垂直升降式钻塔及直升套装组装系统的制作方法

1.本实用新型属于工程机械技术领域，更具体地说，是涉及一种垂直升降式钻塔及该垂直升降式钻塔的直升套装组装系统。


背景技术：

2.目前，钻探介质日益复杂，钻探深度不断加深。飞速发展地生产需求，要求越来越高的设备性能；日渐复杂的施工环境，要求多种多样的设备形式。
3.传统钻塔整体卧装，绞车旋转拉升，需要一定的起升空间。在复杂地形及城市建设中，受空间限制，表现出越来越明显的局限性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种垂直升降式钻塔，旨在解决现有整体卧装式钻塔占用场地和空间大，应用场合受限制的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种垂直升降式钻塔，包括：基段井架和自上至下顺序连接的上段井架、多段中段井架和下段井架；所述下段井架与所述基段井架连接，所述中段井架与所述下段井架的高度相同；所述基段井架的外围设有操作平台，所述操作平台的安装面高于所述中段井架的高度；所述基段井架内设有所述上段井架、所述中段井架和所述下段井架的起升通道；所述上段井架的下端四角均设有耳板，所述耳板上设有销孔；所述中段井架和所述下段井架的上端和下端的四角分别设有所述耳板；所述上段井架在所述基段井架的起升通道内起升至下端与所述中段井架的高度一致，所述中段井架进入所述起升通道内所述上段井架的下方，所述上段井架和所述中段井架通过贯穿耳板的紧固件连接在一起；依次连接各所述中段井架和所述下段井架，起升所述下段井架至预设高度，将所述下段井架与所述基段井架连接在一起。
6.作为本技术另一实施例，所述垂直升降式钻塔还包括锁紧装置，所述锁紧装置包括用于支撑和锁紧所述下段井架的闩板，所述闩板上设有第一锁孔，所述下段井架的下端设有适配的第二锁孔，所述下段井架通过贯穿所述第一锁孔和所述第二锁孔的锁销紧固在一起，其中，所述锁紧装置设置在所述基段井架上。
7.作为本技术另一实施例，所述基段井架包括下基段和连接于所述下基段上的上基段，所述下基段为门字形框架，且所述下基段的横向长度和纵向宽度均大于所述上基段的横向长度和纵向宽度，所述操作平台连接在所述下基段上，且位于所述下基段与所述上基段相接处。
8.作为本技术另一实施例，所述上段井架、所述中段井架和所述下段井架均设有竖向导轨，所述上基段的上端设有与所述竖向导轨滑动配合的扶正导向轮。
9.作为本技术另一实施例，所述上段井架的后立柱、所述中段井架的后立柱和所述下段井架的后立柱均采用h型钢制作，各所述h型钢构成所述竖向导轨。
10.作为本技术另一实施例，所述下基段设有飘台总成和铺台总成，所述飘台总成和
所述铺台总成依次低于所述操作平台，所述飘台总成与所述操作平台之间设有扶梯。
11.本实用新型还提供一种用于所述的垂直升降式钻塔的直升套装组装系统，包括起升机构、导轨总成和固定起升绳，所述起升机构包括设置于所述操作平台的液压绞车和通过所述液压绞车牵引的滑轮组；所述导轨总成设置于所述基段井架的下方，所述上段井架、所述中段井架和所述下段井架能沿所述导轨总成移动至所述起升通道，所述固定起升绳连接在所述滑轮组和待起升的所述上段井架、所述中段井架和所述下段井架上，所述滑轮组依次将所述上段井架、所述中段井架和所述下段井架起升至预设高度。
12.作为本技术另一实施例，所述滑轮组包括定滑轮、动滑轮、导向滑轮和钢丝绳，所述导向滑轮和所述定滑轮安装于所述基段井架的顶部，所述钢丝绳顺次经所述导向滑轮、所述动滑轮和所述定滑轮缠绕，所述钢丝绳的一端与所述液压绞车连接，所述钢丝绳的另一端连接所述动滑轮。
13.作为本技术另一实施例，所述定滑轮的轴线与所述导向滑轮的轴线垂直。
14.作为本技术另一实施例，所述上段井架、所述中段井架和所述下段井架的下纵梁均设有吊耳，所述固定起升绳的下端用于与所述吊耳连接。
