CN201560708U - 一种整体移运石油钻机主机单元的自行走机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种整体移运石油钻机主机单元的自行走机构，该石油钻机主体部件上包括有钻机底座，行走机构包括连接鹅颈、回转支撑和驱动单元，连接鹅颈有两个，分别通过销轴可拆卸地连接于钻机底座的前后两侧，连接鹅颈的底部设有可转向的回转支撑，回转支撑底部设有驱动单元，连接鹅颈上部设有动力站和控制***，该动力站与驱动单元通过油管连接，连接鹅颈上还设有转向机构。本实用新型的行走机构使钻机主体单元仅仅在断开液、气、水和电缆的情况下就可整体运输，这大大节省了拆装设备的时间，也大大节省拆装和单独运输的劳动强度和工时。

Description

一种整体移运石油钻机主机单元的自行走机构

技术领域

本实用新型属于一种石油钻采设备的运输装备，特别是一种在钻机主体部件处于工作状态下进行整体移运的行走机构。

背景技术

石油工业用各种型号的钻机在经历了由机械钻机到电动钻机、直流电动钻机到交流变频电动钻机的发展后，已经达到了一个较能符合钻井工艺和现代工业生产要求的阶段，相比较而言，在石油钻井作业中钻机的频繁搬家及由搬家所产生的高昂费用则越来越明显，因此钻机的搬家性能成为影响钻机整体先进性的又一瓶颈。

目前，钻机搬家的形式上大致可以分为两种，一种是将钻机主体拆成多个独立部件，然后用平板车运输。这样，一台5000-7000米的钻机搬家大致需要130车次的运输量，并且由于钻机的拆卸和装车耗时长，所以即使搬家的距离很近的情况下也至少要用7-10天的时间。

另一种是拖挂钻机，拖挂钻机又可分为整体拖挂钻机和分体拖挂钻机两种形式，整体拖挂方式的实现是通过将轮系装置经鹅颈结构与底座相连，因此底座所连接的钻机主体设备除液、气、水管线和电缆外基本不拆，但底座上所附带的非连接设备立根需分解成钻杆甩到台下，然后下放底座至低位，保持井架直立状态进行整体移运，如图1所示。

这种拖挂形式的钻机偶有几例，它存在以下几个缺点：

1.这种整体移运方式对道路的要求较高，以保证运输单元的稳定性。

2.庞大的运输单元及机械的转向模式使其转弯半径很大。

3.这种运输方式在每次搬家的作业中均需要甩单根和接单根等重复而无意义的劳动，不仅劳动强度大，而且耗时长。

4.这种整体移运往往因为整体重量大而需要两辆以上的牵引车来并车拖动，同时多辆牵引车的不同步性及方向上的偏差都会造成动力资源的浪费和增加运输的难度。

5.这种动力牵引方式使钻机主体设备的移动灵活性差，因此对准井口较困难。

分体拖挂钻机是指将包含钻台设备在内的钻机主体结构分为以井架和底座为主体的两个运输单元。如图2所示，井架运输单元一般包括天车、井架、游车、大钩、水龙头和钻井钢丝绳；如图3所示，底座运输单元一般包括底座、井架人字架、钻台工具、转盘及其驱动装置、绞车、司钻偏房及司钻控制房等。因为也是机械式的整拖，因此和整体拖挂钻机有着类似的缺点，而且还要拆掉绞车快绳，在拆装上显得更繁琐，但因其各运输单元的外形尺寸和重量都大大减少，因此较容易实现。目前这种整拖方式较为多见。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术中的不足，提出一种具有液压悬挂、液压转向、液压驱动技术在内的自行走机构，以满足钻机带钻具整体移运。本实用新型的行走机构使得钻机带钻具整体移运的具有可能性及可靠性，使其对运输单元的体积和重量的限制降低，使钻机主体单元仅仅在断开液、气、水和电缆的情况下就可整体运输。

