在混凝土地面进行钻机平移的方法与流程

1.本发明涉及石油钻机平移技术领域，特别涉及一种在混凝土地面进行钻机平移的方法。

背景技术：

2.在石油钻井施工中，根据根据油气显示及电测结果，有时需要在原施工井位平移若干米进行新井施工；一般在这种没有提前施工设计的丛式井，钻机底座直接坐落在混凝土地面，对于小型钻机一般采用拖拉机拖拽方式的方法来拉动使其平移，对于70型及以上钻机，一般要甩钻具放井架后再进行拖拽。但是这种方式存在施工周期长、安全系数低、过程不稳定等诸多缺点。

3.中国专利号为202210237731.2，专利名称为《一种石油钻机平移装置》，包括轨道底座和设在轨道底座上的运行轨道，所述的运行轨道上至少卡设有两个滑动底座，位于运行轨道两端的所述的滑动底座上设置有拉扯装置和止动装置，所述的运行轨道包括直行轨道和转弯轨道，其结构简单，易于操作。该专利技术可以适用于小型的钻机，但是不适用于70型以上的钻机，由于70型及以上钻机重量高达600多吨以上，常规结构不能满足平移的需要。

技术实现要素：

4.本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种在混凝土地面进行钻机平移的方法，平移前不需要甩钻机、甩顶驱等操作，实现钻机主体整体平移，同时具有平移时间短、劳动强度低、过程平稳安全、低成本投入优点。

5.本发明提到的一种在混凝土地面进行钻机平移的方法，其技术方案是：包括以下过程：首先,新井混凝土的预制；然后再进行平移导轨（3）的改造、铺设及与地锚螺栓（6）的连接紧固；将平移导轨（3）前端与原基础结合面加固；再安装前基座（11）及底座连接耳板（10）；然后,对钻机整体重量、摩擦力及新制混凝土强度的计算；安装液压爬行机构、辅助平移机构；降低底座与混凝土间摩擦系数；其中,所述液压爬行机构包括主液压缸（1）、爬行棘爪（2），主液压缸（1）的一端连接液压爬行机构，另一端连接前基座（11）；所述导轨机构包括两组平移导轨（3）及导轨拉筋（14）两组平移导轨（3）之间通过导轨拉筋（14）连接为整体结构，每组平移导轨（3）设有两个平行设置的平移导轨（3），并通过中间连接杆（3.1）连接，在外侧的平移导轨（3）的上表面均匀的开有长方形孔洞（3.2），并安装液压爬行机构，在内侧的平移导轨（3）上安装辅助平移机构，所述辅助平移机构包括辅助液压缸（15）、钢丝绳（17）及猫头桩（16），在内侧的平移导轨（3）后端内侧后端焊接有猫头桩（16），所述猫头桩（16）通过钢丝绳（17）连接到辅助平移机构；钻机平移时，外侧的主液压缸（1）推动爬行棘爪（2）卡住平移导轨（3）上的长方形孔洞（3.2），然后通过收缩主液压缸（1），同时内侧的辅助液缸（15）收缩，在主液压缸（1）和辅助液缸（15）同时收缩的作用下，拉动前基座（11）带动钻机底座（9）和钻机整体平移。

6.优选的，上述新井混凝土（4）的预制，包括地锚螺栓（6）的预埋，混凝土（4）的预制包括网状结构钢筋的搭建及混凝土（4）的浇筑；地锚螺栓（6）的预埋包括：地锚螺栓（6）下部连接到地锚钢板（5），地锚螺栓（6）均匀的安放在基础坑中，且地锚螺栓（6）的上部螺纹部分高于混凝土面一定距离，浇筑时保持地锚螺栓（6）位置不移动，待混凝土凝固后，用于连接固定平移导轨（3）。

7.优选的，上述平移导轨（3）的改造是根据地锚螺栓（6）的位置切割开孔，开孔尺寸略大于地锚螺栓（6）的尺寸；所述平移导轨（3）的铺设要实现平移导轨（3）的上端面与原基础面高度一致，方向与钻机底座一致；两侧的平移导轨（3）铺设完毕后，安装导轨拉筋（14），使两侧的平移导轨（3）称为一个整体；所述平移导轨（3）与地锚螺栓（6）紧固，并使用背帽上紧，确保平移导轨（3）与新井混凝土牢固连接为一个整体。