15.本实用新型提供的垂直升降式钻塔的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型垂直升降式钻塔，整个塔体分段模块化处理，单段在地面卧装后，先起升上段井架，再起升相连的中段井架，中段井架与上段井架连接后，起升中段井架从而使上段井架起升，依次起升连接各中段井架及下段井架，最后起升下段井架至预设高度，将下段井架与基段井架连接，即可构成整个塔体。由于单段卧装，逐段垂直拉升，降低了对起升空间要求，很大程度上摆脱了场地束缚，在复杂地形及城市建设中显现出突出优势；同时避免了高空作业，降低了高空作业的安全隐患。
16.本实用新型提供的垂直升降式钻塔符合轻量化、模块化的发展趋势，节省了起升空间，提高了安全系数，极大地增强了设备的适应性；设备更好的满足不同的地理条件，更多的适应复杂的施工环境；减弱了交通条件、场地限制对钻探设备的束缚；使存储转运更方便，转场拆装更经济；能够应对日渐复杂的施工环境，满足复杂地形及城市建设的施工要求。
17.本实用新型提供的垂直升降式钻塔的直升套装组装系统有益效果在于：能够对单段卧装的塔架逐段垂直拉升，降低了对起升空间要求，很大程度上摆脱了场地束缚，在复杂地形及城市建设中显现出突出优势；同时避免了高空作业，降低了高空作业的安全隐患。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型实施例提供的垂直升降式钻塔的结构示意图；
20.图2为图1提供的垂直升降式钻塔的测试结构示意图；
21.图3为本实用新型实施例提供的基段井架的主视结构示意图；
22.图4为图3所示的基段井架的侧视结构示意图；
23.图5为沿图3中a
‑
a线的剖视结构图；
24.图6为图3中的b向视图；
25.图7为图3中c处的局部放大结构图；
26.图8为本实用新型实施例提供的上段井架的主视结构图；
27.图9为图8所示的上段井架的侧视结构示意图；
28.图10为本实用新型实施例提供的中段井架的主视结构图；
29.图11为图10所示的中段井架的侧视结构示意图；
30.图12为本实用新型实施例提供的下段井架的主视结构图；
31.图13为图12所示的下段井架的侧视结构示意图；
32.图14为本实用新型实施例提供的垂直升降式钻塔的直升套装组装系统的主视结构图；
33.图15为图14所示的垂直升降式钻塔的直升套装组装系统的侧视结构示意图；
34.图16为图15中d处的局部放大图；
35.图17为图14中e处的局部放大图；
36.图18为本实用新型实施例提供的垂直升降式钻塔的直升套装组装系统的起升机构的主视结构图；
37.图19为图18所示的起升机构的侧视结构示意图；
38.图20为图19中f处的局部放大图；
39.图21为本实用新型实施例提供的直升套装组装系统起升上段井架的结构示意图；
40.图22为图21所示的上段井架起升的侧视结构图；
41.图23为本实用新型实施例提供的中段井架置于导轨总成的结构图；
42.图24为图23所示的中段井架起升过程的结构图；
43.图25为图24所示的中段井架起升到直立状态的结构示意图。
44.图中：1、上段井架；2、中段井架；21、后立柱；22、上背横梁；23、斜拉杆；24、中背横梁；25、下背横梁；26、前立柱；27、上纵梁；28、下纵梁；29、第二锁孔；3、下段井架；4、基段井架；41、上基段；42、下基段；5、操作平台；6、飘台总成；7、铺台总成；8、导轨总成；81、连接杆；9、锁紧装置；91、锁销；10、耳板；11、扶正导向轮；12、导向滑轮；13、液压绞车；14、钢丝绳；15、固定起升绳；16、定滑轮；17、动滑轮；18、吊耳。
具体实施方式
45.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
