一種水平拼接式天車梁的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水平拼接式天車梁，包括兩段全焊接半截梁，每段全焊接半截梁均包括中間單梁和左右梁，所述中間單梁包括平行設置的上翼緣板和下翼緣板,所述上翼緣板和下翼緣板通過腹板相連，所述左右梁包括兩塊平行設置的水平支撐板，所述中間單梁和左右梁的各板的形狀尺寸大致相匹配并且對齊后通過雙夾板和螺栓桿水平拼接在一起，所述兩段中間單梁的上翼緣板接觸壓緊，所述兩段中間單梁的腹板之間設有縫隙，所述兩段中間單梁的下翼緣板之間設有縫隙并采用承壓型螺栓連接，所述兩段中間單梁拼接后大致呈“工”字形。本發(fā)明的水平拼接式天車梁，充分滿足天車梁的受力需求，并具有剛性好、受力合理、結構輕、散件少和現場裝配簡單的特點。
【專利說明】一種水平拼接式天車梁

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種天車梁，尤其涉及一種水平拼接式天車梁。

【背景技術】
[0002]井架是石油鉆機的重要組成部分，主要起懸掛鉆井過程中所需要各種鉆機工具，設備，承受鉆井工作中各種載荷，配合鉆井鉆到目的層的作用。石油鉆機的提升系統主要是天車，它通過絞車和提升系統的游動系統一起用來完成起下鉆桿和下套管作業(yè)；通常由快繩輪，死繩輪，滑輪組，支撐座，擋繩架等組成。天車需要用到天車梁和天車起重架。其中，天車梁是由高強度梁組成支架用來支撐天車；天車起重架則為天車滑輪組，快繩導向輪，死繩導向輪等維修時起吊使用。
[0003]目前海洋鉆井井架一般有幾種:單塔型固定井架，單塔型鉆井船式井架，雙塔井架。對于常用的單塔井架，天車梁下面與井架主腿螺栓連接，天車梁上面支撐天車滑輪架。井架工作載荷通過天車提升系統，傳遞給天車梁，最后傳遞給井架。由上可見，天車梁的結構設計必須同時滿足如下條件:1、支撐導軌引起垂直載荷；2、包含工具絞車，載人絞車，大鉗平衡重起吊所需吊耳；3、包含非工作狀態(tài)頂驅懸掛所需吊耳；4、支撐滑輪起重架，天車防撞系統等。
[0004]為了滿足天車梁的上述受力要求，最好是采用全焊接結構梁，但是由于熱浸鋅池寬度和運輸等問題限制，無法采用整體全焊接結構梁，只能采用拼接組合，使得主要受力部位均為主梁或焊接結構梁。圖1為現有上下拼接式天車梁結構示意圖，該天車梁由上段梁I和下段梁2通過螺栓連接組成。下段梁2有兩個主梁和幾個橫撐，斜撐通過螺栓連接?？炖K輪5、死繩輪6通過支撐架4支撐在下段梁2天車梁上，滑輪組3直接坐在上段梁I上，如圖2所示。上段梁I為焊接結構梁，上段梁I壓在下段梁2的兩個主梁上，從而保證主要受力部位均為主梁或焊接結構梁。
[0005]現有水平拼接式天車梁雖然滿足天車主要部件的受力需求，但是具有如下缺點:1、整個滑輪系統重心高，剛性差；2、整個結構重量大，散件多，現場裝配難度大；3、上下兩段梁有高度差，滑輪周圍服務平臺布置困難；4、頂驅回收時，滑輪組出繩可能與上段焊接梁下翼緣板干涉，存在安全隱患。為避免干涉，需加大滑輪組軸，增加成本；4、設計復雜，多樣，難于參數標準化。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種水平拼接式天車梁，具有剛性好、受力合理、結構輕、散件少和現場裝配簡單的特點，且能充分滿足天車梁的受力需求。
[0007]本發(fā)明為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種水平拼接式天車梁，包括兩段全焊接半截梁，每段全焊接半截梁均包括中間單梁和左右梁，所述中間單梁包括平行設置的上翼緣板和下翼緣板，所述上翼緣板和下翼緣板通過腹板相連，所述左右梁包括兩塊平行設置的水平支撐板，所述中間單梁和左右梁的各板的形狀尺寸大致相匹配并且對齊后通過雙夾板和螺栓桿水平拼接在一起，所述兩段中間單梁的上翼緣板接觸壓緊，所述兩段中間單梁的腹板之間設有縫隙，所述兩段中間單梁的下翼緣板之間設有縫隙并采用承壓型螺栓連接，所述兩段中間單梁拼接后大致呈“工”字形。
[0008]上述的水平拼接式天車梁，其中，所述每段全焊接半截梁大致呈“E”形，每段全焊接半截梁均包括兩根平行設置的主梁，所述上翼緣板的一端和一根主梁中間焊接相連，另一端和腹板焊接相連，所述下翼緣板的一端和另一根主梁中間焊接相連，另一端和腹板焊接相連，所述上翼緣板、下翼緣板和腹板焊接固定后一起構成中間單梁，所述主梁的兩端分別焊接兩根平行設置的水平支撐板，所述兩根平行設置的水平支撐板之間通過橫撐、斜撐焊接固定后一起構成左右梁。