8.优选的，上述平移导轨（3）的前端与原钻机基础结合面的加固结构，包括支撑柱（13）、支撑钢板（8）；所述支撑钢板（8）侧立安装在平移导轨（3）的前端与原钻机基础之间；通过支撑钢板（8）及支撑柱（13）是为了增加平移导轨（3）的前端与原钻机基础面的接触面积。

9.优选的，上述前基座（11）的安装是指将前基座（11）的一端与钻机的底座连接耳板（10）连接，将前基座（11）的另一端与液压爬行机构的液压缸连接耳板（12）的连接；使用前基座（11）用于将平移导轨（3）压在下面，防止平移过程中平移导轨（3）出现上翘。

10.优选的，上述对钻机整体重量、摩擦力及新制混凝土强度的计算包括如下：钻机整体重量包括井架、底座及附件，包括绞车、转盘、天车、游车、顶驱设备，包括整口井钻具；摩擦力是指钻机底座与混凝土间的摩擦力；所述新制混凝土强度是指混凝土的重量及用于固定导轨的地锚螺栓的抗剪强度。

11.优选的，上述液压爬行机构和辅助平移机构，在平移的过程中以液压爬行机构为提供拉力主要机构，其额定拉力值大于钻机底座与地面的摩擦力，在平移前，主液压缸（1）推动爬行棘爪（2）向后运动，当爬行棘爪（2）卡在平移导轨（3）上端面的长方形孔洞（3.2）时，收缩主液压缸（1）提供拉力；所述辅助平移机构，辅助液压缸（15）的额定拉力可适当小于主液压缸（1）额定拉力，根据所提供的拉力选择合适钢丝绳（17），钢丝绳（17）双股缠绕于猫头桩（16）。

12.优选的，上述降低底座与混凝土间摩擦系数，是在平移操作之前，在钻机底座（9）与混凝土面结合处四周涂洒润滑油，使润滑油通过扩散作用，深入钻机底座（9）底面与混凝土的缝隙，使之形成油膜，从而实现降低摩擦系数的目的。

13.与现有技术相比，本发明的有益效果具体如下：本发明通过在预制新井的混凝土时预埋地锚螺栓，将平移导轨牢固的安装在钻机基础前方，在导轨前端安装加固钢板，在底座前加装前基座，避免了钻机平移过程中，导轨的窜动和上翘；安装液压爬行机构，在平移前，主液压缸推动爬行棘爪向后运动，当爬行棘爪卡在平移导轨上端面的长方形孔洞时，收缩主液压缸提供拉力，带动前基座拉着钻机整体平移，另外，通过安装辅助液缸，为平移提供了额外的拉力；通过使用润滑油，降低钻机与混凝土的摩擦力；从而实现大型钻机在不甩钻具、不放井架的情况下安全、高效、平稳的整体平移，使得平移工期大幅缩短、劳动强度明显减低，具有极高的安全性和经济性。

附图说明

14.图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的新井混凝土和钻机底座的俯视方向示意图；图3是平移导轨的俯视方向示意图；图4是平移导轨上的长方形孔洞与爬行棘爪的配合示意图；图5是液压爬行机构与平移导轨的滑动配合的侧面示意图；上图中：主液压缸1、爬行棘爪2、平移导轨3、混凝土4、地锚钢板5、地锚螺栓6、螺帽7、支撑钢板8、钻机底座9、底座连接耳板10、前基座11、液压缸连接耳板12、支撑柱13、导轨拉筋14、辅助液压缸15、猫头桩16、钢丝绳17、钻机底座拉筋18、中间连接杆3.1、长方形孔洞3.2、挡板2.1。