46.请一并参阅图1至图13，现对本实用新型提供的垂直升降式钻塔进行说明。所述垂直升降式钻塔，包括基段井架4和自上至下顺序连接的上段井架1、多段中段井架2和下段井架3；下段井架3与基段井架4连接，中段井架2与下段井架3的高度相同；基段井架4的外围设有操作平台5，操作平台5的安装面高于中段井架2的高度；基段井架4内设有上段井架1、中段井架2和下段井架3的起升通道；上段井架1的下端四角均设有耳板10，耳板10上设有销孔；中段井架2和下段井架3的上端和下端的四角分别设有耳板10；上段井架1在基段井架4
的起升通道内起升至下端与中段井架2的高度一致，中段井架2进入起升通道内上段井架1的下方，上段井架1和中段井架2通过贯穿耳板10的紧固件连接在一起；依次连接各中段井架2和下段井架3，起升下段井架3至预设高度，将下段井架3与基段井架4连接在一起。
47.本实用新型提供的垂直升降式钻塔，与现有技术相比，整个塔体分段模块化处理，单段在地面卧装后，先起升上段井架1，再起升相连的中段井架2，中段井架2与上段井架1连接后，起升中段井架2从而使上段井架1起升，依次起升连接各中段井架2及下段井架3，最后起升下段井架3至预设高度，将下段井架3与基段井架4连接，即可构成整个塔体。由于单段卧装，逐段垂直拉升，降低了对起升空间要求，很大程度上摆脱了场地束缚，在复杂地形及城市建设中显现出突出优势；同时避免了高空作业，降低了高空作业的安全隐患。
48.其中，当上段井架1在基段井架4的起升通道内起升至下端与中段井架2卧装高度一致时，将上段井架下部前侧销轴与中段井架上部前侧销轴连接，然后继续起升上段井架，带动中段井架一起起升，直至中段井架完全呈竖直状态，然后下放，将中段井架坐于导轨总成之上。
49.本实用新型提供的垂直升降式钻塔符合轻量化、模块化的发展趋势，节省了起升空间，提高了安全系数，极大地增强了设备的适应性；设备更好的满足不同的地理条件，更多的适应复杂的施工环境；减弱了交通条件、场地限制对钻探设备的束缚；使存储转运更方便，转场拆装更经济；能够应对日渐复杂的施工环境，满足复杂地形及城市建设的施工要求。
50.本实施例中，参见图1至图13，上段井架1、中段井架2和下段井架3均为稳定的钢结构，实施模块化处理，中段井架2和下段井架3的结构相同，以中段井架2为例，结构包括两根后立柱21和两根前立柱26；两根后立柱21之间的上中下位置，分别设有上背横梁22、中背横梁24下背横梁25三根平行的背横梁；同一侧的前立柱26和后立柱21之间的上中下位置，分别设有上纵梁27、中纵梁和下纵梁28三根平行的纵梁，其中背横梁24和纵梁的上中下位置一一对应；在相邻的背横梁之间设有斜拉杆23，在相邻的纵梁之间设有斜拉杆23，其中横梁与立柱的连接、纵梁与立柱的连接以及各斜拉杆23与相关件的连接，均采用销轴总成连接；各塔架之间，也采用销轴连接。耳板10设置在前立柱26和后立柱21的上下两端，吊耳设置在下纵梁28上。其中，背横梁的长度大于纵梁的长度，塔架呈矩形结构，后立柱21的h型钢作为竖向导轨，与基段井架4上的扶正导向轮11配合。
51.中段井架2和下段井架3均为三面框架结构，没有设置与背横梁对应的前横梁，也即各塔架的左右两侧和后面有框架，前面敞开，后述的竖向导轨设置在后立柱21上。上段井架1除具有中段井架2的结构外，前面敞开处设有能够打开和关闭锁紧的活门。
52.本实施例中各塔架的背横梁的数量、斜拉杆23的数量及纵梁的数量，均可以根据设计需要而定，模块化塔架的高度也可以根据设计需要而定，同样的整个塔体的分段数量、各分段的高度均不局限于本实施例所给出的设计。
53.由于各塔架结构基本相同，附图中针对中段井架2的名称统一标注，其他部件不再另行给出名称。
54.作为本实用新型提供的垂直升降式钻塔的一种具体实施方式，请参阅图3至图6、图13，垂直升降式钻塔还包括锁紧装置9，锁紧装置9包括长方体形状的闩板，闩板上含有第一锁孔，下段井架3的下端是三面环绕的锁止框架并设有适配的第二锁孔29，下段井架3通
