增距式半主動天車升沉補(bǔ)償裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于海洋石油鉆井設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種增距式半主動天車升沉補(bǔ)
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)行深水鉆探作業(yè)時，浮式鉆井平臺/船在波浪的作用下，將產(chǎn)生周期性的升沉運動，帶動鉆柱上下往復(fù)運動，引起海底鉆壓的變化，甚至使鉆頭脫離井底，無法鉆進(jìn)，降低鉆頭和鉆桿的壽命，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失；在Β0Ρ等水下設(shè)備安裝作業(yè)中，浮式鉆井平臺/船的升沉運動造成無法精確定位，安裝困難。升沉補(bǔ)償裝置的作用就是對浮式鉆井平臺/船的升沉運動進(jìn)行補(bǔ)償，使得深水作業(yè)得以順利進(jìn)行。通過升沉補(bǔ)償裝置的作用可減少鉆頭與井底的相對運動，從而保證了鉆壓的穩(wěn)定，保證了在平臺/船進(jìn)行升沉運動時能夠持續(xù)鉆進(jìn)，提高鉆井效率。同時在進(jìn)行水下設(shè)備安裝作業(yè)過程中，能夠精確定位，快速安裝，提高作業(yè)效率。升沉補(bǔ)償裝置可有效擴(kuò)大鉆井平臺/船作業(yè)領(lǐng)域范圍，增強(qiáng)作業(yè)適應(yīng)性。
[0003]鉆柱升沉補(bǔ)償裝置包括伸縮鉆桿型補(bǔ)償、絞車/雙絞車型補(bǔ)償、游車型補(bǔ)償、天車型補(bǔ)償和死繩/活繩補(bǔ)償?shù)刃问?。其中游車型補(bǔ)償和天車型補(bǔ)償是應(yīng)用最廣泛的補(bǔ)償形式。游車型補(bǔ)償和天車型補(bǔ)償各有優(yōu)缺點，游車型補(bǔ)償一般應(yīng)用于中小噸位的鉆井系統(tǒng)，天車補(bǔ)償一般應(yīng)用于大噸位的鉆井系統(tǒng)。
[0004]目前應(yīng)用的游車型和天車型補(bǔ)償均為液壓式升沉補(bǔ)償系統(tǒng)，運用液缸活塞桿與缸筒的相對位移補(bǔ)償平臺/船的升沉運動。按照其動力提供方式可分為主動式、被動式和半主動式三種形式。主動式補(bǔ)償系統(tǒng)具有補(bǔ)償精度高、補(bǔ)償速度快的優(yōu)點，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能量消耗過大，成本高昂。被動式補(bǔ)償系統(tǒng)基本不消耗額外能量，且結(jié)構(gòu)簡單，但補(bǔ)償效果差，具有滯后現(xiàn)象。半主動式補(bǔ)償系統(tǒng)結(jié)合二者的優(yōu)點，補(bǔ)償精度高，相對能耗低，是當(dāng)前鉆柱補(bǔ)償系統(tǒng)主流設(shè)計形式。
[0005]目前天車補(bǔ)償裝置油缸補(bǔ)償行程長，補(bǔ)償速度快，油缸的穩(wěn)定性和密封件壽命均較低，占用井架空間大。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的是提供一種增距式半主動天車升沉補(bǔ)償裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在結(jié)構(gòu)龐大，占用井架空間大，油缸穩(wěn)定性差的問題。
