井架及底座基础知识40页
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井架简介介绍
井架是石油钻井工程中重要的设备之 一，其主要作用是支撑和安装钻机、 提升和下放钻具，以及进行各种辅助 作业，如测井、固井、压裂等。
VS
在石油工业中，井架的地位非常重要 ，它是实现油气勘探和开发的关键设 备之一，也是衡量一个国家石油工业 技术水平的重要标志之一。
展望：井架未来的发展趋势与研究方向
未来井架的发展趋势将主要体现在以下几个 方面：一是向着更加高效、安全、环保的方 向发展；二是不断提升井架的自动化和智能 化水平；三是加强井架的可靠性和耐久性研 究，提高其使用寿命和维护性能。
针对不同的设备和操作过程，制定相应的安全操作规程，规范操作流程，确保设备运行安全和人员操作安全。
应急预案
针对可能出现的突发事件和紧急情况，制定相应的应急预案，包括应急组织、应急流程、应急资源等，确保在紧 急情况下能够迅速、有效地应对。
安全培训与演练
安全培训
定期对员工进行安全培训，包括安全基础知识、操作技能、应急处置等方面的培训，提高员工的安全 意识和安全操作技能。
井架的安全生产管理
安全管理制度与责任制
安全生产责任制
明确各级管理人员、技术人员和现场操作人员的职责和义务，确保各项安全制度 的贯彻执行。
安全管理制度
建立健全各项安全管理制度，包括安全生产责任制、安全检查制度、安全教育培 训制度等，确保安全生产有章可循、有据可查。
安全操作规程与应急预案
安全操作规程
安全演练
定期组织安全演练，模拟突发事件和紧急情况，检验应急预案的可行性和有效性，提高应急处置的能 力和水平。同时也可以让员工熟悉应急流程和操作方法，提高应对突发事件的能力。
06
井架在石油工业中的应用及前 景
井架在石油工业中的应用
井架知识介绍
域：指梁台
第二区域：指梁台
第二区域：指梁台
第二区域：指梁台
第三区域：移动设备
顶驱 游车 滑车 维修吊篮 排管机机械手臂
第三区域：移动设备
第三区域：移动设备
第三区域：移动设备
第四区域：钻台和中层平台
V门滚轴 快绳稳定器 灯 平台护板
第四区域：钻台和中层平台
第四区域：钻台和中层平台
井架辅件：含立管操作台、套管扶正台、 大钳平衡重等。
底座
作用：用来安装钻井设备(钻 机绞车、转盘、传动机组、 柴油机等)、摆放钻杆钻铤、 安装井架，并提供井口装置 的安装空间和钻井作业的操 作平台。它承受钻井工作载 荷、井架起升载荷与设备自 重载荷，并把这些载荷传递 分配给基础与地基。
底座的分类
第四区域：钻台和中层平台
第四区域：钻台和中层平台
第五区域：下部结构和BOP平台
BOP BOP吊车 栏杆 灯
第五区域：下部结构和BOP平台
DROPS 井架策略
四.检验报告
记录每一个区域所检查部件的情况，附上图片 维保完毕后，交于井架现场监督签字确认.
“Devote to making our industry safer ”
防碰缓冲木
第4段：天车平台
风速风向仪 喇叭 摄像头 气体探测器 开口滑轮 灯 12''透气管
第4段：天车平台
第四段：主梁插销
第一区域：天车平台
第一区域：天车平台
第二区域：指梁台
指梁 LOGO 气动绞车 逃生装置 指梁接线箱 栏杆 梯子 格栅
第二区域：指梁台
井架主要结构（以无绷绳K型井架为例）
井架主体：一般分为4~5段，段间由销轴联 接成一体。上段为四边形封闭结构，其余各 段为前开口Л形结构，背后的刚架及斜撑杆 均可拆卸。
第二区域：指梁台
第二区域：指梁台
第二区域：指梁台
第三区域：移动设备
顶驱 游车 滑车 维修吊篮 排管机机械手臂
第三区域：移动设备
第三区域：移动设备
第三区域：移动设备
第四区域：钻台和中层平台
V门滚轴 快绳稳定器 灯 平台护板
第四区域：钻台和中层平台
第四区域：钻台和中层平台
井架辅件：含立管操作台、套管扶正台、 大钳平衡重等。
底座
作用：用来安装钻井设备(钻 机绞车、转盘、传动机组、 柴油机等)、摆放钻杆钻铤、 安装井架，并提供井口装置 的安装空间和钻井作业的操 作平台。它承受钻井工作载 荷、井架起升载荷与设备自 重载荷，并把这些载荷传递 分配给基础与地基。
底座的分类
第四区域：钻台和中层平台
第四区域：钻台和中层平台
第五区域：下部结构和BOP平台
BOP BOP吊车 栏杆 灯
第五区域：下部结构和BOP平台
DROPS 井架策略
四.检验报告
记录每一个区域所检查部件的情况，附上图片 维保完毕后，交于井架现场监督签字确认.