具体实施方式

15.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

16.实施例1，参照图1-图5，本发明提到的一种在混凝土地面进行钻机平移的方法，包括以下过程：首先，新井混凝土的预制；然后再进行平移导轨3的改造、铺设及与地锚螺栓6的连接紧固；将平移导轨3前端与原基础结合面加固；再安装前基座11及底座连接耳板10；然后,对钻机整体重量、摩擦力及新制混凝土强度的计算；安装液压爬行机构、辅助平移机构；降低底座与混凝土间摩擦系数；其中,所述液压爬行机构包括主液压缸1、爬行棘爪2，主液压缸1的一端连接液压爬行机构，另一端连接前基座11；所述导轨机构包括两组平移导轨3及导轨拉筋14两组平移导轨3之间通过导轨拉筋14连接为整体结构，每组平移导轨3设有两个平行设置的平移导轨3，并通过中间连接杆3.1连接，在外侧的平移导轨3的上表面均匀的开有长方形孔洞3.2，并安装液压爬行机构，在内侧的平移导轨3上安装辅助平移机构，所述辅助平移机构包括辅助液压缸15、钢丝绳17及猫头桩16，在内侧的平移导轨3后端内侧后端焊接有猫头桩16，所述猫头桩16通过钢丝绳17连接到辅助平移机构；钻机平移时，外侧的主液压缸1推动爬行棘爪2卡住平移导轨3上的长方形孔洞3.2，然后通过收缩主液压缸1，同时内侧的辅助液缸15收缩，在主液压缸1和辅助液缸15同时收缩的作用下，拉动前基座11带动钻机底座9和钻机整体平移。

17.其中，爬行棘爪2的底部两侧分别设有挡板2.1，形成的凹槽用于与平移导轨3滑动配合，所述爬行棘爪的一侧为直角边，另一侧为斜边，用于与长方形孔洞3.2的配合。

18.其中，上述新井混凝土4的预制，包括地锚螺栓6的预埋，混凝土4的预制包括网状结构钢筋的搭建及混凝土4的浇筑；地锚螺栓6的预埋包括：地锚螺栓6下部连接到地锚钢板5，地锚螺栓6均匀的安放在基础坑中，且地锚螺栓6的上部螺纹部分高于混凝土面一定距离，浇筑时保持地锚螺栓6位置不移动，待混凝土凝固后，用于连接固定平移导轨3。

19.其中，上述平移导轨3的改造是根据地锚螺栓6的位置切割开孔，开孔尺寸略大于地锚螺栓6的尺寸；所述平移导轨3的铺设要实现平移导轨3的上端面与原基础面高度一致，方向与钻机底座一致；两侧的平移导轨3铺设完毕后，安装导轨拉筋14，使两侧的平移导轨3称为一个整体；所述平移导轨3与地锚螺栓6紧固，并使用背帽上紧，确保平移导轨3与新井

混凝土牢固连接为一个整体。

20.上述平移导轨3的前端与原钻机基础结合面的加固结构，包括支撑柱13、支撑钢板8；所述支撑钢板8侧立安装在平移导轨3的前端与原钻机基础之间；通过支撑钢板8及支撑柱13是为了增加平移导轨3的前端与原钻机基础面的接触面积。

21.上述前基座11的安装是指将前基座11的一端与钻机的底座连接耳板10连接，将前基座11的另一端与液压爬行机构的液压缸连接耳板12的连接；使用前基座11用于将平移导轨3压在下面，防止平移过程中平移导轨3出现上翘。

22.上述对钻机整体重量、摩擦力及新制混凝土强度的计算包括如下：钻机整体重量包括井架、底座及附件，包括绞车、转盘、天车、游车、顶驱设备，包括整口井钻具；摩擦力是指钻机底座与混凝土间的摩擦力；所述新制混凝土强度是指混凝土的重量及用于固定导轨的地锚螺栓的抗剪强度。

23.上述液压爬行机构和辅助平移机构，在平移的过程中以液压爬行机构为提供拉力主要机构，其额定拉力值大于钻机底座与地面的摩擦力，在平移前，主液压缸1推动爬行棘爪2向后运动，当爬行棘爪2卡在平移导轨3上端面的长方形孔洞3.2时，收缩主液压缸1提供拉力；所述辅助平移机构，辅助液压缸15的额定拉力可适当小于主液压缸1额定拉力，根据所提供的拉力选择合适钢丝绳17，钢丝绳17双股缠绕于猫头桩16。