为了达到上述发明目的，本实用新型的钻机自行走机构的技术方案如下：

一种整体移运石油钻机主机单元的自行走机构，所述的自行走机构包括连接鹅颈、回转支撑和驱动单元，所述的连接鹅颈有两个，分别通过销轴可拆卸地连接于钻机底座的前后两侧，连接鹅颈上设有可转向的回转支撑，回转支撑底部设有驱动单元，连接鹅颈上部设有动力站和控制***，该动力站与驱动单元通过油管连接，在连接鹅颈上还设有转向机构。

所述的驱动单元包括悬挂油缸、悬挂、驱动桥轴、液压马达及减速箱、轮辋和轮胎，所述的悬挂和悬挂油缸的上端连接在回转支撑上，悬挂和悬挂油缸的下端固定在驱动桥轴上，所述的驱动桥轴两端均设有液压马达和减速箱，液压马达和减速箱与所述的轮辋连接，轮辋上固定有所述的轮胎，所述的液压马达和减速箱通过油管与动力站连接。

所述的转向机构由第一转臂和第二转臂及驱动油缸组成，所述的第一转臂在回转支撑上部，所述的第二转臂在回转支撑的底部。

所述的回转支撑底部还可以设有从动单元。所述的从动单元包括从动桥轴、悬挂油缸、悬挂和轮胎，所述的悬挂和悬挂油缸连接回转支撑和从动桥轴，所述从动桥轴的两端设置有轮辋，轮辋上固定有所述的轮胎，转向机构中的转向油缸连接与从动单元连接的回转支撑。

基于上述技术方案，本实用新型的自行走机构较现有技术具有如下技术优点：

1.采用本实用新型的自行走机构，可使钻机主体单元仅仅在断开液、气、水和电缆的情况下就可整体运输，这大大节省了拆装设备的时间，也大大节省拆装和单独运输的劳动强度和工时。

2.该机构可以保证钻机主体设备在复杂路面上行走的平稳性，并使各轮胎载荷均担，因此大大增加了运输安全性。

3.该机构使钻机主体设备动作平滑、精确的实现直行、斜行及横行等多种转向模式，在打丛式井或区域井时有着其它机构无法比拟的优势。

4.该机构采用自身动力，具有全功率匹配的自动挡技术，使庞大、重载的钻机可以在无外部动力牵引的情况下实现移运，其对钻机技术的发展同样具有革命性的意义。

5.该机构的控制方式灵活多样，可以是操作台、驾驶室、遥控板，也可以配置其中两者，以便用户灵活选用。

6.该机构在与钻机底座连接成整体之后，利用其自身的自动行走功能可以准确的移动到连接钻机主体的位置与运输单元连接成整体，因此整个连接过程非常简单便捷。

附图说明

图1是国外现有技术井架直立状态下无立根与底座及钻台面设备整体拖运的示意图。

图2是国内现有技术井架单独整拖的示意图。

图3是国内现有技术井架人字架、底座及钻台面设备整拖的示意图。

图4a是本实用新型钻机主体部件整体运输的最佳实例结构示意图。

图4b是本实用新型钻机主体部件整体运输的最佳实例结构俯视示意图。

图5a是本实用新型自行走机构的最佳实例结构示意图。

图5b是本实用新型自行走机构的最佳实例结构俯视示意图。

图6是本实用新型自行走机构的驱动单元结构示意图。

图7是本实用新型自行走机构的从动单元结构示意图。

图8是本实用新型自行走机构的转向机构示意图。

其中：

1.天车2.游车3.大钩4.水龙头5.井架6.钻井钢丝绳7.立根8.井架人字架9.钻台工具10.绞车11.底座12.司钻偏房13.连接鹅颈14.回转支撑15.悬挂油缸16.悬挂17.转向机构18.轮胎19.从动轴20.驱动轴21.动力站22.控制***23.转盘及传动***24.司钻控制房25.轮辋26.驱动桥轴27.液压马达及减速箱28.从动桥轴29.第一转臂30.第二转臂31.平衡臂

