CN109025854A - 一种用于海洋平台钻井的机械驱动式天车升沉补偿装置导向轮的安装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于海洋平台钻井的机械驱动式天车升沉补偿装置导向轮的安装结构，位移补偿机构I包括连杆（14）、导向轮（15）和液压补偿油缸（16），液压补偿油缸（16）的缸筒铰接于机架（2）顶部，液压补偿油缸（16）的活塞杆的作用端上铰接有导向轮（15），且铰接点位于导向轮（15）的中部，连杆（14）的一端铰接于导向轮（15）的中部，连杆（14）的另一端铰接于中心槽轮（8）的中部，所述液压补偿油缸（16）的缸筒铰接于机架（2）上，所述钢丝绳（12）的尾端固定在耳环螺钉（4）上。本发明的有益效果是：结构简单、可靠性好、补偿效率高、补偿响应灵敏、承载载荷大。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于海洋平台钻井的机械驱动式天车升沉补偿装置导向轮的安装结构。
背景技术
钻柱升沉补偿装置是保障海上钻井船或半潜式钻井平台作业的安全进行以及提高工作效率和质量必不可少的重要设备之一。深海钻井所采用的半潜式钻井平台和钻井浮船在波浪的作用下将产生周期性的升沉运动，并使钻柱上下往复运动，引起井底钻压的变化，甚至使钻头脱离井底，影响钻进的效率，降低钻头和钻杆寿命，产生操作的安全隐患，甚至导致无法钻进和被迫停工，造成了巨大的经济损失。因此，为了减少停工期，降低钻井成本，浮式钻井平台必须对钻柱升沉运动采取适当的补偿措施，以确保用于悬挂隔水管的大钩在海水中的液位不变，进一步确保钻杆及钻头的位置不变。
液压式升沉补偿***在海洋浮式钻井平台上应用最为普遍，形式比较多，按照其动力提供方式可以分为三种形式：主动式、被动式和半主动式。主动式升沉补偿***具有较好的补偿效果和较强的适应性，但由于钻柱质量大，上下往复运动频繁，因此补偿过程中会消耗大量的能量。被动式升沉补偿***由于在补偿过程中基本不需要***额外提供能量，而且***简单，得到了较为广泛的应用。但由于对超低频、宽带随机振动的海浪、海流、海潮的影响难以有效抑制，补偿精度不高，所以被动式补偿***补偿效果不理想，并且存在着一定的滞后现象。现有的升沉补偿装置的导向轮是铰接在连杆上的，机械运动复杂，补偿效率高、补偿响应速度慢。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构简单、可靠性好、补偿效率高、补偿响应灵敏、承载载荷大的用于海洋平台钻井的机械驱动式天车升沉补偿装置导向轮的安装结构。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种用于海洋平台钻井的机械驱动式天车升沉补偿装置导向轮的安装结构，它包括浮式钻井平台、设置于浮式钻井平台顶部的机架以及设置于机架顶部的钻井井架，所述浮式钻井平台顶部设置耳环螺钉和钻井绞车，耳环螺钉和钻井绞车分别位于机架的左右侧，所述钻井井架内设置有竖向设置的导向槽，所述导向槽内滑动安装有浮动天车，浮动天车内旋转安装有其柱面上开设有多道线槽的中心槽轮，该升沉补偿装置还包括大钩、拉杆、钢丝绳、分别设置于机架左右侧的位移补偿机构I和右位移补偿机构II，所述位移补偿机构I和右位移补偿机构II左右对称设置，所述位移补偿机构I包括连杆、导向轮和液压补偿油缸，液压补偿油缸的缸筒铰接于机架顶部，液压补偿油缸的活塞杆的作用端上铰接有导向轮，且铰接点位于导向轮的中部，所述连杆的一端铰接于导向轮的中部，连杆的另一端铰接于中心槽轮的中部，所述液压补偿油缸的缸筒铰接于机架上，所述钢丝绳的尾端固定在耳环螺钉上，钢丝绳的首端绕过位移补偿机构I的导向轮后多圈盘绕于中心槽轮上，随后钢丝绳的首端绕过位移补偿机构II的导向轮后固定于钻井绞车上，所述拉杆的一端固定于浮动天车上，另一端固定有大钩。
所述钻井绞车包括电机C、收卷滚筒C和减速器，所述电机C和减速器均设置于浮式钻井平台顶部，电机C的输出轴与减速器的输入轴经联轴器连接，减速器的输出轴经联轴器连接有收卷滚筒C。
所述浮式钻井平台上开设有通槽，所述拉杆穿过通槽设置。
本发明具有以下优点：本发明结构简单、可靠性好、补偿效率高、补偿响应灵敏、承载载荷大。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
