范文秀

（兰州兰石石油装备工程股份有限公司，甘肃 兰州 730300）

近年来我国石油产业得到了快速的发展，专用石油钻机装备不断更新，出现了适用于陆地、沙漠及海洋区域的多型石油钻机。随着石油钻机的发展，其驱动方式逐渐由早期的机械驱动升级为现代的SCR直流驱动与机电复合驱动等类型。陆地石油钻机的井架类型主要有A型、K型、塔型及桅杆型等，其中因K型井架在整体刚性、经济性及拆装可操作性等方面优势更为突出而得到了广泛的应用[1]。按照底座结构的不同，石油钻机可以分为随升式钻机、双升式钻机及旋升式钻机等，其中旋升式钻机在稳定性及运动性能方面的优势较为突出，因而应用十分广泛。

石油钻机主要由起升系统、旋转系统、钻井液循环系统、传动系统、控制系统、检测显示系统、动力系统、钻机底座及其他辅助系统组成。兰石装备设计的旋升式钻机井架支脚在底座下基座内，底座为弹弓式平行四边形机构，常见的起升方式为动力绞车起升，井架通常为K型[2]。由于旋升式钻机的底座与井架共用一套人字架与动力绞车起升系统，因而井架与底座的起升可使用同一起升大绳，如图1所示。

2.1 安全控制要点

为了保证旋升式钻机现场安装的安全性，应保证所有工作人员上岗前都经过专业培训与考核，特种作业人员须持证上岗；
制定符合HSE的现场操作安全规范，保证安全防护装备齐全并正确穿戴；
当发生雷电、暴雨、大雾、大雪、沙尘天气导致能见度低于30 m或者风力达到6级以上时，须暂停吊装作业及高空安装作业；
在夜间或者光照条件不良的白天，尽量不安排井架与底座的起放作业，室外温度低于-20℃或者风速超过16.5 m/s时，不得实施井架与底座的起放作业施工；
吊装、转运设备在开启前应确保所有危险部位有完整的防护，设备处于工作状态时严禁进行任何维护或维修工作；
安装工程中使用的吊装与搬运设备使用前需要确保其性能正常，吊装或搬运的设备不得超过吊装机械与搬运机械的额定载重；
吊装作业过程中应按照吊装半径划定安全警戒线，严禁任何人员或动物进入警戒线内。

图1 旋升式钻机起升示意图

2.2 安装通用工艺要求

旋升式钻机现场安装作业对系统性与专业性要求较高，施工前工作人员应充分了解钻机的整体结构及安装工艺要求；
安装前须检查零部件是否存在变形、弯曲、划伤、锈蚀、裂纹或者断裂等问题；
销孔与销轴处应保持清洁，转动部位的销孔须抹润滑脂，转动部位的销轴安装结束后须穿开口销防坠落；
吊装井架与底座等重量较大的构件时应使用专用吊耳，整体安装顺序应是自上而下，由中央向外部；
现场安装过程中严禁使用铁榔头直接锤击零件，磕伤、划伤的零部件应在修复完成后再安装；
安装施工周围3 m内应避免存在电焊、打磨、喷涂或者气切割等施工作业，以免污物影响零部件装配质量；
所有零部件在安装前应检查配合尺寸是否满足图纸要求，超差零部件应返修处理。