[0007]本實用新型所采用的技術(shù)方案是，一種增距式半主動天車升沉補(bǔ)償裝置，包括在天車梁上安裝有一個浮動天車導(dǎo)軌和兩個增距滑輪導(dǎo)軌，浮動天車導(dǎo)軌位于兩個增距滑輪導(dǎo)軌之間，在天車梁兩側(cè)分別鉸接有一個導(dǎo)向輪總成，在天車梁中還固定安裝有被動缸和主動缸的缸筒；
[0008]每個增距滑輪導(dǎo)軌中安裝有一個增距滑輪總成，增距滑輪總成的安裝座向下與動缸和主動缸的活塞桿鉸接，增距滑輪總成的安裝座兩端分別與增距滑輪導(dǎo)軌配合套接；
[0009]浮動天車導(dǎo)軌中安裝有一個浮動天車總成，浮動天車總成的前后面分別設(shè)置有一對側(cè)置滑輪，并且在每個側(cè)置滑輪上同軸安裝有連桿一，連桿一另一端與連桿二鉸接，鉸接軸上安裝有滑輪二，連桿二另一端與導(dǎo)向輪總成的導(dǎo)向輪軸鉸接；連桿一、滑輪二、連桿二一起稱為搖桿擺臂機(jī)構(gòu)，即搖桿擺臂機(jī)構(gòu)下端與導(dǎo)向輪總成鉸接，上端與浮動天車總成上側(cè)置滑輪軸鉸接。
[0010]本實用新型的增距式半主動天車升沉補(bǔ)償裝置，其特征還在于:
[0011]每個增距滑輪總成的增距滑輪中纏繞有一個增距鋼絲繩，每個增距鋼絲繩的一端固定在天車梁的耳座上，另一端固定在浮動天車總成的耳座上。
[0012]浮動天車總成的一對側(cè)置滑輪與游車的滑輪組之間纏繞有鉆井鋼絲繩，鉆井鋼絲繩從絞車引出，通過快繩端搖桿滑塊機(jī)構(gòu)，繞過浮動天車總成的側(cè)置滑輪與游車的滑輪后，到死繩端的側(cè)置滑輪及搖桿滑塊結(jié)構(gòu)，最后與死繩固定器連接。
[0013]本實用新型的有益效果是，補(bǔ)償行程和速度不變的情況下，油缸行程和速度減半，大大提高油缸的穩(wěn)定性和密封件壽命，縮短整體高度，結(jié)構(gòu)緊湊，占用井架空間少，不需要額外增加井架高度，有效解決目前天車補(bǔ)償存在的問題。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型升沉補(bǔ)償裝置本體的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本實用新型升沉補(bǔ)償裝置本體的左視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中，1.增距滑輪總成，2.增距滑輪導(dǎo)軌，3.浮動天車導(dǎo)軌，4.浮動天車總成，
5.增距鋼絲繩，6.被動缸，7.主動缸，8.搖桿擺臂機(jī)構(gòu)，9.導(dǎo)向輪總成，10.天車梁，11.鉆井鋼絲繩，12.游車。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0018]參照圖1、圖2，本實用新型的結(jié)構(gòu)是，包括在天車梁10上安裝有一個浮動天車導(dǎo)軌3和兩個增距滑輪導(dǎo)軌2，浮動天車導(dǎo)軌3位于兩個增距滑輪導(dǎo)軌2之間，在天車梁10兩側(cè)分別鉸接有一個導(dǎo)向輪總成9，在天車梁10中還固定安裝有被動缸6和主動缸7的缸筒；
[0019]每個增距滑輪導(dǎo)軌2中安裝有一個增距滑輪總成1，增距滑輪總成1的安裝座向下與動缸6和主動缸7的活塞桿鉸接，增距滑輪總成1的安裝座兩端分別通過一個滾輪機(jī)構(gòu)一與增距滑輪導(dǎo)軌2配合套接，可沿著增距滑輪導(dǎo)軌2上下運動；
