石油钻采设备及工艺-李振林 §3-1 钻井井架.ppt

复习题 * * §3-1 钻井井架 一、功用、结构组成与要求 二、整体结构类型 三、钻井井架整体结构型式对比 返回 附：本节复习题 四、井架基本参数 了解井架的功用、组成、钻井工艺要求，以及井架整体结构型式和特点：应具有足够的强度、刚度和整体稳定性。 一、功用、结构组成与要求 1. 功用： 1) 安放天车，悬挂游车、大钩及专用工具（吊钳等），在钻井过程中，进行起下钻具、下套管操作； 2) 起下钻过程中，用以存放立根，能容纳立根的总长度称立根长度。 2. 结构组成 1）井架本体1：空间桁架结构； 2）天车台5：安置天车和天车架； 3）天车架6：安装、维修天车； 4）二层台4：包括井架工进行起下操作的二层台，以及存靠立根的指梁； 5）立管平台2：装拆水龙袋的操作台； 6）工作梯3。 3. 钻井工艺要求 1）足够的承载能力：保证能起下一定深度的钻杆柱和下放一定深度的套管柱；其中足够意即，与钻机大钩公称起重量（最大钻杆柱重量）及大钩最大起重量相适应； 2）足够的工作高度和空间、足够的钻台面积：工作高度越高，起下的立根长度越长，可以节省时间； 3）拆装方便、安全，移运迅速。 二、整体结构类型 按整体结构型式的主要特征，钻井井架可分为：塔型井架、前开口井架、A型井架、桅型井架和动力井架5种基本类型。 1. 塔型井架（如右图） 特征：1）井架本体是封闭的整体结构，整体稳定性好，承载能力大；2）整个井架是由单个构件用螺栓连接而成的可拆结构。 优点：井架尺寸可不受运输条件限制，允许井架内部空间大，起下操作方便、安全； 缺点：单件拆装工作量大，高空作业，不安全。 2. 前开口（Π形）井架 特征： 1）整个井架本体分成4～5段，一般各段为焊接的整体结构，段间采用锥销定位、螺栓联接，地面或接近地面水平安装，整体起放，分段运输； 2）受运输尺寸限制，井架本体截面尺寸比塔型井架小； 3）采用人字架起升，之后人字架成为井架本体的一部分； 4）一般采用液压千斤顶调整井架位置，对正井眼中心。 3. A形井架 特征： 1）两根大腿通过天车台、二层台及附加杆件连成“A”字形采用撑杆或人字架支撑；整个井架在地面或接近地面水平组装，整体起放，分段运输； 2）大腿可以是空间杆件结构或管柱式结构，其断面依所选用型材不同，一般分为矩形（角钢）和三角形（管材） 优点：A形井架的每根大腿都是封闭的整体结构，承载能力和稳定性好。 缺点：因仅有两腿，且腿间联系较弱，井架整体稳定性不理想。 4. 桅形井架 由一节或几节杆件结构或管柱结构组成的单柱式井架，有整体式和伸缩式两种；一般采用液缸或绞车整体起放，整体或分段运输；工作时向井口方向倾斜，需利用绷绳保持其结构的稳定性；结构简单、轻便，一般只用于车装轻便钻机和修井机（承载能力小）。 例如：XJ250修井机用的就是Π形伸缩式桅形井架。 5. 动力井架 安装于海上浮式钻井装置上，因设计计算时必须计入动力载荷，通称为动力井架；一般是塔架或前开口井架，必须有控制游车运行的导轨。 三、钻井井架整体结构型式对比 评价指标：结构经济性、使用性能、制造工艺性（P91） 前开口井架：结构简单，拆装安全、方便，移运迅速，整体稳定性优于A形井架； A形井架：拆装方便、安全，移运迅速，钻台宽敞，司钻视野开阔； 塔型井架：制造容易，整体稳定性好，承载能力大，井架内部空间大，司钻视野较好。 四、井架基本参数（P91） 1. 井架最大钩载：死绳固定在指定位置、用规定的钻井绳数、没有风载和立根载荷的条件下，大钩的最大起重量，包括游车和大钩的自重（注意：钻机的最大钩载不包括游车和大钩自重）； 2. 立根载荷：立根自重及其承受的风载在二层台指梁上产生的水平方向作用力； 3. 井架高度： 4. 井架有效高度：钻台面到天车梁底面的垂直高度； 5. 二层台高度：钻台面到二层台面的垂直高度； 6. 二层台容量：二层台（安放在最小高度上）所能存放钻杆的数量； 7. 上底尺寸和下底尺寸： 8. 大门高度： 9. 动力特性参数：1）风速；2）横摇角度及其周期；3）纵摇速度及其周期；4）升沉H及其周期；