24.上述降低底座与混凝土间摩擦系数，是在平移操作之前，在钻机底座9与混凝土面结合处四周涂洒润滑油，使润滑油通过扩散作用，深入钻机底座9底面与混凝土的缝隙，使之形成油膜，从而实现降低摩擦系数的目的。

25.本发明通过在预制新井的混凝土时预埋地锚螺栓，将平移导轨牢固的安装在钻机基础前方，在导轨前端安装加固钢板，在底座前加装前基座，避免了钻机平移过程中，导轨的窜动和上翘；安装液压爬行机构，在平移前，主液压缸推动爬行棘爪向后运动，当爬行棘爪卡在平移导轨上端面的长方形孔洞时，收缩主液压缸提供拉力，带动前基座拉着钻机整体平移，另外，通过安装辅助液缸，为平移提供了额外的拉力；通过使用润滑油，降低钻机与混凝土的摩擦力；从而实现大型钻机在不甩钻具、不放井架的情况下安全、高效、平稳的整体平移，使得平移工期大幅缩短、劳动强度明显减低，具有极高的安全性和经济性。

26.实施例2，本发明提到的一种在混凝土地面进行钻机平移的方法，具体包括如下：在某油田施工的xxx井，由于油气显示较好，需要再增补一口同台井施工，该井使用70型钻机，钻机底座9直接坐落于混凝土地面。

27.在混凝土地面进行钻机平移的方案，主要是将新井混凝土上安装平移导轨3和液压平移装置，与混凝土基础稳固连成一体。钻机底座9前端增设前基座11，将平移导轨3下压牢固，钻机整体移动过程中，确保平移导轨3和混凝土基础不发生位置变化。

28.新井混凝土的预制包括混凝土4的预制和地锚螺栓6的预埋，新井基础采用钢筋混凝土结构，深度1.5m，有效深度1.15m，两端长度8m，中间整体连接。新旧基础上平面相差345mm；基础内预埋36根m30*1.5m的地锚螺栓6，其中，2片导轨的两侧各预埋9根地锚螺栓6，螺栓上部丝扣部分高于混凝土100mm；新井基础侯凝10天。

29.根据地锚螺栓6的安装位置，在平移导轨3底部开口，将平移导轨3平铺在新井混凝土上，地锚螺栓6与平移导轨3采用螺帽7连接固定，将平移导轨3之间的导轨拉筋14安装连接，使平移导轨3与混凝土4形成一个整体。平移导轨3安装完毕后，平移导轨3平面与原基础

平面水平误差小于3mm，平移导轨3方向与钻机底座9的方向一致。

30.在平移导轨3的前端与原钻机基础结合面安装钢板加固结构，包括支撑柱13、支撑钢板8；支撑钢板(3000

×

500

×

20)侧立安装在平移导轨前端与原钻机基础；使用支撑钢板8及支撑柱13的作用在于增加平移导轨3的前端与原钻机基础面的接触面积，防止在平移过程中由于平移导轨3的前端不规则挤压力过大，造成原钻机混凝土的破坏，同时防止平移过程中平移导轨3的窜动。

31.在钻机底座9的前端安装3m前基座11，与底座前端用8个

?

130mm销轴连接。前基座前端焊接底座连接耳板10，用

?

160mm销轴与主液压缸1连接。整拖过程中，防止预制的平移导轨位置上移，或混凝土出现松动。

32.钻机主体含钻具668t，底座与地面的摩擦系数0.52，摩擦力：668*0.52=347.36t；混凝土基础密度按2.5g/cm3，有效深度1.15m，合计97.5m3，重量243.75t，综合考虑混凝土基础与土壤的摩擦力和相对阻力，完全可以承受液压缸的拉力；国标8.8级m30地锚螺栓6的抗剪值约为130kn。在c30混凝土中，m30的地锚螺栓6的抗拉力约为130kn，表现形式为混凝土破坏。用36根8.8级m30地锚螺栓6，抗剪能力和抗拉能力均为468t。

