一种适应低温环境的快速移运半拖挂钻台

王志忠 蔡金萍 张正芳 姚培生 王亚朋 张宏宇

（1.南阳二机石油装备（集团）有限公司，河南 南阳 473065；2.南阳防爆集团股份有限公司，河南 南阳 473065）

一种适应低温环境的快速移运半拖挂钻台

王志忠1蔡金萍1张正芳1姚培生1王亚朋2张宏宇2

（1.南阳二机石油装备（集团）有限公司，河南 南阳 473065；2.南阳防爆集团股份有限公司，河南 南阳 473065）

为解决车装钻机钻台存在的运输模块较多、安装拆卸费时、井场转运慢、吊装不安全等问题。研制了一种半拖挂钻台，其通过具有牵引鹅颈的底座和装有刚性悬挂的后车架连接在一起，在牵引车作用下实现快速移运。最大程度的节约钻机的转场搬家时间，并且具备在高寒低温环境下工作的能力。

半拖挂；快速移运；钻台；低温环境

随着钻井市场竞争日趋激烈，快速移运钻机在国内外钻井市场的需求越来越大。国内车装钻机，主机部分通过自行走或半拖挂实现快速移运，但钻台底座部分大多还采用普通的模块化运输[1]。

公司以前的TZT160抽拉式半拖挂钻台，结构复杂，拆装效率低，且受道路运输限制，钻台工作高度只能到5.5米多，已不能满足较深钻井的作业要求。为此，研发了一种旋升式半拖挂钻台，工作高度达到7米，能够实现快速移运，同时具备在高寒低温环境下工作的能力。

1 技术分析

1.1 结构组成。该半拖挂钻台移运系统主要由底座、后车架、刚性悬挂、电气路、液压支腿等组成。主要是通过具有牵引鹅颈的底座和装有刚性悬挂的后车架连接在一起，使钻台形成半拖挂结构。牵引车通过底座前部的牵引鹅颈上的牵引销，拖动半拖挂钻台，实现钻台的快速移运的。底座移运时作为车架使用。移运状态如图1。

1.轮胎 2.刚性悬挂 3.后车架 4.立柱 5.底座 6.台体 7.液压支腿 8.牵引鹅颈 9.牵引销 10.牵引车

1.2 工作原理。钻台底座移运前，先将后车架通过连接装置安装在底座尾部，然后通过底座前部的两个液压支腿，使底座绕后车架刚性悬挂的中部的转轴旋转，直到底座前部的牵引鹅颈的高度与牵引车鞍座高度相适应，然后使鹅颈上的牵引销和牵引车相连，收起底座前部的液压支腿；连接控制行驶的电、气路。即可实现钻台的快速移运。

1.3 主要技术参数

2 主要创新点

2.1 后车架与底座的连接结构。后车架分为左右两部分，分别与底座通过连接装置相连接。连接装置分两部分，前部为销轴、耳板，后部为销轴、连接环，使后车架鹅颈和底座结合面的前、后部都连接起来。同时后车架鹅颈和底座结合处镶嵌承载装置，其在移运过程中起传递力的作用。在后车架的尾部，设一横梁，使左右后车架保持平行并成为一整体，有利于一线双桥悬挂及轮胎摇摆时的平稳运行。

2.2 钻台的液压缸起升。钻台的旋升采用液压缸起升，液压缸安装在在台体内部，随着活塞杆地伸出，钻台立柱形成的平行四边形连杆机构，使钻台逐渐旋升，直到竖直状态。钻台采用液压缸起升，操作简便、性能稳定、节约时间。

2.3 旋升竖直限位装置

为防止钻台台体旋升过位，在后立柱和底座短立柱之间设置竖直、水平限位板，当钻台旋至竖直位置时，两限位板贴紧，穿上销轴，使平行四边形钻台处于稳定状态。

2.4 适用低温环境的措施。对钻台的主要受力件如转盘承载梁、立柱等，采用低温材料和低温焊材。同时设置保温、供热措施对钻台保温，以确保材料的性能。例如通过专门的加热装置对转盘承载梁、立根盒、井架基础、底座等部位进行蒸汽加热，钻台台面设置防风墙等。

3 计算及试验

利用有限元分析软件ANSYS，对钻台移运状态进行计算与分析。经计算底座与前鹅颈连接处应力最大值为203MPa，其结果符合API 4F要求。

钻台进行了500公里的厂内行驶试验和多次现场移运试验，分别对钻台的刹车、制动各项性能进行了试验，试验表明该半拖挂钻台满足低速移运的要求。

4 结语

该半拖挂钻台结构简单、移运方便、有效地节约了搬家时间，提高了车装钻机系统移运的便捷、灵活性。

先后多次出口俄罗斯市场，通过现场跟踪和用户反馈，一致认为移运性能好，结构紧凑，安装快捷方便，市场前景广阔。

[1]王小权，张建伟，代大良，许建民，张丙中，黄建华，黄凌江，刘情.国产快速移运钻机存在的问题及改进建议[J].石油机械，2007（10）：69-71.

[2]尹永晶，杨汉立，胡德祥.车装钻机[M].北京:石油工业出版社，2002.

TE922

A

1671-0037（2014）10-90-1

王志忠（1979-），工程师，研究方向：石油钻修机设计。