“Devote to making our industry safer ”
防碰缓冲木
第4段：天车平台
风速风向仪 喇叭 摄像头 气体探测器 开口滑轮 灯 12''透气管
第4段：天车平台
第四段：主梁插销
第一区域：天车平台
第一区域：天车平台
第二区域：指梁台
指梁 LOGO 气动绞车 逃生装置 指梁接线箱 栏杆 梯子 格栅
第二区域：指梁台
井架主要结构（以无绷绳K型井架为例）
井架主体：一般分为4~5段，段间由销轴联 接成一体。上段为四边形封闭结构，其余各 段为前开口Л形结构，背后的刚架及斜撑杆 均可拆卸。
井架底座天车简介-全部
1.1.3 花穿与顺穿的比较
• 花穿
优点：钢绳分四角提升游车，形成吊篮式提升， 因而游车运行平稳，游车的侧向力小。
缺点：绕绳方式复杂，钢绳的偏角比顺穿的偏角 大，运行时钢绳与滑轮摩擦较为严重，钢丝绳寿 命较短，滑轮偏磨严重，游车运行至高位时，这 种缺陷尤其突出。
花穿的吊篮提升方式无法安装现在常用的 后置导轨顶驱。
中层：主要由前后立柱、
斜立柱、起升装置以及下放 装置组成。
顶层：主要包括左右上座、立根盒梁、转盘梁、绞车梁、电机梁以及防
喷器导轨装置等。
台面：主要由各铺板、走道、飘台及钻台周边的栏杆组成。 外围辅助构件：含坡道、逃生滑道以及各通往钻台面的梯子等。
3.3 底座主要技术参数
钻台高度：从地面到钻台上平面的距离。 净空高度：从地面到转盘支承梁下平面的距离，是安装井口装置的最
防碰缓冲木
1.3 天车主要技术参数
• 最大额定静钩载：钻机在规定的最多绳数下起下套 管、处理事故或进行其他特殊作业时，大钩不允许 超过的载荷。 • 钢绳直径：即钻井绳的直径。
• 滑轮外径：滑轮组滑轮和快绳滑轮的最大直径。
• 滑轮数：滑轮组滑轮数量+快绳滑轮数量，一般以 N+1表示。
1.4 天车设计主要注意事项
2.1 井架的分类
按井架的结构特点，可分为以下4类：
塔型井架 A型井架
桅型井架
K型井架（即前开口井架）
2.1.1 塔型井架
塔型井架是一种四棱截锥体的空 间结构，横截面一般为正方形。这种
井架一般为单杆组装结构，安装拆卸
耗时，且为高空作业。但其具有很宽 的底部基础支持，且井架本体为封闭 的整体结构，因此其整体稳定性好， 承载能力大。 塔型井架为海洋钻机井架的最主 要的一种结构形式。
井架
第二章井架
（7）安装笼梯总成： 正确安装所有笼梯及平台总成，笼梯和井架体之 间用M16螺栓连接。 安装大钳平衡重；安装立管台；吊钳滑轮；防碰 装置；在地面上组装好二层台 。
井架起升后再安装登梯助力机构；安装逃生装置； 安装防坠落装置；安装套管扶正台；安装死绳稳定器； 安装管汇等。
1－左下段 2－右下段 3－下连接架 4－气动套管扶正台 5－斜拉杆 6－ 左中下段 7－右中下段 8－二层台 9－笼梯总成 10－防碰装置 11－ 上连接架（前） 12－人字架 13－ U型卡M30 14－卡板 15－起升装 置 16－左中上段 17－右中上段 18－大钳平衡重 19－左上段 20 －右上段 21－气路管线总成 22－ 标识牌总成 23－上连接架 24－ 斜拉杆 25－背横梁 26－斜拉杆 27－背横梁 28－斜拉杆 29－背 横梁 30－斜拉杆 31－背横梁 32－斜拉杆 33－背横梁 34－左 悬绳器 35－右悬绳器 36－双锥 销总成Φ50 37－双锥销总成Φ60 38－销轴总成Φ130 39－逃生装置 40－走台 41－悬吊扒杆 42－吊 钳滑轮 43－死绳固定器 44－立 管台 45－销轴Φ50×185 46－别 针6×120 47－登梯助力机构 48 －防坠落装置 49－立管压板Φ140 50－螺栓M24×100 51－螺母M24 52－弹簧垫圈24 53－开口销5X60 54－螺栓M30×140 55－螺母M30
第二章井架
（2）二层台：
二层台由台体、栏杆、挡杆架、操作台、紧急 逃生装置和导向轮等组成。
（3）天车台 天车台用来安装天车和天车架，天车架是供安装、 维修天车时起吊天车之用。天车台上有检修天车的 过道，周围有护栏。
第二章井架
（4）起升装置
井架及底座基础知识
井架及底座基础知识
Basic Knowledge of Derrick & Substructure