33.平移机构选用4个液压缸。其中，主液压缸2个，单只额定拉力130t；辅助液压缸2个，单只额定拉力98t。平移时，液压系统压力调整到16mpa，主液压缸130

×

2=260t，辅助液压缸98

×

2=196t，总拉力为456t，完全满足钻机整体平移的拉力需求。

34.钻机底座9下部提前3天渗透润滑油，对于无法渗透的部位利用高压油枪注入黄油。降低钻机底座9与地面的摩擦系数，以满足液压装置平移的载荷需求。

35.平移中，将主液压缸1安装在平移导轨3的外侧，液缸直径360mm，液压系统压力调整到16mpa。当钻机主体未发生位置移动后，液缸理论拉力260t，启动将辅助平移机构；将辅助平移机构安装在内侧的平移导轨3上，并通过钢丝绳连接到猫头桩16，辅助液压缸的直径320mm，系统压力调整范围0-16mpa，液缸最大理论拉力：96*2=192t。

36.钻机平移时，外侧的主液压缸1推动爬行棘爪2卡住平移导轨3上的长方形孔洞3.2，然后通过收缩主液压缸1，同时内侧的辅助液缸15收缩，在主液压缸1和辅助液缸15同时收缩的作用下，拉动前基座11带动钻机底座9和钻机整体平移，钻机整体平移过程安全、高效、平稳，共耗时1h，较甩钻具、放井架后平移节省工期10天以上。

37.以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的相应简单修改或等同变换，尽属于本发明要求保护的范围。技术特征：

1.一种在混凝土地面进行钻机平移的方法，其特征是：包括以下过程：首先，新井混凝土的预制；然后再进行平移导轨（3）的改造、铺设及与地锚螺栓（6）的连接紧固；将平移导轨（3）前端与原基础结合面加固；再安装前基座（11）及底座连接耳板（10）；然后,对钻机整体重量、摩擦力及新制混凝土强度的计算；安装液压爬行机构、辅助平移机构；降低底座与混凝土间摩擦系数；其中,所述液压爬行机构包括主液压缸（1）、爬行棘爪（2），主液压缸（1）的一端连接液压爬行机构，另一端连接前基座（11）；所述导轨机构包括两组平移导轨（3）及导轨拉筋（14）两组平移导轨（3）之间通过导轨拉筋（14）连接为整体结构，每组平移导轨（3）设有两个平行设置的平移导轨（3），并通过中间连接杆（3.1）连接，在外侧的平移导轨（3）的上表面均匀的开有长方形孔洞（3.2），并安装液压爬行机构，在内侧的平移导轨（3）上安装辅助平移机构，所述辅助平移机构包括辅助液压缸（15）、钢丝绳（17）及猫头桩（16），在内侧的平移导轨（3）后端内侧后端焊接有猫头桩（16），所述猫头桩（16）通过钢丝绳（17）连接到辅助平移机构；钻机平移时，外侧的主液压缸（1）推动爬行棘爪（2）卡住平移导轨（3）上的长方形孔洞（3.2），然后通过收缩主液压缸（1），同时内侧的辅助液缸（15）收缩，在主液压缸（1）和辅助液缸（15）同时收缩的作用下，拉动前基座（11）带动钻机底座（9）和钻机整体平移。2.根据权利要求1所述的在混凝土地面进行钻机平移的方法，其特征是：所述新井混凝土（4）的预制，包括地锚螺栓（6）的预埋，混凝土（4）的预制包括网状结构钢筋的搭建及混凝土（4）的浇筑；地锚螺栓（6）的预埋包括：地锚螺栓（6）下部连接到地锚钢板（5），地锚螺栓（6）均匀的安放在基础坑中，且地锚螺栓（6）的上部螺纹部分高于混凝土面一定距离，浇筑时保持地锚螺栓（6）位置不移动，待混凝土凝固后，用于连接固定平移导轨（3）。3.根据权利要求2所述的在混凝土地面进行钻机平移的方法，其特征是：所述平移导轨（3）的改造是根据地锚螺栓（6）的位置切割开孔，开孔尺寸略大于地锚螺栓（6）的尺寸；所述平移导轨（3）的铺设要实现平移导轨（3）的上端面与原基础面高度一致，方向与钻机底座一致；两侧的平移导轨（3）铺设完毕后，安装导轨拉筋（14），使两侧的平移导轨（3）称为一个整体；所述平移导轨（3）与地锚螺栓（6）紧固，并使用背帽上紧，确保平移导轨（3）与新井混凝土牢固连接为一个整体。4.根据权利要求3所述的在混凝土地面进行钻机平移的方法，其特征是：所述平移导轨（3）的前端与原钻机基础结合面的加固结构，包括支撑柱（13）、支撑钢板（8）；所述支撑钢板（8）侧立安装在平移导轨（3）的前端与原钻机基础之间；通过支撑钢板（8）及支撑柱（13）是为了增加平移导轨（3）的前端与原钻机基础面的接触面积。5.根据权利要求4所述的在混凝土地面进行钻机平移的方法，其特征是：所述前基座（11）的安装是指将前基座（11）的一端与钻机的底座连接耳板（10）连接，将前基座（11）的另一端与液压爬行机构的液压缸连接耳板（12）的连接；使用前基座（11）用于将平移导轨（3）压在下面，防止平移过程中平移导轨（3）出现上翘。6.根据权利要求5所述的在混凝土地面进行钻机平移的方法，其特征是：所述对钻机整体重量、摩擦力及新制混凝土强度的计算包括如下：钻机整体重量包括井架、底座及附件，包括绞车、转盘、天车、游车、顶驱设备，包括整口井钻具；摩擦力是指钻机底座与混凝土间的摩擦力；所述新制混凝土强度是指混凝土的重量及用于固定导轨的地锚螺栓的抗剪强度。