[0009]上述的水平拼接式天車梁，其中，所述兩段中間單梁的腹板內側靠近上翼緣板處分別焊接有定位座，所述兩個定位座通過螺栓桿相連。
[0010]上述的水平拼接式天車梁，其中，所述兩段中間單梁的下翼緣板連接處的螺栓開孔和該連接處的雙夾板上的螺栓開孔錯位I?3_。
[0011]上述的水平拼接式天車梁，其中，所述兩段左右梁的水平支撐板之間設有縫隙并采用摩擦型螺栓連接。
[0012]上述的水平拼接式天車梁，其中，所述縫隙的大小均為4?8mm。
[0013]上述的水平拼接式天車梁，其中，所述主梁的兩端設有吊耳。
[0014]本發(fā)明對比現有技術有如下的有益效果:本發(fā)明提供的水平拼接式天車梁，通過兩段式焊接天車梁中間斷開，中間單梁上翼緣板接觸壓實，腹板和下翼緣板留有間隙，下翼緣板通過雙夾板承壓型螺栓連接形式，充分滿足天車梁的受力需求；整個天車梁位于一個平面，從而具有剛性好、受力合理、結構輕、散件少和現場裝配簡單的特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為現有上下拼接式天車梁結構示意圖；
[0016]圖2為現有上下拼接式天車梁使用狀態(tài)示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明水平拼接式天車梁結構示意圖；
[0018]圖4為本發(fā)明水平拼接式天車梁使用狀態(tài)示意圖；
[0019]圖5為本發(fā)明天車梁的中間單梁拼接結構示意圖；
[0020]圖6為圖5中A處放大示意圖；
[0021]圖7為圖5中B處放大示意圖；
[0022]圖8為本發(fā)明天車梁的左右梁拼接結構示意圖。
[0023]圖中:
[0024]I上段梁2下段梁3滑輪組
[0025]4支撐架5快繩輪6死繩輪
[0026]7全焊接半截梁 8主梁9雙夾板
[0027]10吊耳11上翼緣板 12下翼緣板
[0028]13腹板14滑輪組支撐件15定位座
[0029]16水平支撐板17螺栓桿

【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0031]圖3為本發(fā)明水平拼接式天車梁結構示意圖。
[0032]請參見圖3，本發(fā)明提供的水平拼接式天車梁包括兩段全焊接半截梁7，每段全焊接半截梁7均包括中間單梁和左右梁，所述中間單梁包括平行設置的上翼緣板11和下翼緣板12，所述上翼緣板11和下翼緣板12通過腹板13相連，所述左右梁包括兩塊平行設置的水平支撐板16，所述中間單梁和左右梁的各板的形狀尺寸大致相匹配并且對齊后通過雙夾板9和螺栓桿17水平拼接在一起，所述兩段中間單梁的上翼緣板11接觸壓緊，所述兩段中間單梁的腹板之間設有縫隙，所述兩段中間單梁的下翼緣板12之間設有縫隙并采用承壓型螺栓連接，所述兩段中間單梁拼接后大致呈“工”字形。
[0033]本發(fā)明提供的水平拼接式天車梁，其中，所述每段全焊接半截梁大致呈“E”形，每段全焊接半截梁均包括兩根平行設置的主梁8，所述上翼緣板11的一端和一根主梁8中間焊接相連，另一端和腹板13焊接相連，所述下翼緣板12的一端和另一根主梁8中間焊接相連，另一端和腹板13焊接相連，所述上翼緣板11、下翼緣板12和腹板13焊接固定后一起構成中間單梁，所述主梁8的兩端分別焊接兩根平行設置的水平支撐板16，所述兩根平行設置的水平支撐板16之間通過橫撐、斜撐焊接固定后一起構成左右梁。
[0034]本發(fā)明提供的水平拼接式天車梁，焊接梁從中間斷開形成兩段式半截梁，中間單梁的上翼緣板11接觸壓實，下翼緣板12通過夾板承壓型螺栓連接形式；拼接后整個天車梁位于一個平面?？炖K輪5，死繩輪6和滑輪組3直接放在天車梁上面，周圍服務平臺可直接搭在天車梁上，所述主梁8的兩端可設置吊耳13，如圖4所示。
[0035]圖5為本發(fā)明天車梁的中間單梁拼接結構示意圖；圖6為圖5中A處放大示意圖；圖7為圖5中B處放大示意圖。
[0036]請繼續(xù)參見圖5和圖6，由于滑輪組3的鋼絲繩出繩方向向下，故此單梁設計中間斷開處承受最大彎矩，兩邊承受最大剪力。按結構受力分析，中間單梁受彎，上翼緣板11受壓，因為中間斷開單梁上翼緣板11和滑輪組支撐件14中間無法布置多排螺栓，因此設計時必須保證兩塊上翼緣板11完全接觸無間隙，雙夾板9構造性連接上翼緣板11。中間單梁的腹板內側靠近上翼緣板11處分別焊接有定位座15，所述兩個定位座15通過螺栓桿17預緊，保證天車預裝配時，在中間單梁未受載時，上翼緣板11壓實。
