伸缩式支撑结构、伸缩钻台及安拆方法与流程

1.本发明涉及钻机支撑平台技术领域，尤其涉及伸缩式支撑结构、包含该伸缩式支撑结构的伸缩钻台以及伸缩钻台的安拆方法。


背景技术：

2.石油钻机是用于石油和天然气钻井的专业机械，是由多台设备组成的一套联合机组。钻台在工作中会承受钻井工作载荷、井架提升载荷和设备重力载荷，并将这些载荷传递至基础与地面。
3.钻台通常为伸缩结构，其伸缩与固定的方式较多，如中国专利cn104302864b公开的钻机底座、可移动钻机系统以及钻机底座的操作方法中公开的钻台的伸缩的方式包括各种现有的轴伸缩方式或起升方式，其升高钻台通过固定钻台进行支撑，在可实现钻台高度调节的情况下，实现了钻台的支撑；但设置桁架结构的支撑装置，会使得钻台的整体结构较大，对于运输车辆具有较大的负载，不便于在富油区频繁的更换作业地点。在中国专利cn211474032u公开的一种石油钻机液压起升伸缩钻台中，公开了钻台的伸缩方式通过液压油缸和可伸缩的支撑柱实现，其固定方式通过销轴实现；这种方式具有装置结构简单，拆装方便的优点；但因销轴的尺寸要求较大，销轴的安装受到销孔的高度限制，导致销轴的安装和拆卸过程繁琐，且支撑结构承受径向力的能力较弱。