过贯穿第一锁孔和第二锁孔29的锁销91紧固在一起，其中，锁紧装置9设置在基段井架4上。下段井架3支撑在锁紧装置9上，并通过锁销91锁紧，提高下段井架3连接的牢固性和稳定性。其中在下段井架3的下纵梁28设置第二锁孔29，下段井架3的锁止框架三面环围锁紧装置，左右两侧分别设置两个锁销91进行锁紧。
55.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图4，基段井架4包括下基段42和连接于下基段42上的上基段41，下基段42为门字形框架，且下基段42的横向长度和纵向宽度均大于上基段41的横向长度和纵向宽度，操作平台5连接在下基段42上，且位于下基段42与上基段41相接处。下基段42作为基础支撑，下基段42的长宽尺寸大于上基段41，上基段41和下基段42呈明显错层，即可尽量降低基段井架4的宽度，增强基段井架4的强度，又一定程度增加了地脚跨度，增大了操作空间。
56.上基段41和下基段42均为钢结构，上基段41的结构与中段井架2的结构类似，高度不高于中段井架2。各塔架和基段井架4采用型钢构成钢结构，制作上，各斜拉杆23、背横梁、纵梁和各立柱的尺寸相同，提高通用性，裁料组装都简单方便，提高装配的效率，节约材料。
57.其中，上基段41的背横梁、下基段42的背横梁利用螺栓连接，其余各部件之间可以采用螺栓连接，也可以采用销轴别针联接，组成稳定的钢结构。
58.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，参阅图3、图7至图13，上段井架1、中段井架2和下段井架3均设有竖向导轨，上基段41中设有与竖向导轨滑动配合的扶正导向轮11。其中，上基段41的两个后立柱21上分别设有扶正导向轮11，各塔架起升时，竖向导轨沿扶正导向轮11向上起升，对塔架起升扶正和导向。其中，竖向导轨的具体结构在图中未示出。其中，两个后立柱分别设有两个前后方向的扶正导向轮11和一个左右方向的扶正导向轮。其中前后方向的扶正导向轮的轴线与起升移动方向所在的竖直平面平行，左右方向的扶正导向轮的轴线与起升移动方向所在的竖直平面垂直。
59.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图8至图13，上段井架1的后立柱21、中段井架2的后立柱21和下段井架3的后立柱21均采用h型钢制作，各h型钢构成竖向导轨。
60.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1至图4，下基段42设有飘台总成6和铺台总成7，飘台总成6和铺台总成7依次低于操作平台5，飘台总成6与操作平台5之间设有扶梯。铺台总成7设有通向地面的扶梯。飘台总成6和铺台总成7作为辅助的操作平台，在设备整体组装和钻塔使用时，方便操作。
61.本实用新型还提供一种用于所述的垂直升降式钻塔的直升套装组装系统，参见图14至图20，包括起升机构、导轨总成8和固定起升绳15，起升机构包括设置于操作平台5的液压绞车13和通过液压绞车13牵引的滑轮组；导轨总成8设置于所述基段井架4的下方，上段井架1、中段井架2和下段井架3能沿导轨总成8移动至起升通道，固定起升绳15连接在滑轮组和待起升的上段井架1、中段井架2和下段井架3上，滑轮组依次将上段井架1、中段井架2和下段井架3起升至预设高度。
62.本实施例最主要的特点是从上至下分段分层组装，下段井架3最后组装，各模块化塔架在地面组装时，实行单段卧装，塔架逐段垂直拉升，降低了对起升空间要求，很大程度上摆脱了场地束缚，在复杂地形及城市建设中显现出突出优势；同时避免了高空作业，降低了高空作业的安全隐患。