[0020]浮動天車導(dǎo)軌3中安裝有一個浮動天車總成4，浮動天車總成4的前后面分別設(shè)置有對角的一對側(cè)置滑輪，并且在每個側(cè)置滑輪上同軸安裝有連桿一，連桿一另一端與連桿二鉸接，鉸接軸上安裝有滑輪二，連桿二另一端與導(dǎo)向輪總成9的導(dǎo)向輪軸鉸接；連桿一、滑輪二、連桿二一起稱為搖桿擺臂機(jī)構(gòu)8，即搖桿擺臂機(jī)構(gòu)8下端與導(dǎo)向輪總成9鉸接，上端與浮動天車總成4上側(cè)置滑輪軸鉸接；兩邊的搖桿擺臂機(jī)構(gòu)8用于纏繞鉆井鋼絲繩；
[0021 ] 每個增距滑輪總成1的增距滑輪中纏繞有一個增距鋼絲繩5，每個增距鋼絲繩5的一端固定在天車梁10的耳座上，另一端固定在浮動天車總成4的耳座上；
[0022]浮動天車總成4的一對側(cè)置滑輪與游車12的滑輪組之間纏繞有鉆井鋼絲繩11，鉆井鋼絲繩11從絞車引出，通過快繩端搖桿滑塊機(jī)構(gòu)8，繞過浮動天車總成4的側(cè)置滑輪與游車12的滑輪后，到死繩端的側(cè)置滑輪及搖桿滑塊結(jié)構(gòu)8，最后與死繩固定器連接。
[0023]浮動天車總成4通過兩端的滾輪導(dǎo)向機(jī)構(gòu)沿著浮動天車導(dǎo)軌3上下運動，當(dāng)被動缸6和主動缸7活塞桿相對于缸筒位移為lm時，由于增距滑輪總成1的動滑輪效應(yīng)，連接在增距鋼絲繩5另一端的浮動天車總成4的位移為2m，被動缸6和主動缸7的行程及負(fù)荷通過增距滑輪總成1和增距鋼絲繩5傳遞給浮動天車總成4及游車12，從而實現(xiàn)補(bǔ)償行程的增距，即鉆柱的行程為補(bǔ)償缸行程的兩倍。
[0024]參照圖1、圖2，本實用新型的工作過程是:
[0025]當(dāng)平臺/船鉆井系統(tǒng)隨著波浪上升時，帶動天車梁10及其上安裝的增距滑輪導(dǎo)軌
2、浮動天車導(dǎo)軌3、導(dǎo)向輪總成9及被動缸6和主動缸7的缸筒向上運動，被動缸6和主動缸7的活塞桿相對于缸筒向下運動，即液缸收縮。亦帶動增距鋼絲繩5在其上的安裝點向上運動，增距滑輪總成1亦在增距鋼絲繩5、被動缸6和主動缸7的作用下向上運動。浮動天車總成4相對于浮動天車導(dǎo)軌3向下運動。浮動天車總成4和游車12相對井底保持位置不變，保持浮動天車總成4與游車10之間的鉆井鋼絲繩11的長度不變，即鋼絲繩張力不變；
[0026]相反，當(dāng)平臺/船鉆井系統(tǒng)隨著波浪下降時，被動缸6和主動缸7的活塞桿相對于缸筒向上運動時，即液缸伸長，拉動浮動天車總成4沿浮動天車導(dǎo)軌3向上運動，同樣保持浮動天車總成4同游車12之間的鉆井鋼絲繩11張力不變，使得井底鉆壓不變，達(dá)到補(bǔ)償目的。
[0027]由于增距滑輪總成1的動滑輪效應(yīng)，浮動天車總成4的行程和速度為液缸活塞桿行程和速度的兩倍，即液缸行程和速度為鉆柱補(bǔ)償行程和速度的一半，載荷為補(bǔ)償載荷的兩倍。增距式補(bǔ)償裝置的設(shè)計大大降低了天車補(bǔ)償裝置的整體高度，且下端油缸超出天車梁10部分可置于井架防碰空間內(nèi)，不需要特制或加高井架，增加了整體穩(wěn)定性。
[0028]本實用新型的裝置，油缸行程和速度均為補(bǔ)償行程和速度的一半，大大減少油缸長度，增加穩(wěn)定性；同時減少油缸速度，延長油缸密封件的使用壽命，解決了當(dāng)前常規(guī)天車補(bǔ)償裝置存在的弊端，也大大提高了鉆井效率。
