第二章 钻机起升系统
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概述
钻机的起升系统实质上是一台 重型起重机，它是钻机的核心。 它主要由井架钻井架、天车、游 车、大钩、游动系统钢绳、绞车 和辅助刹车等设备组成。 起升系统的作用主要是起下钻具、 下套管、控制钻头送进等。
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2.1 井 架
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井架是一种具有一定高度和空间的金属桁架结 构。
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)。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。
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2.1.3典型自升式井架简介
井架是钻采机械的重要组成部分。它在钻井或 修井过程中，用于安放天车，悬挂游车、大钩、 吊环、吊卡等机具，以及起下、存放钻杆、油 管及抽油杆，并需承受井中钻柱重量。
因此，对井架的要求如下：
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1)应具有足够 的强度、刚度 和整体稳定性。 以保证起下一 定深度的钻杆 柱、套管或油 管柱。
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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。
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2.1.1概述
1.井架的基本组成
主要包括：井架主体，天车台，二层台，立管平台， 工作梯。
2.井架的基本参数
井架的基本参数是反映井架特征和性能的技术指 标，亦是设计、选择和使用井架的依据。
基本参数主要包括：井架高度、最大钩载、二层台 立根容量、抗风能力等。
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3.井架型号
JJ450/45-K4、JJ300/43-A和JJ225/43-KC1三种井架 的结构特征、现场安装拆卸和起升方法及规程。
2.1.4井架的维护和保养
井架的润滑、维护保养的要点和规程，以及注意事项。
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2.2
钻 机 的 游 动 系 统
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2.2.1概述
钻机的游动系统由天车、游车、钢丝绳和大钩组 成。它实质上是用钢丝绳把天车和游动滑车联系起 来组成的动滑轮系统。它可以大大降低快绳拉力， 从而大为减小钻井绞车上的载荷。
(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。
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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。
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2. 前开口井架
前开口井架亦称为Π形井 架，如图所示。 其主要结构特征是：
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。
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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。
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3. 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。
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。
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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。
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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。
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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。
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塔形井架的主要特点： (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。
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A形井架的每根大腿 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。
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下图是A形井架利用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。
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2)有足够的工作高度和 空间，足够的钻台面积。 工作高度大，起下立根 长度长，速度快，可节 省时间。井架上下底应 有必要的尺寸，以安装 天车，并保证起下操作 时游动系统设备畅行无 阻；便于在钻台上布置 设备，安放工具，方便 工人操作，使司钻有良 好的视野。
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3)应保证拆装方便， 安全，移动迅速。为 此，结构应简单、轻 便，并尽可能采用分 段或整体运输，水平 安装及整体起放的安 装移运方法。
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4．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。
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由于井架横截面尺寸小，为了
避免游系设备上下运行不便，
井架型号的组成：JJ(表示井架)、最大钩载/井架高 度-井架型式、改进序号
2.1.2井架结构类型
井架按其主体结构形式可分为四种基本类型： 塔形井架； A形井架； 桅形井架； 前开口井架。
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1．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 架如图所示。
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