底座的设计要点(彭太锋)

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1、底座的设计要点底座作为石油钻机、修井机的主要部件，在钻修作业过程中既要满足承受静、动载荷的要求，又要满足相关钻井设备的安装与连接要求，同时为钻修作业提供必要的操作空间。底座是相对独立的结构件，其设计一是要满足钻机（修井机）技术协议内容要求，二是要符合石油行业相关标准和规范，三是要结合工厂实际的加工制造和装配水平。一、底座设计主要参照的标准：1、APISpec4F《钻井和修井井架、底座规范》2、APISpec8A/8C《钻井和开采提升设备规范》3、SY/T5025《钻井和修井井架底座规范》4、SY/T6

2、408钻井和修井井架底座的维护和使用》5、ANSI/AISC3605《美国钢结构规范》二、底座的结构型式：底座的设计通常是和钻机的总体方案设计紧密联系在一起的。在钻机总体方案设计中，井架、底座方案通常作为整体考虑，结构要满足传动设备的安装和连接等要求。在共同兼顾的过程中，目前钻修设备井架、底座已形成形式多样的结构。按照结构形式及起升安装方式来分，主要有以下几种：(一)箱叠式箱叠式底座主要由左右箱座及钻台构件组成。为满足钻机底座高度及运输要求，根据钻机级别加大，箱叠式底座结构层次也逐渐增多。在9000m

3、钻机上，底座为12m高，其箱座一般分为四层。在深井、超深井钻机中箱叠式结构的底座使用较少，通常使用4000m以下的模块钻机中。(一)弹弓式弹弓式底座是根据平行四边形机构的运动原理，利用钻机绞车的动力通过游吊系统拉动底座起升大绳或通过专配动力拉动底座起升绳系，使底座及台面设备从低位整体起升到工作位置的结构。(二)旋升式旋升式底座结构的显著特点在于井架支脚位于底座的下基座中，在保留弹弓式底座平行四边形机构运动原理的同时，克服了弹弓式底座稳定性相对较差的缺点，该型结构包括井架扒杆起升和人字架起升两种。1.扒

4、杆起升的井架、底座：扒杆用来代替传统的井架人字架，且只承担对井架的起升，扒杆重量比人字架要轻，另外井架下段可作为底座的一部分，该结构源于美国。对于扒杆起升的底座来说，按绞车位于后台低位工作或位于钻台面工作的不同，其结构又分为两种。其一，底座后台高度在2m以下，仅用于安装、连接绞车，前台为平行四边形结构并与井架相连，其主要结构件随井架的起升从较低位置升至工作位置；其二、钻台分为前后两部分，前半部分由立根台及立柱组成并与井架相连，随井架的起升由低位升至工作位置。后半部分由绞车梁及立柱组成，在低位时先将绞车

5、安装在绞车梁上，用绞车动力通过专配的起升绳系将安装绞车的钻台后半部分整体由低位升至工作位置。2.人字架起升的传统旋升式底座：该结构类似于绞车高位工作的扒杆起升式底座，前台后台也是分次起升，不同的是井架采用人字架起升。该种结构也存在构件多、起升过程复杂、转盘及司钻偏房等需在底座起升后进行高位安装等缺点。1.新型旋升式结构底座：该种结构的底座有机结合了弹弓式底座与传统旋升式井架、底座结构，其特点在于井架、人字架支脚均位于底座下基座中，绞车的安装和工作均位于底座后台低位，前台既保留了弹弓式底座可使钻台面构件

6、和司钻偏房、司钻控制房、转盘等全部设备一次低位安装并整体起升的优点，又兼有传统旋升式底座结构稳定性好的优点。该种结构可适用4000~9000m钻机结构中。(二)伸缩式伸缩式底座主要应用于车装钻修设备中，其特点是运输时通过立柱的伸缩满足运输要求，在工作时处于高位满足钻井作业要求。(三)折叠式折叠式底座是利用平行四边形机构原理，在安装时底座处于低位，在工作时处于高位。其起升方式有吊车起吊安装、液压油缸起升等多种方式。一、底座的设计注意事项：1、底座总图中应包含主要技术参数，如底座高度、后台高度（如果有）、

7、底座面积（长×宽）、底座净空高度、立根容量、转盘梁最大载荷、配套钻机、、配套井架、配套转盘等。2、立根盒尺寸确定有两条原则：一是距井口最近的立根至井口的距离大于1400mm；二是立根盒容量必须按钻杆接头外径计算。其位置及尺寸可参考《钻井和修井井架、底座设计指南》；3、鼠洞位置的确定：小鼠洞位于井口正前方1000~1100mm，其直径为320mm，大鼠洞直径为400mm，位于井口右侧，其位置前后在离井口中心线±800之间，左右距井口中心线1800~2500mm之间。1、铺台间隙：铺台与铺台间的间隙为10

8、mm；铺台与转盘的间隙为15mm；铺台与绞车的间隙为15mm。2、钻台面铺板应采用防滑的花纹钢板，其厚度要求：转盘周围铺板一般为8~10mm，其余铺板厚度不小于5mm；3、平行四边形结构底座，前倾斜3º；4、钻台面气动绞车、液压猫头、旋转猫头位置布置合理，考虑其钢丝绳不与二层台、司钻房等干涉；5、低温钻机底座，立根区需设置加热蒸汽盘管；6、底座各铺板及构件需设置吊点，便于安装拆卸；7、转盘梁下需设置泥浆伞或类似的泥浆回收装置；8、底座要充分考虑钻台面设备