程瑞亮
Associate Professor
目
第一部分
录
井架类型、原理及结构
第二部分
井架拆装、操作规程
第三部分 井架保养要求、故障原因分析 第四部分 底座类型、原理及结构
第五部分
底座拆装、操作规程
第六部分 底座保养要求、故障原因分析
二、底座的起升 1、起升前的检查： 1）底座各部件装配关系正确。 2）各起升杆件（前立柱、斜拉杆、后立柱） 两端连接牢靠，旋转部位销子涂抹润滑油。 3）起升大绳无明显缺陷，无打纽现象，穿绳 正确，挡绳装置齐全。 4）绞车工作正常，刹车灵敏可靠。 5）液压系统工作正常。 6）去掉顶层与底层连接的销子
2、起升底座 1）在确认检查结果良好后，即可用绞车IN挡缓慢 起升底座，起升速度应均匀，不得忽快忽慢， 不 得随意刹车。 2）起升底座到离开安装位置时，应检查下列部位: ①各起升大绳是否有异常现象、绳头连接是否牢靠。 ②主要受力部位的销子、耳板是否工作正常，是否 有裂纹。 ③主要受力部位的耳板焊缝是否有裂纹。 ④钢丝绳在绞车滚筒上排列是否整齐。 ⑤在确认检查结果良好后，将底座放回到安装位置， 随后正式起升底座
3）二层台舌台、指梁架在翻转时应防止冲击，特别是 在井架起升后将舌台翻下时应采用棕绳拉住，使其 无冲击的放到工作位置。 4）在操作中应防止大钩、吊环、吊卡等游动部件碰撞 二层台舌台等部件。 5）井架上的梯子一般仅供井架工操作及保养时上下井 架使用，不允许两人以上同时登梯，非井架工上井 架需经井队领导同意，并注意当一人上到二层台或 天车台时，另一人方可开始登梯。 6）井架在钻完一口井后或者在一年内必须按API-4F的 检查内容由安全技术部门进行一次彻底检查，并做 必要的修复工作
Basic Knowledge of Derrick & Substructure
程瑞亮
Associate Professor
目
第一部分
录
井架类型、原理及结构
第二部分
井架拆装、操作规程
第三部分 井架保养要求、故障原因分析 第四部分 底座类型、原理及结构
第五部分
底座拆装、操作规程
第六部分 底座保养要求、故障原因分析
二、底座的起升 1、起升前的检查： 1）底座各部件装配关系正确。 2）各起升杆件（前立柱、斜拉杆、后立柱） 两端连接牢靠，旋转部位销子涂抹润滑油。 3）起升大绳无明显缺陷，无打纽现象，穿绳 正确，挡绳装置齐全。 4）绞车工作正常，刹车灵敏可靠。 5）液压系统工作正常。 6）去掉顶层与底层连接的销子
2、起升底座 1）在确认检查结果良好后，即可用绞车IN挡缓慢 起升底座，起升速度应均匀，不得忽快忽慢， 不 得随意刹车。 2）起升底座到离开安装位置时，应检查下列部位: ①各起升大绳是否有异常现象、绳头连接是否牢靠。 ②主要受力部位的销子、耳板是否工作正常，是否 有裂纹。 ③主要受力部位的耳板焊缝是否有裂纹。 ④钢丝绳在绞车滚筒上排列是否整齐。 ⑤在确认检查结果良好后，将底座放回到安装位置， 随后正式起升底座
3）二层台舌台、指梁架在翻转时应防止冲击，特别是 在井架起升后将舌台翻下时应采用棕绳拉住，使其 无冲击的放到工作位置。 4）在操作中应防止大钩、吊环、吊卡等游动部件碰撞 二层台舌台等部件。 5）井架上的梯子一般仅供井架工操作及保养时上下井 架使用，不允许两人以上同时登梯，非井架工上井 架需经井队领导同意，并注意当一人上到二层台或 天车台时，另一人方可开始登梯。 6）井架在钻完一口井后或者在一年内必须按API-4F的 检查内容由安全技术部门进行一次彻底检查，并做 必要的修复工作
井架
9、在承受最大钩载大于额定载荷65%及起升下放 操作时，环境温度应高于-20℃，否则，必须对材 料的低温性能予以确认，并采取必要的防护措施。
第四章 井架
谢谢！
2、最大静载
计算时取其最大值即最大钩载（规定绳数、 无风载和立根载荷下大钩的最大起重量。）
3、工作绳拉力
指最大钩载下快绳和死绳产生的合力。
Ps
2P＝ 2(Qmax 10G游 ) Z
第四章 井架
4．风载 风是空气的运动，对井架产生的压力能 5、立根载荷 包括立根自重水平分力及立根风载，它通过指
的构件必须修理，丢失的构件不能随意代作，应向制造厂 家进行咨询。
第四章 井架
