井架座底种类与结构

井架底座就是用以支撑井架及钻机负荷、安装铺台的金属基座。其功能就是用以安装井架和钻机等设备，与铺台形成整体供钻井工人操作。

井架座底井架底座的种类

按井架底座的结构形式可分为以下几种类型：

（1）桁架式底座。用梁桁和桁架连接到角柱上的结构框架系统。

（2）箱式底座。用梁、销连接的矩形箱体组成的结构。

（3）拖车或滑撬型底座。由两个或两个以上的平行并连接在一起的梁所组成的框架结构，它可以装上车轮而形成一个拖车框架，或直接在地面上作为一个滑撬底座。

（4）竖向加高附加底座。用在晓座的下面，以增大转盘支撑大梁下有效高度的结构件。

井架座底结构

1、

该井架底座是在碍、弧加高底座的基础上改进的，其特点是：

(1)底座主体高4 m，由各2 m高的上座和下座组成：上、下座之间用16套M24螺栓连

接，为了加强连接的可靠眭，又增加了8套U型卡子。上、下座分别焊有两个母锥和公锥座，便

于安装时找正定位，底座其余部分采用销轴连接．方便了安装和拆卸。

(2)钻台面高4．445 rn，台面宽阔平坦，铺设了花纹钢板，不仅坚固耐用而且清洁，给钻井

工人提供了良好的作业场所。

(3)转盘梁上配有调节丝扣，可以对转盘进行微调。

(4)转盘梁底面有效高度3．2 m，可以在井口安装四通双闸防喷器和万能防喷器。

(5)绞车可以在底座梁上自由拖动，便于绞车的安装和校正。

(6)增设了排管架，可排放钻杆、套管等钻具120 000 kg，对钻具起保护作用，提高了钻具

的使用寿命，同时也改善了井场前方的工作条件。

(7)所有零部件均精确制作，并经组装检验，安装性能良好。

(8)所有销轴、别针和紧固件均经镀锌或磷化处理，有较好的防锈性能。

2、

该井架底座是在

同。其不同点在于：

(1)主体高4.06 m，由各高2.03 m的上、下座组成。

(2)钻台面高度为4.5 m。

(3)四块底座是组装配套而成，上下座之间、两上座之间和两下座之间不能互换。

3、

(1)对原钻机底座进行改进，使基础和底座融为一体，在底座底部纵梁内外增设加强筋，

其底部设置承载底板，顶部设有顶板，形成一个能够承载的密封空间。该结构使底座底部实体

面积增加到原底座面积的80%～120%，因此底座本身具有了基础的功能。

(2)底座底部设有蒸气接口和通道，可以利用蒸气加热解冻，以便于清理和吊装作业。

(3)不改变原底座的总体结构，因此不影响原有的受力关系，并且增大了强度和刚度，技

术继承性很好，标准化程度很高。

(4)不需用基础的钻机底座包括井架底座、机房底座和泥浆泵底座(钻井泵拖座)三部分。

(5)省掉了全套钻机基础，改造投资分摊折旧单井仅需300元左右，几乎节约了全部基础

的费用，经济效益十分显著。

(6)由于接地压力较小，故与活动基础相比，可广泛用于软地基区域。

(7)简化工艺，减少工序，施工简单，工期明显缩短。

(8)减少污染，保护环境。

4、JJ300/43一A井架底座

JJ300/43一A底座用以安装勾ZJ45钻机绞车、转盘、井架、柴油机及传动机组等主要设备和

放置立根，其特点为：

(1)整个底座除后台间的连接外均为销轴连接的箱块结构。每一块的外廓尺寸均符合铁

路及公路运输的要求，故装拆容易、迅速，运输方便。

(2)钻台平面宽阔平坦且台面铺设了强度较高龟甲网状扁钢，不仅经久耐用，且台面不

滑，便于清洗。

(3)转盘四周配有顶丝座，可对转盘进行方便的微调和定位固定。

