[发明专利]桅杆装置及钻机

说明书

本发明公开了一种桅杆装置及钻机，其中桅杆装置包括桅杆组件，桅杆组件包括板焊桅杆及连接在板焊桅杆上方的桁架桅杆。在本申请提供的桅杆装置中，由于桅杆组件由桁架桅杆和板焊桅杆复合而成，本申请提供板焊桅杆保证桅杆装置整体直线度，减少不必要的截面变化，载荷传递具有连续性，通过桁架桅杆可承受一定的挠度，可承受桅杆装置工作时传递到桅杆上的弯矩和扭矩，且中间设置通孔，在高位时，可使气流通过，降低桅杆装置上部承受的风载，更利于整机的稳定性需求，本申请提供的桅杆装置的使用安全性提高。

技术领域

本发明涉及技术领域，特别涉及一种桅杆装置。本发明还涉及一种包括上述桅杆装置的钻机。

背景技术

桅杆装置是钻机的重要组成部分，是钻杆、动力头的安装支撑部件及其工作进尺的导向部件。例如在旋挖钻机的桅杆装置中，桅杆装置的设计必须满足能够实现钻杆钻进时的最大深度，最大孔径的要求，实现安全稳定钻进时最佳稳定角的需求。在钻孔过程受到动力头的扭矩作用，在提钻具和加压过程中会受到极限压力和拉力的作用。桅杆在工作时受弯矩、扭矩、拉力和压力的作用，所以在设计时要求质量、强度、刚度有严格的限制。

桅杆装置整体包括吊锚架01、上桅杆03、中桅杆05、下桅杆07等，现有大型钻机的上桅杆03、中桅杆05、下桅杆07均为板焊桅杆。其中吊锚架01通过第一连接组件02安装于上桅杆03上，上桅杆03通过第二连接组件04与中桅杆05连接，中桅杆05通过第三连接组件06与下桅杆07连接。

桅杆各部分组成桅杆节段，结构形式均为板焊桅杆结构，其重量会较大，尤其应用于大型或者超大型钻机中，桅杆的重量对整机的稳定性造成非常大的影响。因桅杆位于整机的前半部分，若桅杆重量偏大，则整机后半部分的配重重量势必要相应增加，从而使整机前、后部分的工作部件相对于回转中心受力平衡，来满足整机的静态稳定性。较大的桅杆重量及后配重的重量增加，当钻机处于工作状态时，对整机来讲是负载量的增大，则会内耗掉一部分功率，造成功率的不必要损失，造成钻机的耗油量高，使钻机的施工效率低下。

钻机在工作状态下，桅杆为竖直状态。在大型钻机中，通常桅杆的高度多达30米及以上，若桅杆的各节段桅杆均用板焊式结构，则桅杆的上半部分受到的风阻力会较大，板焊式结构吸收冲击和振动的能力弱，且板焊式结构的抗压抗扭能力低，导致桅杆装置的使用安全性降低。

因此，如何提高桅杆装置的使用安全性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种桅杆装置，该桅杆装置的使用安全性提高。本发明的另一目的是提供一种包括上述桅杆装置的钻机。

为实现上述目的，本发明提供一种桅杆装置，包括桅杆组件，所述桅杆组件包括板焊桅杆及连接在所述板焊桅杆上方的桁架桅杆。

优选地，所述桅杆组件由上至下包括依次连接的上桅杆、中桅杆和下桅杆，所述下桅杆为所述板焊桅杆，所述上桅杆和/或所述中桅杆为桁架桅杆。

优选地，所述板焊桅杆包括相邻侧壁固定连接形成筒形结构的第一焊板、与所述第一焊板上下两端固定连接的第二焊板及连接在第一焊板内壁的中间加强焊板，所述中间加强焊板与相连的两个第一焊板内壁均固定连接，所述第一焊板和所述第二焊板均为平板结构。

优选地，所述桁架桅杆包括竖向支撑杆及连接两个所述竖向支撑杆的横向支撑组件，所述桁架桅杆为焊接组件。

优选地，所述横向支撑组件沿所述竖向支撑杆由上至下呈多层布置。

优选地，所述横向支撑组件包括连接相邻两侧所述竖向支撑杆的加强支撑柱；

和/或所述横向支撑组件包括连接相邻两侧所述竖向支撑杆的加强支撑板。

优选地，当所述横向支撑组件包括连接相邻两侧所述竖向支撑杆的加强支撑柱及连接相邻两侧所述竖向支撑杆的加强支撑板时，所述加强支撑板的上下两侧均设有所述加强支撑柱。