4、应定期对井架进行现场外观检查，并报告结果。一般 每个钻井月检查一次。在日常钻井中如发现螺栓松动，别 针脱离，构件损坏等异常，应及时采取措施，避免发生意 外事故。
5、井架现场外观检查报告的格式、范围、具体项目和缺 陷等见说明书附录。
2
第四章 井架
一、概述 1．井架功用 (1)安放天车，悬挂游车、大钩及专用工具（如
吊钳等）。 (2)起下钻具操作、下套管。 (3)存放立根，能容纳立根的总长度称以下几部分组成。 （1）井架主体：空间桁架结构； （2）天车台：装天车和天车架； （3）天车架：安装、维修天车之用； （4）二层台：包括猴台和存靠立根的
梁按水平作用到井架上。 6．绷绳载荷：桅架需计入绷绳拉力
第四章 井架
五、井架的使用和维护保养
1、井架在钻井作业时应尽量避免骤加载荷，防止产生过 大的冲击负荷。
2、操作者应根据铭牌上钩载、风速及二层台立根靠放量 的函数曲线，保证指重表的读数不超过钩载范围。
注意：加速度、冲击、排放立管和风载将降低最大钩载。 3、未经许可，不允许在井架上焊接、钻孔，碰弯或损坏
第四章 井架
谢谢！
2、最大静载
计算时取其最大值即最大钩载（规定绳数、 无风载和立根载荷下大钩的最大起重量。）
3、工作绳拉力
指最大钩载下快绳和死绳产生的合力。
Ps
2P＝ 2(Qmax 10G游 ) Z
第四章 井架
4．风载 风是空气的运动，对井架产生的压力能 5、立根载荷 包括立根自重水平分力及立根风载，它通过指
的构件必须修理，丢失的构件不能随意代作，应向制造厂 家进行咨询。
第四章 井架
4、应定期对井架进行现场外观检查，并报告结果。一般 每个钻井月检查一次。在日常钻井中如发现螺栓松动，别 针脱离，构件损坏等异常，应及时采取措施，避免发生意 外事故。
5、井架现场外观检查报告的格式、范围、具体项目和缺 陷等见说明书附录。
2
第四章 井架
一、概述 1．井架功用 (1)安放天车，悬挂游车、大钩及专用工具（如
吊钳等）。 (2)起下钻具操作、下套管。 (3)存放立根，能容纳立根的总长度称以下几部分组成。 （1）井架主体：空间桁架结构； （2）天车台：装天车和天车架； （3）天车架：安装、维修天车之用； （4）二层台：包括猴台和存靠立根的
梁按水平作用到井架上。 6．绷绳载荷：桅架需计入绷绳拉力
第四章 井架
五、井架的使用和维护保养
1、井架在钻井作业时应尽量避免骤加载荷，防止产生过 大的冲击负荷。
2、操作者应根据铭牌上钩载、风速及二层台立根靠放量 的函数曲线，保证指重表的读数不超过钩载范围。
注意：加速度、冲击、排放立管和风载将降低最大钩载。 3、未经许可，不允许在井架上焊接、钻孔，碰弯或损坏
井架及底座基础知识 39页PPT文档
6）总体稳定性高；拆装方便且安全；采用较高的 钻台，便于安装、操作井口设备。
3、前开口伸缩式井架（cantilever telescopic masts）其突出特点是井架前大门的前面不需要 有很大的空间，而其他整体起放的井架，该空间 必须大于井架高度
4、A形井架（mast-A）
1）整个井架是由两个较小等截面的空间桁架结构 作为大腿，贯通天车、井架上部的附加杆件、二 层台至钻台下部与钻机底座铰接固定，两条大腿 的上部与二层台连接成“A”字形结构。在井架后 面配有一个用于起放井架的人字架。
DZ450/10.5-S1
1、井架的基本参数 井架的基本参数是表明井架特征的指标，是设计、择
和使用井架的依据。 1）最大钩载 井架的安全承载能力是常用所配钻机或修井机的最大
钩载来表示的。最大钩载是指在正常风载下，死 绳固定在指定位置，而二层台不存放立根或抽油 杆的条件下大钩本身所能悬持的最大载荷，它不 包括天车、游动滑车、大钩以及游动钢丝的重量。 2）井架高度 井架名义高度是指从井架大腿地面到天车梁地面的垂 直高度。而井架有效高度则是指从钻台大梁顶面 到天车梁地面的垂直高度。对于安装在钻台大梁 顶面上的各型井架，其有效高度就是名义高度
2）井架的两个大腿由3～5段焊接空间桁架结 构组成，段与段之间用锥销定位，抗剪销、 别针、螺栓连接。整个井架可水平拆装、 整体起放和分段运输
5、桅形井架（mast-W）
桅形井架由二或三段焊接结构组成的半可拆 单柱式井架。 桅形井架是由杆件或管柱组 成的整体焊接空间桁架结构，井架的横截 面为矩形或三角形，可分为整体式、伸缩 式（或折叠式）。桅形井架主要用于车载 钻机，并利用液压缸起放井架