技术实现要素：

4.针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种伸缩式支撑结构、伸缩钻台及安拆方法，其解决了现有技术中存在的钻台在伸缩过程中，其支撑结构的安装和拆卸过程繁琐且结构强度不足的问题。
5.根据本发明的实施例，伸缩式支撑结构，包括竖直伸缩设置立柱，立柱的两端分别连接于钻台的基座和升降平台上；立柱中相连两管件上分别套设有限位支撑环和卡环，限位支撑环中部开设有用于容纳卡环内周面的环形凸起的环形凹槽，卡环顶部设置有活动端向内弯曲的钩状受力块，并通过受力块将卡环连接于管件的底端，卡环包括两个可相对转动并能实现活动端连接的弧形卡块；立柱中管件的底端均设置有用于管件相互连接的连接耳板。
6.优选的，所述立柱的一侧设置有两端分别铰接在基座一侧的侧撑座和升降平台上的斜撑柱；斜撑柱可随所述立柱的伸缩而同步伸缩；斜撑柱内的管件通过销轴固定，且斜撑柱内的管件上开设有相互垂直的销孔。
7.优选的，所述卡环中的所述卡块的相对端上设置有供销轴插入的转动耳板，所述卡块通过带两个销轴的板件实现相对转动；所述卡块的另一个相对端上设置有带螺纹孔的固定耳板。
8.伸缩钻台，包括基座、升降平台、立柱、侧撑座和斜撑柱，侧撑座设置于基座的两侧，立柱竖直设置于基座上，升降平台设置于立柱上，斜撑柱的两端分别铰接在侧撑座和升
降平台上，并使得钻台整体成梯形，基座上设置有油缸，油缸活塞杆的输出端连接在升降平台上。
9.优选的，所述立柱处于收缩状态时，所述油缸位于所述立柱的顶端的下方。
10.伸缩钻台的安拆方法，包括如下步骤：步骤一：卸扣，在钻台移动的过程中，立柱和斜撑柱均处于收缩状态，此时立柱的各管件通过销轴配合连接耳板固定，斜撑柱中的各管件通过沿斜撑柱径向设置的且相互垂直的销轴和销孔固定，在钻台被运输至指定位置后，将立柱和斜撑柱顶部的管件固定用销轴取下；步骤二：顶升，通过油缸将立柱和斜撑柱的顶部管件顶升，在顶升过程中将卡环套装在立柱顶部的管件的底端，并在卡环的内周面的环状凸起与立柱的第二段管件上的限位支撑环上的环形凹槽对齐后停止油缸活塞杆的伸出，且此时斜撑柱顶部的管件中的两个相互垂直的销孔与斜撑柱第二段的管件顶部的销孔相对；步骤三：锁紧，在卡环通过受力块随立柱顶部的管件移动的过程中保持卡环的未完全锁紧的状态，并在卡环与限位支撑环对应后，通过螺栓将卡环中的两个卡块固定，使得卡环内周面的环形凸起与限位支撑环上的环形凹槽配合，实现立柱顶部管件的锁紧，通过相互垂直的两个销轴连接斜撑柱顶部的管件与斜撑柱第二段管件；步骤四：通过重复步骤一、步骤二和步骤三，直至立柱和斜撑柱完成伸出并固定；步骤五：拆卸步骤与安装步骤相反。
11.优选的，在进行所述伸缩钻台的收缩时，其拆卸方式与安装方式相反，从所述立柱和斜撑柱的底端开始拆卸所述卡环和销轴，且所述立柱在完成一个管段的拆卸后，通过所述销轴和连接耳板将被收缩的管段固定，同时通过两个相互垂直的所述销轴固定所述斜撑柱被收缩的管段，并依次进行所述立柱和斜撑柱上所有管段的固定。
12.相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：1、通过立柱中设置于相邻两个杆件之间的卡环与限位支撑环之间的环状凸起和环状凹槽进行配合，以此实现立柱的固定，相较于销轴固定的形式，受力面积更均匀，支撑更稳定。
13.2、在卡环和限位支撑环配合时，对于卡环与限位支撑环的位置要求为：受力块与环状凸起的间距大于上一杆件底端凸起与下一杆件上限位支撑环上环状凹槽之间的间距，因此卡环固定的形式，更易实现杆件的固定，立柱的安装效率更高。
附图说明
14.图1为本发明实施例的结构示意图。
15.图2为本发明实施例的主视图。
16.图3为本发明实施例的侧视图。
17.图4为本发明实施例中立柱的各杆件的结构示意图。
18.图5为本发明实施例中立柱处于低位状态下的各杆件的结构示意图及剖视图。
19.图6为本发明实施例中立柱处于中位状态下的各杆件的结构示意图及剖视图。
20.图7为本发明实施例中立柱处于高位状态下的各杆件的结构示意图及剖视图。
21.图8为本发明实施例中卡环的结构示意图。
22.图9为本发明实施例中斜撑柱的各杆件的爆炸图。
23.图10为本发明实施例中斜撑柱处于各状态下斜撑柱中各杆件的位置关系示意图。
24.上述附图中：1、基座；2、升降平台；3、立柱；31、底管；32、中管；33、顶管；34、连接耳板；35、限位支撑环；36、卡环；361、卡块；362、转动耳板；363、固定耳板；364、受力块；4、侧撑座；5、斜撑柱；51、底撑管；52、中撑管；53、顶撑管；6、侧走道。
具体实施方式
25.下面结合附图及实施例对本发明中的技术方案进一步说明。
26.如图1-8所示。本发明提出了一种伸缩式支撑结构，包括竖直伸缩设置立柱3，立柱3的两端分别连接于钻台的基座1和升降平台2上；立柱3中相连两管件上分别套设有限位支撑环35和卡环36，限位支撑环35中部开设有用于容纳卡环36内周面的环形凸起的环形凹槽，卡环顶部设置有活动端向内弯曲的钩状受力块364，并通过受力块364将卡环36连接于管件的底端，卡环36包括两个可相对转动并能实现活动端连接的弧形卡块361；立柱3中管件的底端均设置有用于管件相互连接的连接耳板34。