63.导轨总成8为各塔架提供平移支撑，导轨总成8为常规技术，包括平行导轨和支撑平行导轨的支架，平行导轨之间设置连接杆81和斜拉杆23加强强度。基段井架4下部的左右基座通过螺栓与导轨总成8连接，导轨总成8为钻塔的整个组装过程承重，并为各塔架提供移动支撑。
64.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图18至图20，滑轮组包括定滑轮16、动滑轮17、导向滑轮12和钢丝绳14，导向滑轮12和定滑轮16安装于基段井架4的顶部，钢丝绳14顺次经导向滑轮12、动滑轮17和定滑轮16缠绕，钢丝绳14的一端与液压绞车13连接，钢丝绳14的另一端连接动滑轮17。本实施例采用滑轮组起升，结构简单，省时省力，操作方便。
65.请参阅图18，定滑轮16的轴线与导向滑轮12的轴线垂直。
66.作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图21至图25，上段井架1、中段井架2和下段井架3的下纵梁28均设有吊耳18，固定起升绳15的下端用于与吊耳18连接。固定起升绳15的下端要不断拆开和挂接，因此，在固定起升绳15的下端设有耳座，固定起升绳15与各塔架采用销轴连接，拆卸连接简单方便。
67.本实施例中，在操作平台5的左右两侧分别设有一套起升机构，每套起升机构配备两条固定起升绳15，固定起升绳15与各塔架连接的两个点、与动滑轮17连接的一个点构成等腰三角形的稳定起升结构，使各塔架垂直平稳起升。
68.本实施例提供的垂直升降式钻塔的直升套装组装系统的具体实施例如下：
69.一、参见图3、图4、图14、图15，安装基段、起升机构及部分附件
70.(1)卧装基段井架的下基段，吊车旋转拉升，打入地脚销轴，穿好安全销、别针；(2)卧装上基段41和锁紧装置，由吊车吊至下基段42上端的连接板上，对正后螺栓紧固，安装上基段41中的斜拉杆；(3)安装操作平台5、操作平台5与上基段41之间的斜拉杆、飘台总成6、铺台总成7及各台栏杆；(4)安装相应位置笼梯，以便安装起升机构；(5)安装起升机构；(6)安装导轨总成。
71.二、参见图21至图23，起升上段井架、中段井架(从上向下数第一个中段)
72.(1)将卧装完成的中段井架，放置在导轨总成相应位置；
73.(2)将上段井架的活门打开，将上段井架装好天车吊至卧装的中段井架以上，待扶正导向轮11进入竖向导轨后，关闭活门，锁紧螺栓，下放微调上段井架，直至上段井架与中段井架的耳板对齐，打入销轴，穿好安全销、别针；
74.(3)将固定起升绳与中段井架的吊耳18之间的销轴打入，穿好别针。(注意销轴朝向，锥面居内)
75.三、参见图23及图25，起升中段井架(从上向下数第二个中段)
76.(1)将卧装好的中段井架吊至导轨总成合适位置；
77.(2)利用起升机构缓慢拉升第一中段，当第一中段下端的耳板与第二中段上端的耳板水平时，将第二中段推入，对齐耳板将销轴打入，穿好安全销、别针；
78.(3)继续拉升第一中段直至第二中段可竖直推入；
79.(4)用液压绞车将第二中段拉至竖直，缓慢下放上面的第一中段和上段井架，打入各耳板销轴，穿好安全销、别针；
80.(5)松开固定起升大绳，下放至第二中段下端的吊耳18处，以备下一段起升。
81.注：销轴要注意朝向，锥面居内；
82.其余各中段井架和下段井架的起升方法与第二个中段一致，不加赘述。
83.四、参见图25，整体起升、锁紧井架：
84.(1)依照步骤三，将下段井架放置于导轨总成上，去除固定起升绳，将动滑轮17下放至下段井架的吊耳，打入销轴，穿好别针；
85.(2)缓慢拉升上面装好的塔架，至下段井架的耳板与下基段的锁紧装置齐平，推入锁紧装置，打入销轴，穿好安全销、别针,松开动滑轮17，完成整体塔架的起升。
86.五、各塔架起升过程中，可在合适位置安装井架附件。
87.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。