第二部分井架拆装、操作规程
1、井架现场安装 1）安装前的准备 （1）对地基要求：井场基础要达到要求。 （2）井架安装前应按井架零部件的规格和数
3、前开口伸缩式井架（cantilever telescopic masts）其突出特点是井架前大门的前面不需要 有很大的空间，而其他整体起放的井架，该空间 必须大于井架高度
4、A形井架（mast-A）
1）整个井架是由两个较小等截面的空间桁架结构 作为大腿，贯通天车、井架上部的附加杆件、二 层台至钻台下部与钻机底座铰接固定，两条大腿 的上部与二层台连接成“A”字形结构。在井架后 面配有一个用于起放井架的人字架。
DZ450/10.5-S1
1、井架的基本参数 井架的基本参数是表明井架特征的指标，是设计、择
和使用井架的依据。 1）最大钩载 井架的安全承载能力是常用所配钻机或修井机的最大
钩载来表示的。最大钩载是指在正常风载下，死 绳固定在指定位置，而二层台不存放立根或抽油 杆的条件下大钩本身所能悬持的最大载荷，它不 包括天车、游动滑车、大钩以及游动钢丝的重量。 2）井架高度 井架名义高度是指从井架大腿地面到天车梁地面的垂 直高度。而井架有效高度则是指从钻台大梁顶面 到天车梁地面的垂直高度。对于安装在钻台大梁 顶面上的各型井架，其有效高度就是名义高度
2）井架的两个大腿由3～5段焊接空间桁架结 构组成，段与段之间用锥销定位，抗剪销、 别针、螺栓连接。整个井架可水平拆装、 整体起放和分段运输
5、桅形井架（mast-W）
桅形井架由二或三段焊接结构组成的半可拆 单柱式井架。 桅形井架是由杆件或管柱组 成的整体焊接空间桁架结构，井架的横截 面为矩形或三角形，可分为整体式、伸缩 式（或折叠式）。桅形井架主要用于车载 钻机，并利用液压缸起放井架
第二部分井架拆装、操作规程
1、井架现场安装 1）安装前的准备 （1）对地基要求：井场基础要达到要求。 （2）井架安装前应按井架零部件的规格和数
井架及底座基础知识
前开口伸缩式（H型） 井架：该井架属前开口 垂直起升的井架，即在 井架底座之上由上至下 一节一节安装，所以井 架的安装即为起升。 特点：具有节约安 装用地的特点，而 其他整体起放的井 架，该空间必须大 于井架高度。
第二部分井架拆装、操作规程
1、井架现场安装 1）安装前的准备 （1）对地基要求：井场基础要达到要求，地基不 平度允差±3mm。 （2）井架安装前应按井架零部件的规格和数量进 行清点、检查，并按标记牌上字母标志符整理各 部件。井架上标记牌字母符号表示：A—主体； B—刚架；C—斜筋；R—右；L—左；01—Ⅰ段； 02—Ⅱ段；03—Ⅲ段；04—Ⅳ段。 标记示例：AL02既为主大腿左Ⅱ段。 （3）按要求安装好底座，并找正尺寸。
穿起升大绳
大钩
井架 导向轮
支架
3、井架的起升 1）起升准备 （1）井架安装完毕后，检查所有销子的连接，安装好 应有的抗剪销及别针，并使连接螺栓处于拧紧状态， 同时保证所有连接的正确性。 （2）与井架起升有关的滑轮、轴应保证处于良好润滑 状态，并能自由运转。在井架起升过程中转动的部 位加锂基脂。 （3）两根起升大绳应无断丝、电弧烧灼、严重锈蚀、 磨损、罐锌的接头松动等情况，井架起放专用钢丝 绳允许起、放井架次数10次。 （4）检查气路密封无泄漏、畅通无堵塞，检查各气控 阀、各气动执行元件动作是否正常;检查各 阀件操作 手柄是否在正常位置;检查绞车及辅助刹车冷却水路 是否正常
2）试起升 把井架起升到离开高支架100~200mm的位置，刹住绞 车，停留15分钟左右，检查应力集中的部位如起升大 绳、人字架后支架焊接连接部位、销子等处是否有异 常现象，钢丝绳是否正确地穿入滑轮轮槽，指重表是 否在正常工作。在一切都正常的情况下，把井架放回 到高支架上，如此反复进行三次 3）正式起升 钻台刹把处操作人员必要时可安排三人，以满足刹把、 缓冲液缸以及辅协助刹车的操作。 井架起升在指挥员(队干部、司钻大班)统一指挥下进行， 指挥员的站位必须在刹把操作人员能直接看到且安全 的地方。试起升完毕后，除机房留守人员、钻台操作 人员、关键部位观察人员、现场指挥员外，其他人员 和所有施工车辆必须撒到安全区(正前方距井口不少于 70m，两边距井架两侧20m 以外为安全区)
