机上基座2下表面间放置调整垫片Ⅱ9进行垫实；在钻机上基座2上安装有同升连接单耳座5，在井架下段3上安装有同升连接双耳座4，钻机起升前将同升连接双耳座4与同升连接单耳座5通过销轴进行连接，钻机起升时井架主体带动钻机上基座2在中间立柱和斜片架的支撑作用下完成钻机井架和底座的同时起升，起升到位后通过销轴将井架主体与人字架10固定牢固即可。

参照图3、图4，本发明同升式钻机起升连接耳座的配焊方法，按照以下步骤实施：

步骤1、在工作台上进行单件生产时，将同升连接双耳座4配焊在井架下段3的下部(水平状态为前立柱下表面)相应位置处，要求左、右两侧井架下段3上的同升连接双耳座4的销轴孔中心同轴度误差≤0.5mm，并且通过正方和斜方测量保证两侧的同升连接双耳座4的位置度精确；

步骤2、在钻井现场将钻机下基座1摆放到位时，保证钻机下基座1在全长范围内的整体平面度误差≤2mm，并且复核钻机下基座1左、右两侧连接耳座与井架下段3后端连接的耳座销轴孔中心处于同一水平面上、同轴度误差≤0.5mm；

步骤3、将井架下段3后端耳座销轴孔安装到钻机下基座1的连接耳座上，井架下段3前端利用支撑组件7支撑稳固，见图2；然后沿水平方向将井架中段11、井架中上段12、井架上段13依次连接，井架下段3、井架中段11、井架中上段12、井架上段13一起称为井架主体，并且在各段下表面采用多个支撑组件7支撑稳固，见图1；

步骤4、以水平放置的井架主体前立柱下表面为测量线，用水平仪反复测量井架主体前立柱下表面全长范围内的水平度，然后通过在支撑组件7与各段井架前立柱下表面之间添加调整垫片Ⅰ8使井架主体处于水平状态，要求水平放置的井架主体前立柱下表面在全长范围内的水平度误差≤2mm；

步骤5、将同升连接单耳座5与井架下段3的同升连接双耳座4用销轴连接，同升连接单耳座5下表面处于悬空状态，(此时同升连接单耳座5焊接面还没有与钻机上基座2焊接部位焊接在一起，同升连接单耳座5的焊接面悬空)，见图3；如图4所示在钻机上基座2上表面设置4个测量基准点，然后选择合适的观测点准备好水平仪和测量标尺；

步骤6、利用顶升油缸6顶升钻机上基座2，直至钻机上基座2的左右两侧的箱型梁上表面与同升连接单耳座5下表面的间距小于1mm为止；钻机上基座2顶升到位后通过观察点的水平仪测量钻机上基座2上表面各基准点在标尺上的高度值，对比各基准点的高度数值计算出各基准点的平面度误差，要求各基准点的平面度误差≤1mm，否则通过顶升油缸6的顶升进行微调、调整到位后在钻机下基座1和钻机上基座2之间用调整垫片Ⅱ9垫实，从而保证钻机上基座2在同升连接耳座配焊过程中一直处于水平状态；

步骤7、钻机上基座2水平调整到位后，根据实际情况对同升连接单耳座5进行修整，满足要求后将同升连接单耳座5现场配焊到钻机上基座2上，即将同升连接单耳座5与钻机上基座2焊接在一起，然后对焊缝进行无损检测；

步骤8、在钻机井架起升过程中对同升连接单耳座5的配焊位置进行复核，保证钻机井架起升到位的同时钻机上基座2到位，同时保证钻机下基座1与钻机上基座2之间的所有连接立柱垂直度满足设计要求。

本发明方法的工作原理是：

1)通过保证钻机下基座1在试验井场上的整体平面度误差≤2mm使钻机上层安装连接部件处于同一基准面内；然后通过水平仪测量和调整各自相对平面的水平度误差，将钻机上基座2和井架下段3通过相同的虚拟水平参考面处于同一参考基准下，解决了由于试验场地地面不平整导致的参考基准不同的问题。

2)通过对两侧井架下段3上焊接的同升连接双耳座4销轴孔中心同轴度误差的要求，以及钻机下基座1上两侧与井架下段3连接销轴孔中心的同轴度误差的要求，保证了两侧同升连接双耳座4在钻机下基座1上安装后处于同一位置处，从而消除了钻机起升到位后同升连接双耳座4销轴中心在高度方向上的误差；