27.其中，对立柱3设置有三个管件，分别为：底管31、中管32和顶管33，底管31和中管32的顶端军固定套设有限位支撑环35，中管32和顶管33的底端军安装有卡环36，中管32和顶管33的底端军设置有一个外凸的连接环，在卡环36通过受力块364将卡环36整体挂装在中管32或/和顶管33上时，卡环36为通过受力块364挂装在连接环上，使得卡环36能够随中管32或顶管33移动。在卡环36随中管32或顶管33移动时，卡环36未锁紧，即卡环36的两个活动端未完全对接，卡环36处于开环状态，卡环36能够在限位支撑环35的外圈移动，进而能够寻找卡环36与限位支撑环35之间的环状凸起和环状凹槽之间的适配位置，在达到位置后，直接对接卡环36的两活动端；或在未达到位置前，通过向上滑动卡环36，人工进行对接，此时亦可实现对立柱3的锁定，安装卡环36的杆件的底端依旧能够通过卡环36内圈的环状凸起的侧面进行支撑。
28.在设置受力块364时，将受力块364绕卡环36的轴线均匀设置，且数量不少于三个。
29.如图1-3所示，为进一步提高支撑结构的强度。所述立柱3的一侧设置有两端分别铰接在基座1一侧的侧撑座4和升降平台2上的斜撑柱5；斜撑柱5可随所述立柱3的伸缩而同步伸缩；斜撑柱5内的管件通过销轴固定，且斜撑柱5内的管件上开设有相互垂直的销孔。
30.通过于立柱3的两侧设置斜撑柱5，以提高支撑结构的强度，斜撑柱5包括三个管件，分别为：底撑管51、中撑管52和顶撑管53，其中底撑管51和顶撑管53各有一端设置于用于铰接的耳板，斜撑柱5的两端均设置有两个相互垂直的销孔，在立柱3固定后，此时斜撑柱5中杆件的销孔对齐，进而可直接安装销轴，实现斜撑柱5的固定，斜撑柱5能够增强支撑结构承载水平方向力的能力。
31.如图5-8所示。所述卡环36中的所述卡块361的相对端上设置有供销轴插入的转动耳板362，所述卡块361通过带两个销轴的板件实现相对转动；所述卡块361的另一个相对端上设置有带螺纹孔的固定耳板363。卡环36中的两个卡块361的一端均设置有转动耳板362，两个转动耳板362通过一个带两个销轴的板件连接，使得两个卡块361均能够绕各自的转动耳板362转动，在进行卡环36的固定时，通过两个卡块361的另一端上的带螺纹孔的固定耳板363配合螺栓实现卡环36的固定。
32.如图1-3所示。伸缩钻台，包括基座1、升降平台2、立柱3、侧撑座4和斜撑柱5，侧撑座4设置于基座1的两侧，立柱3竖直设置于基座1上，升降平台2设置于立柱3上，斜撑柱5的两端分别铰接在侧撑座4和升降平台2上，并使得钻台整体成梯形，基座1上设置有油缸，油缸活塞杆的输出端连接在升降平台2上。将伸缩钻台设置撑一个梯形的结构，相较于矩形的钻台，具有更好的稳定性；在升降平台2的两侧还设置有侧走道6。
33.作为本发明的优选的实施方式，所述立柱3处于收缩状态时，所述油缸位于所述立柱3的顶端的下方。为避免油缸造成立柱3d无法完全的收缩。
34.伸缩钻台的安拆方法，包括如下步骤： 步骤一：卸扣，在钻台移动的过程中，立柱3和斜撑柱5均处于收缩状态，此时立柱3的各管件通过销轴配合连接耳板34固定，斜撑柱5中的各管件通过沿斜撑柱5径向设置的且相互垂直的销轴和销孔固定，在钻台被运输至指定位置后，将立柱3和斜撑柱5顶部的管件固定用销轴取下； 步骤二：顶升，通过油缸将立柱3和斜撑柱5的顶部管件顶升，在顶升过程中将卡环36套装在立柱3顶部的管件的底端，并在卡环36的内周面的环状凸起与立柱3的第二段管件上的限位支撑环35上的环形凹槽对齐后停止油缸活塞杆的伸出，且此时斜撑柱5顶部的管件中的两个相互垂直的销孔与斜撑柱5第二段的管件顶部的销孔相对； 步骤三：锁紧，在卡环36通过受力块364随立柱3顶部的管件移动的过程中保持卡环36的未完全锁紧的状态，并在卡环36与限位支撑环35对应后，通过螺栓将卡环36中的两个卡块361固定，使得卡环36内周面的环形凸起与限位支撑环35上的环形凹槽配合，实现立柱3顶部管件的锁紧，通过相互垂直的两个销轴连接斜撑柱5顶部的管件与斜撑柱5第二段管件； 步骤四：通过重复步骤一、步骤二和步骤三，直至立柱3和斜撑柱5完成伸出并固定； 步骤五：拆卸步骤与安装步骤相反。
35.为避免在所有管件完成收缩后，连接耳板34安装销轴过程中存在相互干涉。在进行所述伸缩钻台的收缩时，其拆卸方式与安装方式相反，从所述立柱3和斜撑柱5的底端开始拆卸所述卡环36和销轴，且所述立柱3在完成一个管段的拆卸后，通过所述销轴和连接耳板34将被收缩的管段固定，同时通过两个相互垂直的所述销轴固定所述斜撑柱5被收缩的管段，并依次进行所述立柱3和斜撑柱5上所有管段的固定。在立柱3和斜撑柱5收缩的过程中，需要保持立柱3中被收缩的管件的固定，需要在收缩的同时通过连接耳板34实现立柱3的固定，进而，在立柱3和斜撑柱5被完全收缩时，立柱3和斜撑柱5同样被固定，再可通过载具搬运伸缩钻台。