(4)转盘梁底下有较高和较大的空间，能适应钻井工作中各种防喷器具的安装和操作。

(5)后台底座各条间用搭扣式螺栓牢固连接成整体一大块，且与前台用销轴可靠连接，有

较好的刚性，而且装拆迅速方便。

(6)后台底座顶面设置了“T”型槽，柴油机及传动机组可以方便安装固定，在并车皮带伸

长时，也可方便调节。

(7)所有销轴、别针及螺栓、螺母等连接件均经磷化处理，有良好的防锈性能。

(8)底座的左、右支脚两用，在起升井架时安装在左、右基座前端，大大改善了底座起升井

架的性能。

(9)前台设置专供钻井工人值班休息的房子，便于工作，改善了钻井工人的劳动条件。

(10)整个底座有较好的刚性，所有零(部)件制作精确、油漆质量好，出厂前经成套组装和

3 000 kN静负荷试验，安装性能良好，使用可靠。在井场设计时不需要考虑设置固定底座的地

脚螺栓。

(11)该底座还设置有围布插管及悬臂吊车的安装位置，有利于现场使用。

井架底座有两种形式，一种是固定在混凝土基墩上而与井架完全分开的，称固定式井架底座；另一种则构成井架的一部分，称运移式或活动式井架底座。

并架底座（derrick substructure）是石油钻井井架下部的构件。它的功用是支持井架，构成钻台，并成为井口装置（套管头、防喷器等）的安装与操作空间。

（1）井架在使用过程中应定期进行检查。检查内容主要有：井架大腿、斜横拉杆是否有弯曲、变形或损坏；主要受力部位的焊缝是否开裂；销子、别针是否齐全，螺栓有无松动。

（2）各种滑轮及轴应注意定期润滑，每月加注7011低温极压脂不得少于2次。起升大绳不用时连同起升滑轮一起挂在横梁的挂钩上，并涂上防锈油。

（3）在搬迁过程中严防碰弯、损坏构件，井架主体各片存放时下面垫平，堆放整齐。小零件(如销子、别针、螺栓、螺母等)搬迁中应装箱，防止丢失。

（4）井架主要构件采用热浸锌处理，在安装和维修时，尽可能不要在主要受力构件上切割、焊接，以免破坏锌层，局部锌层破坏的地方应及时涂银粉清漆。

井架恒载

井架的恒载是指那些长期作用在井架上的不变载荷，它包括井架本身的重量以及安放在它上面的各种设备和工具，如天车，游系设备和吊钳等的重量 。

井架大钩载荷

作用在井架上的大钩实际载荷是变化的，而井架上计算大钩载荷按其最大值，即Qmax确定。塔形井架和A形井架的钩载一般按作用在井架中心考虑。前开口井架和桅形井架则按井架具体结构而定。

井架工作绳载荷

大钩载荷在快绳和死绳上产生的拉力之合力为工作绳对井架的作用力。由于死绳固定位置一般与井架主体的几何轴线偏离了一个角度，井架各大腿的受力不均。

井架风载

井架在空中成为风在运动过程中的障碍物，而使空气的运动受阻，此时运动着的空气的部分动能转变为对井架承风面积的压力。压力的强度取决于风速，空气的质量密度及井架结构的形状和风向。

井架立根载荷

存放于井架上的立根对井架的水平方向作用力称为立根载荷及立根所受风载，它通过二层台指梁按水平方向作用到井架上。

井架绷绳载荷

对于桅形井架，需计入绷绳载荷，即井架受到上述载荷(桅形井架不承受立根载荷)而在绷绳中产生拉力，它的大小因井架的结构尺寸，绷绳数量和固定位置不同而异。

井架动力载荷

安装在海上浮式钻井装置上的井架，因风浪作用而产生纵摇，横摇和升沉运动，井架因而受到惯性力的作用而称为动力载荷。

动力载荷的大小取决于井架的质量和上述振动的周期和振幅。例如当升沉运动振幅为3米时，其因升沉而产生的动力载荷与井架重量相当。所以海上钻井井架在设计时必须计入动力载荷，而因之称这类井架为动力井架。