3)通过在钻机上基座2上表面设置基座点测量上基座的整体平面度误差，保证了钻机上基座2在顶升油缸6顶升过程中各部位顶升高度相同，从而保证了钻机上基座2各点在钻机起升过程中相对与转动中心距离的统一性，解决了钻机上基座2顶升高度不一致造成的钻机起升时各部件旋转半径变化、受力情况变差的问题。

Claims (2)

1.一种同升式钻机起升连接耳座的配焊方法，依赖于一种同升式钻机，其特征在于，按照以下步骤实施：

步骤1、在工作台上进行单件生产时，将同升连接双耳座(4)配焊在井架下段(3)的下部相应位置处，左、右两侧井架下段(3)上的同升连接双耳座(4)的销轴孔中心同轴度误差≤0.5mm，通过正方和斜方测量保证两侧的同升连接双耳座(4)的位置度精确；

步骤2、在钻井现场将钻机下基座(1)摆放到位，保证钻机下基座(1)在全长范围内的整体平面度误差≤2mm，并且复核钻机下基座(1)左、右两侧连接耳座与井架下段(3)后端连接的耳座销轴孔中心处于同一水平面上、同轴度误差≤0.5mm；

步骤3、将井架下段(3)后端耳座销轴孔安装到钻机下基座(1)的连接耳座上，井架下段(3)前端利用支撑组件(7)支撑稳固；然后沿水平方向将井架中段(11)、井架中上段(12)、井架上段(13)依次连接，井架下段(3)、井架中段(11)、井架中上段(12)、井架上段(13)一起称为井架主体，并且在各段下表面采用多个支撑组件(7)支撑稳固；

步骤4、以水平放置的井架主体前立柱下表面为测量线，用水平仪测量井架主体前立柱下表面全长范围内的水平度，然后通过在支撑组件(7)与各段井架前立柱下表面之间添加调整垫片Ⅰ(8)使井架主体处于水平状态，要求水平放置的井架主体前立柱下表面在全长范围内的水平度误差≤2mm；

步骤5、将同升连接单耳座(5)与井架下段(3)的同升连接双耳座(4)用销轴连接，同升连接单耳座(5)下表面处于悬空状态；在钻机上基座(2)上表面设置4个测量基准点，然后选择合适的观测点准备好水平仪和测量标尺；

步骤6、利用顶升油缸(6)顶升钻机上基座(2)，直至钻机上基座(2)的左右两侧的箱型梁上表面与同升连接单耳座(5)下表面的间距小于1mm为止；钻机上基座(2)顶升到位后通过观察点的水平仪测量钻机上基座(2)上表面各基准点在标尺上的高度值，对比各基准点的高度数值计算出各基准点的平面度误差，要求各基准点的平面度误差≤1mm，否则通过顶升油缸(6)的顶升进行微调、调整到位后在钻机下基座(1)和钻机上基座(2)之间用调整垫片Ⅱ(9)垫实，保证钻机上基座(2)在同升连接耳座配焊过程中一直处于水平状态；

步骤7、钻机上基座(2)水平调整到位后，对同升连接单耳座(5)进行修整，满足要求后将同升连接单耳座(5)现场配焊到钻机上基座(2)上，然后对焊缝进行无损检测；

步骤8、在钻机井架起升过程中对同升连接单耳座(5)的配焊位置进行复核，保证钻机井架起升到位的同时钻机上基座(2)到位，同时保证钻机下基座(1)与钻机上基座(2)之间的所有连接立柱垂直度满足设计要求。

2.根据权利要求1所述的同升式钻机起升连接耳座的配焊方法，其特征在于：同升式钻机在井架处于水平状态时的整体结构是，

钻机下基座(1)设置于钻机试验井场的水泥地面上，钻机下基座(1)后端安装有人字架(10)，钻机下基座(1)前端安装有钻机上基座(2)，钻机下基座(1)上设置有两个连接耳座，该两个连接耳座各自通过销轴与井架下段(3)后端耳座销轴孔对应铰接，井架下段(3)、井架中段(11)、井架中上段(12)、井架上段(13)依次连接，井架下段(3)、井架中段(11)、井架中上段(12)、井架上段(13)水平放置时利用多个支撑组件(7)进行支撑；

钻机上基座(2)后端与钻机下基座(1)上表面之间铰接有顶升油缸(6)，在钻机上基座(2)上安装有同升连接单耳座(5)，在井架下段(3)上安装有同升连接双耳座(4)。