[0037]請繼續(xù)參見圖7，中間單梁下翼緣板12受拉，為減少下面連接螺栓數量，此處螺栓承壓型設計，與雙夾板9連接?？紤]天車滑輪工作時沖擊，下翼緣板12上螺栓開孔與該處的上下夾板錯位I?3mm，優(yōu)選2mm，保證最終螺栓裝配完后，螺栓桿17與孔壁無間隙。裝配時可通過油缸頂升下翼緣板12至與夾板孔對齊，然后插入螺栓桿17，之后油缸力卸去，中間單梁放平，此時螺栓桿17與孔壁均勻接觸。為保證上翼緣板11壓實，下翼緣板12和腹板13留間隙4?8mm,優(yōu)選6mm。腹板13與雙夾板9螺栓構造連接。
[0038]圖8為本發(fā)明天車梁的左右梁拼接結構示意圖。
[0039]請繼續(xù)參見圖8，本發(fā)明提供的水平拼接式天車梁，天車左梁或右梁的兩塊平行設置的水平支撐板16通過雙夾板9和摩擦型螺栓連接。為保證中間單梁上翼緣板11裝配時先接觸壓實，水平支撐也留間隙4?8mm,優(yōu)選為6mm。
[0040]綜上所述，本發(fā)明提供的水平拼接式天車梁，兩段全焊接半截梁從滑輪組下方斷開，上翼緣板11設計完全接觸抗壓，腹板13和下翼緣板12留有間隙，下翼緣板12通過雙夾板9和承壓型螺栓連接抗拉。下翼緣板12和雙夾板螺栓開孔布置錯位，裝配時油缸頂升穿螺栓，油缸力卸去，中間單梁放平時，螺栓組與孔壁均勻接觸。具體優(yōu)點如下:1、整個天車滑輪系統重心降低，天車梁為兩段焊接式，中間單梁螺栓連接，剛性好；2、天車梁受力合理，結構輕，散件少，現場裝配簡單；3、整個天車梁設計在一個平面，滑輪接近平臺布置簡單，維護方便；4、設計簡單，易于參數化，縮短設計周期，降低人力成本。
[0041]雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。
【權利要求】
1.一種水平拼接式天車梁，其特征在于，包括兩段全焊接半截梁(7)，每段全焊接半截梁(7)均包括中間單梁和左右梁，所述中間單梁包括平行設置的上翼緣板(11)和下翼緣板(12)，所述上翼緣板(11)和下翼緣板(12)通過腹板(13)相連，所述左右梁包括兩塊平行設置的水平支撐板(16)，所述中間單梁和左右梁的各板的形狀尺寸大致相匹配并且對齊后通過雙夾板(9)和螺栓桿(17)水平拼接在一起，所述兩段中間單梁的上翼緣板(11)接觸壓緊，所述兩段中間單梁的腹板之間設有縫隙，所述兩段中間單梁的下翼緣板(12)之間設有縫隙并采用承壓型螺栓連接，所述兩段中間單梁拼接后大致呈“工”字形。
2.如權利要求1所述的水平拼接式天車梁，其特征在于，所述每段全焊接半截梁大致呈“E”形，每段全焊接半截梁均包括兩根平行設置的主梁(8)，所述上翼緣板(11)的一端和一根主梁(8)中間焊接相連，另一端和腹板(13)焊接相連，所述下翼緣板(12)的一端和另一根主梁(8)中間焊接相連，另一端和腹板(13)焊接相連，所述上翼緣板(11)、下翼緣板(12)和腹板(13)焊接固定后一起構成中間單梁，所述主梁(8)的兩端分別焊接兩根平行設置的水平支撐板(16)，所述兩根平行設置的水平支撐板(16)之間通過橫撐、斜撐焊接固定后一起構成左右梁。
3.如權利要求1所述的水平拼接式天車梁，其特征在于，所述兩段中間單梁的腹板內側靠近上翼緣板(11)處分別焊接有定位座(15)，所述兩個定位座(15)通過螺栓桿(17)相連。
4.如權利要求1所述的水平拼接式天車梁，其特征在于，所述兩段中間單梁的下翼緣板(12)連接處的螺栓開孔和該連接處的雙夾板(9)上的螺栓開孔錯位I?3mm。
5.如權利要求1所述的水平拼接式天車梁，其特征在于，所述兩段左右梁的水平支撐板(16)之間設有縫隙并采用摩擦型螺栓連接。
6.如權利要求1或5所述的水平拼接式天車梁，其特征在于，所述縫隙的大小均為4?8mm ο
7.如權利要求2所述的水平拼接式天車梁，其特征在于，所述主梁(8)的兩端設有吊耳(13)。
【文檔編號】B66C7/00GK104373050SQ201410613842
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權日:2014年11月4日
【發(fā)明者】鮑勃·唐納利, 蔡盛保, 丁志軍 申請人:國民油井華高石油設備（上海）有限公司