第三章_石油钻采机械—井架
近年来，国外在超深井钻机中配备了一种四柱腿式塔架。每根腿可以是 矩形断面的杆件结构，也可以是圆筒形薄壁壳结构。
钻井机械
第三章 井 架
钻井机械
第三章 井 架
2、A型井架
结构特点：
a．两大腿通过天车台、二层台及附加杆件连成“A” 字形。在大腿的前方或后方有撑杆支承，或后方有 人字架支承，构成一完整的空间结构。整个井架在 地面或接近地面
第三章 井 架
5、立根载荷 包括立根自重水平分力及立根所受风载，它通过二层台的指梁 按水平方向作用到井架各节点上，立根自重所产生的立根载荷按下式计算：
井架的承风面积：
6、绷绳载荷 对于桅形井架需计人绷绳载荷，即井架因受载荷而在绷绳中产 生的拉力，它的大小因结构尺寸、绷绳数量和固定位置不同而异。
钻井机械
钻井机械
第三章 井 架
钻井机械
第三章 井 架
五、井架的基本参数 1、最大钩载 是指死绳固定在指定位置、用规定的钻井绳数、没有风载和
立根载荷的条件下大钩的最大起重量。最大钩载包括游车和大钩的自重(钻机 的最大钩载不包括游车和大钩自重)。
2、立根载荷 指立根自重及其承受的风载在二层台指梁上所产生的水平方 向作用力。
台和存靠立根的指梁。 立管平台： 装拆水龙带操作台。 工作梯：
钻井机械
第三章 井 架
钻井机械
第三章 井 架
三、井架的基本要求
井架是起升设备重要组成部分之一。它要承受各个方向的载荷，尤其是要承 受可高达1 000t的垂直载荷。井架必须具有足够的强度、刚度和整体稳定性。 1、足够的承载能力
保证起下一定深度的钻杆柱和下放一定深度的套管柱。所谓足够即要与该 井架所配用的钻机最大钻杆柱重量及大钩最大起重量相适应。
钻井机械
第三章 井 架
钻井机械
第三章 井 架
2、A型井架
结构特点：
a．两大腿通过天车台、二层台及附加杆件连成“A” 字形。在大腿的前方或后方有撑杆支承，或后方有 人字架支承，构成一完整的空间结构。整个井架在 地面或接近地面
第三章 井 架
5、立根载荷 包括立根自重水平分力及立根所受风载，它通过二层台的指梁 按水平方向作用到井架各节点上，立根自重所产生的立根载荷按下式计算：
井架的承风面积：
6、绷绳载荷 对于桅形井架需计人绷绳载荷，即井架因受载荷而在绷绳中产 生的拉力，它的大小因结构尺寸、绷绳数量和固定位置不同而异。
钻井机械
钻井机械
第三章 井 架
钻井机械
第三章 井 架
五、井架的基本参数 1、最大钩载 是指死绳固定在指定位置、用规定的钻井绳数、没有风载和
立根载荷的条件下大钩的最大起重量。最大钩载包括游车和大钩的自重(钻机 的最大钩载不包括游车和大钩自重)。
2、立根载荷 指立根自重及其承受的风载在二层台指梁上所产生的水平方 向作用力。
台和存靠立根的指梁。 立管平台： 装拆水龙带操作台。 工作梯：
钻井机械
第三章 井 架
钻井机械
第三章 井 架
三、井架的基本要求
井架是起升设备重要组成部分之一。它要承受各个方向的载荷，尤其是要承 受可高达1 000t的垂直载荷。井架必须具有足够的强度、刚度和整体稳定性。 1、足够的承载能力
保证起下一定深度的钻杆柱和下放一定深度的套管柱。所谓足够即要与该 井架所配用的钻机最大钻杆柱重量及大钩最大起重量相适应。
石油钻井井架培训
安装技术水平低
安装人员可能缺乏专业的安装技能和经验，导致 井架安装不规范，没有达到设计要求。
3
维护保养制度不完善
石油钻井企业可能没有建立完善的井架维护保养 制度，或者没有严格执行制度，导致井架维护保 养工作不到位。
解决方案与改进措施
加强设计审查
在井架设计阶段，应加强对设计方案的审查，确保设计方案符合钻井作业的特殊要求和地 质条件，提高井架结构的稳定性和安全性。
。
停机维护
当井架需要停机进行维护 或修理时，应确保所有相 关人员都已离开井架，并 按照规定的安全程序进行
停机。
安全要求与防护措施
01
02
03
安全带使用
所有在井架上工作的人员 都必须佩戴安全带，并确 保安全带固定在稳定的支 撑点上。
禁止吸烟和饮酒
在井架周围禁止吸烟和饮 酒，以防止火灾和意外事 故。
禁止使用手机
安装过程中需根据钻井作 业的需求和场地条件进行 合理布局，确保井架的稳 定性和安全性。
02
