设计与制造
doi;10.16576/j. cnki.10074414.2016.03.032
2016年第3期（第29卷，总第143期）·机械研究与应用
中东石油井架的研究与设计
尚琳，庞世强，聂景龙
（兰州兰石能源装务工程研究院有限公司青岛分公司，山东青岛266520）
摘要：为了提高在中东沙漠地区石油钻机的移行速度，减少人工劳动强度，提高搬家时效，对该地区钻机的移送研究十分重要。介绍的井架采取模块化设计理念，结构分为四段，每段由左、右片架和背扇钢架焊接为一个整体，井架主体各段可以由挂钩式耳板快速连接，达些设计可以改善井架的装车、运输、卸车、安装、拆卸和搬家等作业工况。关键词：中东石油：并莱；整体搬家：快速装卸
中图分类号：TE924
文献标志码：A
文章编号：10074414(2016)03009002
Research andDesign of theOilDerrick in theMiddleEast
SHANGLin,PANG Shi-qiang，NIE Jing-long
( Qingdao Branch of Lanzhou Lanshi Energy Equipment Engineering Research Institute Co. , Lid, Qingdao Shandong 266520, China)
Abstract : In order to improve the drilling speed, reduce the labor intensity and improve the efficiency of movement of drilling rigs in the Middle East desert area, it is very important to study the movement of drilling rigs in the area. The mast in this pa-per is based on the modular design idea, the structure is divided into four sections, each section composes of left and right sheet bracket and a back fan steel welding as a whole, the mast body sections can be fast connected by the hook ear plate. Such design methods can improve the operating conditions like the mast loading, transportation, unloading, installation, disas-sembly and moving-
Key words : middle east oil; mast; integrated movement; fast loading and unloading
引言 0
中东是目前世界上石油储存量和生产输出量最多的地区，同时也是我国石油装备出口的重要市场为了成功进入中东石油市场，我公司决定研发一种整体式移行的并架，该并架配套5000m钻机使用，能满足整体搬家、快速装卸、降低运输成本等要求。
1并架的方案设计 1.1井架主体结构
并架设计为前开口式无绷绳形式，采用"K"形结构。为了方便设计、制造、安装，将并架设计成直上直下跨距相等的结构：为了井架站立工作状态时的整体稳定性，将井架设计成三角形结构，设计井架上端作为三角形的尖端，设计井架前、后斜支腿作为三角形的下端支撑2；为了增大并口空间，并架下端和钻台面留有一定距离。
通常情况下，中深井陆地钻机井架的高度由立柱和游动系统的高度决定。立柱一般由3根钻杆连接组成，加上游车、大钩或顶驱等游动系统的外形长度，以及游车防碰的预留高度，因此井架的工作高度设计为45m。考虑铁路运输，那并架每段的长度就必须控制在12m以内,因此井架分为四段式结构。考虑每段的运输尺寸及二层台安装位置等多方面因素，井
*收稿日期：2016-05-01
架各段分别设计为一段长度为10m，二段长度为10 m，三段长度为11m，四段长度为10m。井架一段和钻台面距离3.65m。要保证游动系统能够在并架内部顺畅运行，并架正面宽度需与其留有一定空间、“K”型井架前门开放不封闭，则不需考虑侧面宽度。因此井架的正面跨距3.5m，侧面跨距2.45m。
每段设计为菱形等分结构，结构既简单又稳定。若将井架每段设计为两等分或三等分的结构，通过静力学分析斜拉筋长系比数过大，结构不合理，因为每段采用四等分结构。型材强度越高越好，重量越轻越好。初定各段主腿采用H型钢，各横梁和斜拉筋采用角钢。各段前腿采用加强管耳座连接方式，后腿采用挂钩式快速连接方式，耳板采用Q0390-B材料，销轴采用40CrNi2MoA材料。后腿连接处有两组销轴，组主受力销轴先不装，另一组起升挂接用销轴预先装好在各段上。
1.2井架整体方案
除了井架主体、天车和二层台，还需设计井架的附件，包括套管扶正台、立管操作台、立管固定装置、挡风墙、大钳平衡重、悬臂梁、逃生装置、登梯助升装置、井架起升支架、梯子等。
考虑井架液压起升系统的液缸梁方箱安装在一
作者简介：尚琳(1990-），女，陕西渭南人，助理工程师，主要从事石油钻机装备的研发设计工作。· 90 ·