2.2.1底座安装要点

以井眼中心为基准，按照钻机平面布置图及底座底层图纸要求放样，划出纵向、横向井眼中心线和基座内侧边线。根据钻机总体基础图，在预先打好的基础上安装，其基础面的平面度允差3 mm，否则应采取措施保证平面度要求。在基础上将底层位置找正好，划出井眼中心线及基座位置线，先摆放好左前基座和右前基座，再用销子、抗剪销和别针将左中基座和右中基座连接安装在合适的位置，再将左、右水箱与左、右中基座用相应的销子、抗剪销、别针连接，然后用绞车前后梁、绞车前后下梁、拉梁、底拉梁及斜拉梁与相应的销子、抗剪销和别针将左右两部分基座连接在一起。将左、右前立柱，前、后斜立柱，左、右后立柱的下端用相应的销子和别针连接在底层下座相应的位置上安装底拉梁、斜拉梁与左、右基座连成一体，销轴的安装方向应遵循在能正常使用的前提下方便装、拆的原则。底座底层安装完毕后，在两个前基座主梁下方的井眼中心指示牌与横向井眼中心线对齐并成一条线，以横向井眼中心线为基准，分别在此线两侧找出相同距离的两点，左右基座对称标出，然后四点拉出对角线，复核底层放样尺寸是否正确。将左、右上座用相应的销子和别针连接在底层左右前基座相应的位置上。低位安装梯子，将立根盒梁用相应的销子和别针与左、右上座相连接；
将顶层前、后梁用相应的销子和别针与左、右上座相连接，再安装转盘梁、防喷器导轨装置、钻工房支架（固定座）及风道安装台等。

2.2.2 转盘安装要点

转盘的固定方式一般为凹凸定位块和耳板连接形式，凹凸定位块分别焊接于转盘梁和转盘本体上，双耳板和单耳板分别焊接于转盘本体和转盘梁上。安装转盘前要进行找正，其具体操作如下：

以底座底层前后左右四个方位的井眼中心指示牌为基准，放线拉出井眼中心，调整转盘，使转盘中心与井眼中心线重合，同时参考左右上座的铺板间隙微调转盘，对中允差≤Φ20 mm，装配的过程可通过千斤顶调整转盘位置，使转盘先就位固定，配焊凹凸定位块和单双耳板，然后焊牢定位块，拧紧联接螺栓；
吊装独立驱动链条箱就位，以转盘输入轴轴端的连接法兰为基准，打表找正链条箱输出轴法兰，转盘独立驱动装置输出轴法兰与转盘输入轴法兰两端面之间平行度允差≤1 mm（在依次相差80°的四点测量），同轴度≤Φ0.5 mm，焊接定位块。安装万向轴，万向轴的倾斜角度≤3°～5°；
链条箱固定就位后，找正安装电机，电机轴头与转盘独立驱动装置输入轴法兰同轴度≤Φ0.5 mm，安装齿套，焊接定位块；
配装风道：风机就位到上座相应位置后，从电机出风口到风机，之间的风道和法兰根据现场实际尺寸配焊制作；
配装独立驱动装置润滑系统。

2.2.3 井架安装要点

低位组装人字架总成并吊装就位；
井架Ⅰ段与Ⅱ段螺栓按照图纸预紧力要求把紧，然后与井架支座销子连接；
左右Ⅰ、Ⅱ段组件吊装就位，低支架支在Ⅱ段端头下部，安装背扇钢架；
依次将井架的左、右Ⅲ段至Ⅴ段摆放在地面上，各段之间用销子连接好，形成左、右两大片架；
用龙门吊和汽车吊配合，整体吊起左片（右片），与已安装的Ⅱ段之间连接好，Ⅴ段下部支好低支架；
从背扇钢架开始依次安装所有钢架、斜拉杆；
吊装天车，与顶段之间连接牢靠，无论是销子连接还是螺栓连接，必须采取防松措施；
管汇安装走向平直，固定管夹处固定牢靠，管夹内部采取减震措施；
将井架从顶段上的吊耳吊起，将高支架推放至相应位置，然后松钩使井架平稳落在高支架上；
井架起升后再安装登梯助升装置、防坠落装置、逃生装置等有碍井架起升的部件；
穿起升大绳前应进行相应的检查，确保无扭结、压扁、电弧烧伤、锈蚀等，要求单根起升大绳误差±50 mm，两根起升大绳差不超过20 mm。

石油产业作为重要的基础型工业，其装备制造与安装水平对于保障石油产出具有重要的影响。本文以旋升式钻机为例，介绍了底座、转盘以及井架等构件的现场安装要点，旨在提高旋升式钻机现场安装水平，为类似石油钻机安装工程提供借鉴。

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