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例来对本实用新型的行走机构做进一步的详细阐述，但不能以此来限制本实用新型的保护范围。

本实用新型的石油钻机主体部件的行走机构是模块式运输石油钻机的一个重要组成部分。它是将石油钻机的主体部件在不拆卸的情况下进行整体运输，所述的石油钻机的主体部件包括有底座11、井架5、井架人字架8、绞车10、天车1、游车2、大钩3、水龙头4、钻井钢丝绳6、钻井工具9、司钻控制房24及司钻偏房12等，所述的井架5上设有二层台，在二层台和底座11之间设置有立根7，该立根7平行于所述的井架5。在原先技术中，运输上述部件需要整体拆卸后分体进行运输，至少是将立根拆卸后进行运输，而立根具有高度高和重量大的特点，拆装及其费力费时，影响工作效率。本实用新型就是为了整体运输上述石油钻机主体部件而进行设计的。

本实用新型的一个最佳实施例如图4a～图5b所示，图4a是本实用新型钻机主体部件整体运输的最佳实例结构示意图，图4b是本实用新型钻机主体部件整体运输的最佳实例结构俯视示意图，图5a是本实用新型自行走机构的最佳实例结构示意图，图5b是本实用新型自行走机构的最佳实例结构俯视示意图。由图可知，本实用新型的移动石油钻机主体部件的行走机构配合于上述的石油钻机主体构件设计而成。具体是连接于石油钻机主体部件上的钻机底座。行走机构包括连接鹅颈13、回转支撑14和驱动单元。根据具体石油钻机的使用环境，石油钻机上还可以设置有从动单元。

所述的连接鹅颈13设有两个，分别通过销轴可拆卸地连接于钻机底座的前后两侧，在每个连接鹅颈13上均设有可转向的回转支撑14，回转支撑14底部设有驱动单元，连接鹅颈13上部设有动力站21和控制***22，该动力站21与驱动单元通过油管连接，在连接鹅颈13上还设有转向机构17。

上述的驱动单元包括驱动桥轴26、液压马达及减速箱27、悬挂油缸15、悬挂16和轮胎18。所述的悬挂16和悬挂油缸15连接回转支撑14和驱动桥轴26，通过悬挂16和悬挂油缸15，可使钻机主体设备在复杂路面上行走时保持平稳，并使各轮胎载荷均担。设置于驱动桥轴26上的液压马达和减速箱27通过油管与动力站21连接。所述的驱动桥轴26两端设置有轮辋25，轮辋25上固定有所述的轮胎18。转向机构17中的转向油缸连接与驱动单元连接的回转支撑14，驱动单元组中包括至少两组图6所示的驱动单元，而转向机构通过连杆带动两个转向支撑同时实现向一个方向转动，进而实现同步转向操作。

除了驱动单元外，本实用新型的自行走机构可以设置从动单元，驱动单元是必须设置的，而从动单元则可以选择来设置，设置的依据是钻机主体构件的重量大小，若是一组驱动单元可以设置从动单元，或者全部设置为驱动单元。本实施例中就在前部的连接鹅颈上设置了一组驱动单元和一组从动单元，而在后部的连接鹅颈上设置了一组从动单元。从动单元与连接鹅颈之间也是通过回转支撑14进行连接。同样也可以利用转向机构17控制实现同步转向操作。

从动单元的结构如图7所示，图7是本实用新型自行走机构的从动单元结构示意图。由图可知，所述的从动单元包括从动桥轴28、悬挂油缸15、悬挂16和轮胎18。所述的悬挂16和悬挂油缸15连接回转支撑14和从动桥轴28。所述的从动桥轴28两端设置有轮辋25，轮辋25上固定有所述的轮胎18，转向机构17中的转向油缸连接与从动单元连接的回转支撑14。