井架操作规程与安全要求
井架操作规程
启动前检查
在启动井架前，应进行全 面检查，确保井架各部件 正常、无损坏，并确保所 有安全装置都已正确安装
并处于良好状态。
操作步骤
按照规定的操作步骤启动 井架，并确保在整个操作 过程中遵守所有安全规定
由于缺乏定期的维护保养，井架的各个部件 可能发生磨损、腐蚀或松动，导致井架性能 下降，影响钻井作业的安全性和效率。
井架安装不规范
在安装井架时，由于安装人员操作不规 范或安装环境不符合要求，可能导致井 架安装不牢固，容易发生倒塌等事故。
问题原因分析
1 2
设计缺陷
在井架设计阶段，可能由于设计人员对钻井作业 的特殊要求和地质条件了解不足，导致井架结构 设计不合理或选材不当。
安装人员可能缺乏专业的安装技能和经验，导致 井架安装不规范，没有达到设计要求。
3
维护保养制度不完善
石油钻井企业可能没有建立完善的井架维护保养 制度，或者没有严格执行制度，导致井架维护保 养工作不到位。
解决方案与改进措施
加强设计审查
在井架设计阶段，应加强对设计方案的审查，确保设计方案符合钻井作业的特殊要求和地 质条件，提高井架结构的稳定性和安全性。
。
停机维护
当井架需要停机进行维护 或修理时，应确保所有相 关人员都已离开井架，并 按照规定的安全程序进行
停机。
安全要求与防护措施
01
02
03
安全带使用
所有在井架上工作的人员 都必须佩戴安全带，并确 保安全带固定在稳定的支 撑点上。
禁止吸烟和饮酒
在井架周围禁止吸烟和饮 酒，以防止火灾和意外事 故。
禁止使用手机
安装过程中需根据钻井作 业的需求和场地条件进行 合理布局，确保井架的稳 定性和安全性。
02
井架操作规程与安全要求
井架操作规程
启动前检查
在启动井架前，应进行全 面检查，确保井架各部件 正常、无损坏，并确保所 有安全装置都已正确安装
并处于良好状态。
操作步骤
按照规定的操作步骤启动 井架，并确保在整个操作 过程中遵守所有安全规定
由于缺乏定期的维护保养，井架的各个部件 可能发生磨损、腐蚀或松动，导致井架性能 下降，影响钻井作业的安全性和效率。
井架安装不规范
在安装井架时，由于安装人员操作不规 范或安装环境不符合要求，可能导致井 架安装不牢固，容易发生倒塌等事故。
问题原因分析
1 2
设计缺陷
在井架设计阶段，可能由于设计人员对钻井作业 的特殊要求和地质条件了解不足，导致井架结构 设计不合理或选材不当。
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3）井架各段两个侧扇型式完全一样，其背扇横、 斜杆通过销轴与左右两个侧扇连接，并可组成多 种图形，以扩大司钻视野。
4）依使用、制造等工艺要求的不同，可以将大腿 做制成没有坡度、坡度不变和坡度成折线变化 （即下段没有坡度，上段坡度不变）等三种形式。
5）为了保证井架的稳定性，井架底部桁架往往采 用不同于两侧桁架的特殊桁架结构，如三角形结 构和菱形结构等。
井架及底座基础知识
Basic Knowledge of Derrick & Substructure
程瑞亮
Associate Professor
目录
第一部分 井架类型、原理及结构 第二部分 井架拆装、操作规程 第三部分 井架保养要求、故障原因分析 第四部分 底座类型、原理及结构 第五部分 底座拆装、操作规程 第六部分 底座保养要求、故障原因分析
第一部分 井架类型、原理及结构
一、井架的基本组成 1）井架主体：由型钢材、横、斜拉筋组成的空间桁架 2）天车台：用来安放天车及天车架，天车架是供安装、
维修天车时起吊天车之用。天车台上有检修天车的过 道，周围有护栏。 3）二层台：操作台和指梁组成，是起下作业时井架工 工作场所。塔形井架二层台在井架内部，其余井架二 层台在井架外前侧。 4）立管平台：是装拆水龙带的操作台，也是供上井架 人员短暂休息场所。 5）工作梯：有盘旋式和直立式两种，是井架工上下井 架的通道。此外还有起升人字架等 二、井架的基本参数及型号：是井架特征的指标，是设 计、选择和使用井架的依据
2、 前开口井架（cantilever masts）
1）井架本体由3～6段焊接空间桁架结构组成, 段与段之间采用销子定位，抗剪销、螺栓联接。 钻台具有较大的面积，便于操作和存放立根， 整个井架的前面是敞开的。