除上述载荷外，井架在起放过程中，井架各构件的内力因井架的不同位置而异，同时井架上还作用有安装绳载荷等。对于在地震区域工作的各类井架，还应考虑水平作用的地震载荷

整体结构类型

钻机井架按整体结构形式的主要特征可分为塔形井架，前开口井架，A型井架和桅形井架四种基本类型。

井架塔形井架

塔形井架是一种横截面为正方形或矩形的 四棱截锥体空间桁架 。

井架主体由四扇平面梯形桁架组成,每扇又分为若干桁格，同一高度的四面桁格在空间构成井架的一层，故整个井架也可视为由多层空间桁架组成。

塔形井架主要特点为：

(1)井架主体部分为封闭结构，整体稳定性好，承载能力大。

(2)整个井架由许多单一构件用螺栓联接而成，制造简单，运输方便。

(3)井架内部空间大，起下操作方便，安全。

(4)拆装工作量大，高空作业不安全，搬迁不方便。

井架主体由四扇平面梯形桁架组成,每扇又分为若干桁格，同一高度的四面桁格在空间构成井架的一层，故整个井架也可视为由多层空间桁架组成。

塔形井架适用于较少搬迁而要求承载能力大，稳定性好的钻机，如海洋钻机、超深井钻机。 举例：

钻井机：HNZ—100型塔式

钻孔直径：≤∮600毫米

钻孔深度：≤100米

卷扬机提升力：≤18千牛

转盘速度：50转/分钟

钻杆：∮108×4.5×3000毫米

钻塔高：5.7米

配用水泵：6寸（出4寸）

配用动力：7.5—18.5KW

详细说明：性能特点：适用于土层钻井和基桩孔工程，搬运方便。

井架前开口井架

前开口井架亦称为Π形井架，

其主要结构特征是 ：

1)整个井架主体是3～5段焊接结构组成。段间采用锥销定位和螺栓联接。

2)通常采取水平拆装，整体起落和分段运输的办法搬迁井架。搬迁方便、安全、迅速。

3)因受运输尺寸限制，井架主体截面尺寸较小，使井架内部空间比较狭窄。

为了方便游系设备上下运行和立根排放，井架主体作成前扇敞开，横截面为开口矩形(即Π形)的不封闭空间结构，其整体稳定性较塔形井架差而较A形井架优。

有的前开口井架最上段作成四边封闭结构以增强其稳定性。

4)井架各段两侧桁架结构形式相同，背扇则采用特殊腹杆布置形式，如菱形，以保证司钻视野良好。

由于前开口井架具有结构简单，移运、搬迁方便、良好的承载能力和整体稳定性，而成为应用最广泛的陆地钻机井架。

如美国陆地钻机几乎全部采用前开口井架，我国制造的各种钻机(从15－60)都可以配置此类井架。

前开口井架一般采用液压千斤顶调整井架位置，对正井眼中心。

前开口井架都带有起升用的人字架，利用钻机自身的动力，通过绞车，游动系统，平衡滑轮，人字架起升钢绳，井架下部导向滑轮等完成井架起升和下放。

井架起升后，人字架便构成井架整体一部分。

井架A形井架

它是由两个等截面的空间杆件结构或管柱式结构的大腿靠天车台和二层台及附加杆件连接而成的“A”字形空间结构 。

大腿的前方或后方有撑杆支承，或在后方用人字架支承。整个井架仍和前开口井架一样，采取地面水平组装，整体起放，分段运输。

两个大腿都是由3～5段封闭的焊接结构用螺栓联结的整体结构。大腿断面依所选型材不同，而采取不同的截面形状，一般为矩形或三角形。撑杆有杆系柱结构，矩形断面或管柱结构。

A型井架的每根大腿都是封闭的整体结构，承载能力强和稳定性好。井架内部空间大，钻台宽敞，司钻视野开阔。

由于两腿间联系较弱，致使井架整体稳定性较差。

A形井架起放方式基本有三

1)撑杆法

这是利用井架本身的撑杆来起放井架，安装方便，起放平稳。但撑杆在起放时要在大腿上滑动，且撑杆受力复杂，故井架大腿和撑杆结构较复杂。

2)利用安装在钻机底座上的人字架起放井架(与前开口井架起放类似)。

3)扒杆法

这种方法是靠另外配备一套起升扒杆来起放井架。采用这种方法起放的井架，一般都采用后撑杆，井架主体和撑杆都比较简单，其结构基本不受起放方式的影响，它们的承载状况较好，可以设计得更轻便。但安装起吊扒杆比较费时，起放也不够平稳。

综上所述，A形井架大腿结构简单；拆装方便，安全，移运迅速；钻台宽敞，司钻视野开阔。但总体稳定性较前两种井架为差，适用于中深井和深井钻机。

井架桅形井架

桅形井架是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。这种井架一般利用液压缸或绞车整体起放，分段或整体运输，拆装移运很方便 。

由于井架横截面尺寸小，为了避免游系设备上下运行不便，并适应井架伸缩或折叠的需要，井架前扇一般做成部分或全部敞开的Π形截面结构。

同时井架工作时也向井口方向前倾(倾角一般在7°以内)。因此，绷绳成了井架不可缺少的基本支承之一，是桅形井架整体结构的主要特征。

桅形井架结构简单，轻便，但承载能力小，只用于车装轻便钻机和修井机。

石油矿场上使用的各种井架，主要由以下几部分组成

(1)主体，多为型材组成的空间桁架结构；

(2)天车台，供安放天车和天车架之用；

(3)天车架，用于安装和维修天车；

(4)二层台，为井架工进行起下操作的工作场所，它包括井架工的操作台和存靠立根的指梁；

(5)立管平台，为装拆水龙带的操作台。

(6)工作梯；

轻便钻机井架，采油井架一般不设立管平台，天车台和天车架，有的还不设二层台。