7.根据权利要求6所述的在混凝土地面进行钻机平移的方法，其特征是：所述液压爬行机构和辅助平移机构，在平移的过程中以液压爬行机构为提供拉力主要机构，其额定拉力值大于钻机底座与地面的摩擦力，在平移前，主液压缸（1）推动爬行棘爪（2）向后运动，当爬行棘爪（2）卡在平移导轨（3）上端面的长方形孔洞（3.2）时，收缩主液压缸（1）提供拉力；所述辅助平移机构，辅助液压缸（15）的额定拉力可适当小于主液压缸（1）额定拉力，根据所提供的拉力选择合适钢丝绳（17），钢丝绳（17）双股缠绕于猫头桩（16）。8.根据权利要求7所述的在混凝土地面进行钻机平移的方法，其特征是：所述降低底座与混凝土间摩擦系数，是在平移操作之前，在钻机底座（9）与混凝土面结合处四周涂洒润滑油，使润滑油通过扩散作用，深入钻机底座（9）底面与混凝土的缝隙，使之形成油膜，从而实现降低摩擦系数的目的。

技术总结

本发明涉及一种在混凝土地面进行钻机平移的方法。其技术方案是包括以下过程：首先,新井混凝土的预制；然后再进行平移导轨的改造、铺设及与地锚螺栓的连接紧固；将平移导轨前端与原基础结合面加固；再安装前基座及底座连接耳板；然后,对钻机整体重量、摩擦力及新制混凝土强度的计算；安装液压爬行机构、辅助平移机构。有益效果是：本发明在平移前主液压缸推动爬行棘爪向后运动，带动前基座拉着钻机整体平移，另外，通过安装辅助液缸，为平移提供了额外的拉力，从而实现大型钻机在不甩钻具、不放井架的情况下安全、高效、平稳的整体平移，使得平移工期大幅缩短、劳动强度明显减低，具有极高的安全性和经济性。的安全性和经济性。的安全性和经济性。

技术研发人员：杨东 于佰秋 房延冬 严佳佳 徐鸿伟 何利箭 陈晓鑫 曹江涛

受保护的技术使用者：中石化胜利石油工程有限公司西南分公司

技术研发日：2023.01.04

技术公布日：2023/5/16