2）这种井架可在地面水平拆装、整体起放和分 段运输。为了满足运输的需要，井架的截面尺 寸不能太大，比塔形井架的截面尺寸小。
6）总体稳定性高；拆装方便且安全；采用较高的 钻台，便于安装、操作井口设备。
3、前开口伸缩式井架（cantilever telescopic masts）其突出特点是井架前大门的前面不需要 有很大的空间，而其他整体起放的井架，该空间 必须大于井架高度
4、A形井架（mast-A）
1）整个井架是由两个较小等截面的空间桁架结构 作为大腿，贯通天车、井架上部的附加杆件、二 层台至钻台下部与钻机底座铰接固定，两条大腿 的上部与二层台连接成“A”字形结构。在井架后 面配有一个用于起放井架的人字架。
2）井架的两个大腿由3～5段焊接栓连接。整个井架可水平拆装、 整体起放和分段运输
5、桅形井架（mast-W）
桅形井架由二或三段焊接结构组成的半可拆 单柱式井架。 桅形井架是由杆件或管柱组 成的整体焊接空间桁架结构，井架的横截 面为矩形或三角形，可分为整体式、伸缩 式（或折叠式）。桅形井架主要用于车载 钻机，并利用液压缸起放井架
3150 K 44.5
2
2.1×2.05
ZJ50/3150DB-1 JJ450/45-K4 4500 K 45
2.2×2.2
6
9.11×2.7
9.0×2.6
4000 26.5，25.5，
24.5 ＞12级
12级 5级
6
DZ225/7.5-ZT
5000
26.5,25.5,24.5
＞12级 12级 5级 9.175 5 61114
第二部分井架拆装、操作规程
1、井架现场安装 1）安装前的准备 （1）对地基要求：井场基础要达到要求。 （2）井架安装前应按井架零部件的规格和数
DZ450/10.5-S1
1、井架的基本参数 井架的基本参数是表明井架特征的指标，是设计、择
和使用井架的依据。 1）最大钩载 井架的安全承载能力是常用所配钻机或修井机的最大
钩载来表示的。最大钩载是指在正常风载下，死 绳固定在指定位置，而二层台不存放立根或抽油 杆的条件下大钩本身所能悬持的最大载荷，它不 包括天车、游动滑车、大钩以及游动钢丝的重量。 2）井架高度 井架名义高度是指从井架大腿地面到天车梁地面的垂 直高度。而井架有效高度则是指从钻台大梁顶面 到天车梁地面的垂直高度。对于安装在钻台大梁 顶面上的各型井架，其有效高度就是名义高度
钻机型号 井架型号 最大钩载kN
型式 工作高度 m 顶跨（正×侧）
m 底跨（正×侧）
m 二层台容量，m
二层台高度，m
无立根抗风， 满立根抗风
起放井架抗风 起升三角架高m 井架主体段数
质量kg
配套底座
ZJ40/2250CJD JJ225/43-KC1
2250 K 43
ZJ50/3150L JJ315/44.5-K2
DZ315/7.5XD1
7280（5″钻杆260柱）
26.5,25.5,24.5,22.5
＞12级 12级 5级 4.5 4 95743
DZ450/9-S1
ZJ70/4500DZ JJ450/45-K7
4500 K
45.72 2.2×2.2
9.0×2.7 7280（5″钻杆260柱）
26.5,25.5,23.5,22.5 ＞12级 12级 5级 7。6 5 88742
井架型号
如：JJ300/43-K，JJ450/45-T，JJ450/45-K7
三、井架类型
1、塔形井架（Pyramid derricks)
塔形井架是一种四棱截锥体的金属空间桁架结构， 其横截面为正方形立面为梯形，井架前扇有大 门，后扇有绞车大门，主体部分是一个封闭的 四棱锥体桁架结构。每扇平面桁架又分成若干 桁格，同一高度的四面桁格在空间构成井架的 一层，因此整个井架可看作是由多层空间桁架 所组成的四棱截锥空间桁架结构。
3）5″或41/2″钻杆立根容量（5″or41/2″pipe setback capacity）
5″钻杆立根容量是指井架内所能存放5英寸钻 杆的数量，通常用总长度来表示井架的管 子容量。它应与钻机钻深相适应。
井架二层台的指梁应能满足存放全部立根的 需要，在指梁高度确定以后，钻杆容量将 取决于二层台指梁所围抱的有效面积，它 应根据所要存放的立根数和立根直径（取 接头或接箍直径）来确定