【主權(quán)項】
1.一種增距式半主動天車升沉補(bǔ)償裝置，其特征在于:包括在天車梁(10)上安裝有一個浮動天車導(dǎo)軌(3)和兩個增距滑輪導(dǎo)軌(2)，浮動天車導(dǎo)軌(3)位于兩個增距滑輪導(dǎo)軌(2)之間，在天車梁(10)兩側(cè)分別鉸接有一個導(dǎo)向輪總成(9)，在天車梁(10)中還安裝有被動缸(6)和主動缸(7)的缸筒；每個增距滑輪導(dǎo)軌(2)中安裝有一個增距滑輪總成(1)，增距滑輪總成(1)的安裝座向下與動缸(6)和主動缸(7)的活塞桿鉸接，增距滑輪總成(1)的安裝座兩端分別與增距滑輪導(dǎo)軌(2)配合套接； 浮動天車導(dǎo)軌(3)中安裝有一個浮動天車總成(4)，浮動天車總成(4)的前后面分別設(shè)置有一對側(cè)置滑輪，并且在每個側(cè)置滑輪上同軸安裝有連桿一，連桿一另一端與連桿二鉸接，鉸接軸上安裝有滑輪二，連桿二另一端與導(dǎo)向輪總成(9)的導(dǎo)向輪軸鉸接；連桿一、滑輪二、連桿二一起稱為搖桿擺臂機(jī)構(gòu)(8)，即搖桿擺臂機(jī)構(gòu)(8)下端與導(dǎo)向輪總成(9)鉸接，上端與浮動天車總成(4)上側(cè)置滑輪軸鉸接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增距式半主動天車升沉補(bǔ)償裝置，其特征在于:所述的每個增距滑輪總成(1)的增距滑輪中纏繞有一個增距鋼絲繩(5)，每個增距鋼絲繩(5)的一端固定在天車梁(10)的耳座上，另一端固定在浮動天車總成(4)的耳座上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增距式半主動天車升沉補(bǔ)償裝置，其特征在于:所述的浮動天車總成⑷的一對側(cè)置滑輪與游車(12)的滑輪組之間纏繞有鉆井鋼絲繩(11)，鉆井鋼絲繩(11)從絞車引出，通過快繩端搖桿滑塊機(jī)構(gòu)(8)，繞過浮動天車總成(4)的側(cè)置滑輪與游車(12)的滑輪后，到死繩端的側(cè)置滑輪及搖桿滑塊結(jié)構(gòu)(8)，最后與死繩固定器連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種增距式半主動天車升沉補(bǔ)償裝置，在天車梁上安裝有一個浮動天車導(dǎo)軌和兩個增距滑輪導(dǎo)軌，在天車梁兩側(cè)分別鉸接有一個導(dǎo)向輪總成，在天車梁中還安裝有被動缸和主動缸的缸筒；每個增距滑輪導(dǎo)軌中安裝有一個增距滑輪總成，增距滑輪總成的安裝座向下與動缸和主動缸的活塞桿鉸接，增距滑輪總成的安裝座兩端分別與增距滑輪導(dǎo)軌配合套接；浮動天車導(dǎo)軌中安裝有一個浮動天車總成，浮動天車總成的前后面分別設(shè)置有一對側(cè)置滑輪，并且在每個側(cè)置滑輪上同軸安裝有連桿一，連桿一另一端與連桿二鉸接，鉸接軸上安裝有滑輪二，連桿二另一端與導(dǎo)向輪總成的導(dǎo)向輪軸鉸接。本實用新型的裝置，減少油缸速度，提高了補(bǔ)償效率。
【IPC分類】E21B19/09
【公開號】CN205089241
【申請?zhí)枴緾N201520830129
【發(fā)明人】牟新明, 楊虎, 馮燁, 鄭萬里, 南樹歧
【申請人】寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年10月23日