自行走结构上的转向机构如图8所示，图8是本实用新型自行走机构的转向机构示意图。所述的转向机构17由第一转臂29和第二转臂(30)及驱动油缸组成，所述的第一转臂29在回转支撑14上部，所述的第二转臂30在回转支撑14的底部。

在石油钻机的整体移动过程中：

1.将驱动桥轴26、液压马达及减速箱27、悬挂油缸15、悬挂16、转向机构17中转向油缸、轮辋25、轮胎18等零部件组装成驱动单元。

2.将从动桥轴28、悬挂油缸15、悬挂16、转向机构17中转向油缸、轮辋25、轮胎18等零部件组装成从动单元。

3.转向机构17由转臂29、转臂30及驱动油缸组成，转臂29负责行走转向，转臂30负责转到90°，以满足移运过程中直行、斜行及横行等多种转向模式的要求。

4.悬挂油缸15、驱动桥轴26、从动桥轴28与平衡臂31之间铰链。液压缸的调节能力使的采用该结构的行走机构具有调节轮胎载荷能力。

5.自行走机构通过自身的动力及精准的控制移动到钻机主体的连接位置，并将钻机主体通过顶升液压缸顶升到一定高度，然后与钻机主体形成稳定的刚性连接，实现钻机主体的自行走。

采用本实用新型，可大大节约钻机搬家时拆装钻机设备的时间，避免甩单根、接单根等重复而无意义的劳动，大大降低钻机搬家的劳动强度，同时也使庞大的钻机主体在运输过程中平稳安全、转向灵活、安装时对准井位的操作方便、快捷、准确。使钻机的移运技术有了革命性的进步。

Claims (5)

1.一种整体移运石油钻机主机单元的自行走机构，其特征在于，所述的自行走机构包括连接鹅颈(13)、回转支撑(14)和驱动单元，所述的连接鹅颈(13)有两个，分别通过销轴可拆卸地连接于钻机底座的前后两侧，连接鹅颈(13)上设有可转向的回转支撑(14)，回转支撑(14)底部设有驱动单元，连接鹅颈(13)上部设有动力站(21)和控制***(22)，该动力站(21)与驱动单元通过油管连接，在连接鹅颈(13)上还设有转向机构(17)。

2.根据权利要求1所述的一种整体移运石油钻机主机单元的自行走机构，其特征在于，所述的驱动单元包括悬挂油缸(15)、悬挂(16)、驱动桥轴(26)、液压马达及减速箱(27)、轮辋(25)和轮胎(18)，所述的悬挂(16)和悬挂油缸(15)的上端连接在回转支撑(14)上，悬挂(16)和悬挂油缸(15)的下端固定在驱动桥轴(26)上，所述的驱动桥轴(26)两端均设有液压马达和减速箱(27)，液压马达和减速箱(27)与所述的轮辋(25)连接，轮辋(25)上固定有所述的轮胎(18)，所述的液压马达和减速箱(27)通过油管与动力站(21)连接。

3.根据权利要求1所述的一种整体移运石油钻机主机单元的自行走机构，其特征在于，所述的转向机构(17)由第一转臂(29)和第二转臂(30)及驱动油缸组成，所述的第一转臂(29)在回转支撑(14)上部，所述的第二转臂(30)在回转支撑(14)的底部。

4.根据权利要求1或2所述的一种整体移运石油钻机主机单元的自行走机构，其特征在于，所述的回转支撑(14)底部还可以设有从动单元。

5.根据权利要求4所述的一种整体移运石油钻机主机单元的自行走机构，其特征在于，所述的从动单元包括从动桥轴(28)、悬挂油缸(15)、悬挂(16)和轮胎(18)，所述的悬挂(16)和悬挂油缸(15)连接回转支撑(14)和从动桥轴(28)，所述的从动桥轴(28)两端设置有轮辋(25)，轮辋(25)上固定有所述的轮胎(18)，转向机构(17)中的转向油缸连接与从动单元连接的回转支撑(14)。

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