如图1所示，一种用于海洋平台钻井的机械驱动式天车升沉补偿装置导向轮的安装结构，它包括浮式钻井平台1、设置于浮式钻井平台1顶部的机架2以及设置于机架2顶部的钻井井架3，所述浮式钻井平台1顶部设置耳环螺钉4和钻井绞车，耳环螺钉4和钻井绞车分别位于机架2的左右侧，所述钻井井架3内设置有竖向设置的导向槽，所述导向槽内滑动安装有浮动天车7，浮动天车7内旋转安装有其柱面上开设有多道线槽的中心槽轮8，该升沉补偿装置还包括大钩9、拉杆11、钢丝绳12、分别设置于机架2左右侧的位移补偿机构I和右位移补偿机构II，所述位移补偿机构I和右位移补偿机构II左右对称设置，所述位移补偿机构I包括连杆14、导向轮15和液压补偿油缸16，液压补偿油缸16的缸筒铰接于机架2顶部，液压补偿油缸16的活塞杆的作用端上铰接有导向轮15，且铰接点位于导向轮15的中部，所述连杆14的一端铰接于导向轮15的中部，连杆14的另一端铰接于中心槽轮8的中部，所述液压补偿油缸16的缸筒铰接于机架2上，所述钢丝绳12的尾端固定在耳环螺钉4上，钢丝绳12的首端绕过位移补偿机构I的导向轮15后多圈盘绕于中心槽轮8上，随后钢丝绳12的首端绕过位移补偿机构II的导向轮15后固定于钻井绞车上，所述拉杆11的一端固定于浮动天车7上，另一端固定有大钩9。
所述钻井绞车包括电机C26、收卷滚筒C27和减速器，所述电机C26和减速器均设置于浮式钻井平台1顶部，电机C26的输出轴与减速器的输入轴经联轴器连接，减速器的输出轴经联轴器连接有收卷滚筒C27。所述浮式钻井平台1上开设有通槽，所述拉杆11穿过通槽设置。
本发明的工作过程如下：
当浮式钻井平台1随波浪上升时，会导致大钩9载荷增加，经拉杆11推动浮动天车7相对钻井井架3沿导向槽向上运动，两个连杆14的一端随着浮动天车7向上运动，连杆14绕着铰接点向上旋转，工人向液压补偿油缸16的有杆腔中通入液压油，活塞杆缩回，活塞杆带动连杆14向下运动，进一步的带动浮动天车7沿着导向槽向下运动，从而确保了浮动天车7的快速复位，从而补偿了大钩和钻柱由于浮式钻井平台1上升产生的位移，以确保隔水管在垂直方向的位移始终不变；
当浮式钻井平台1随波浪下降时，会导致大钩9载荷减小，浮动天车7相对钻井井架3沿导向槽向下运动，两个连杆14的一端随着浮动天车7向下运动，工人向液压补偿油缸16的无杆腔中通入液压油，活塞杆伸出，活塞杆带动连杆14向上运动，进一步使浮动天车7沿着导向槽向上运动，从而确保了浮动天车7的快速复位，从而补偿了大钩和钻柱由于浮式钻井平台1下降产生的位移，以确保隔水管在垂直方向的位移始终不变。因此该安装结构具有补偿效率高和***响应速度快的特点，无需外部的其他液压元件参与，具有响应灵敏的特点，确保了钻头的顺利钻进。
Claims (3)
1.一种用于海洋平台钻井的机械驱动式天车升沉补偿装置导向轮的安装结构，它包括浮式钻井平台（1）、设置于浮式钻井平台（1）顶部的机架（2）以及设置于机架（2）顶部的钻井井架（3），所述浮式钻井平台（1）顶部设置耳环螺钉（4）和钻井绞车，耳环螺钉（4）和钻井绞车分别位于机架（2）的左右侧，所述钻井井架（3）内设置有竖向设置的导向槽，所述导向槽内滑动安装有浮动天车（7），浮动天车（7）内旋转安装有其柱面上开设有多道线槽的中心槽轮（8），该升沉补偿装置还包括大钩（9）、拉杆（11）、钢丝绳（12）、分别设置于机架（2）左右侧的位移补偿机构I和右位移补偿机构II，所述位移补偿机构I和右位移补偿机构II左右对称设置，其特征在于：所述位移补偿机构I包括连杆（14）、导向轮（15）和液压补偿油缸（16），液压补偿油缸（16）的缸筒铰接于机架（2）顶部，液压补偿油缸（16）的活塞杆的作用端上铰接有导向轮（15），且铰接点位于导向轮（15）的中部，所述连杆（14）的一端铰接于导向轮（15）的中部，连杆（14）的另一端铰接于中心槽轮（8）的中部，所述液压补偿油缸（16）的缸筒铰接于机架（2）上，所述钢丝绳（12）的尾端固定在耳环螺钉（4）上，钢丝绳（12）的首端绕过位移补偿机构I的导向轮（15）后多圈盘绕于中心槽轮（8）上，随后钢丝绳（12）的首端绕过位移补偿机构II的导向轮（15）后固定于钻井绞车上，所述拉杆（11）的一端固定于浮动天车（7）上，另一端固定有大钩（9）。
2.根据权利要求1所述的一种用于海洋平台钻井的机械驱动式天车升沉补偿装置导向轮的安装结构，其特征在于：所述钻井绞车包括电机C（26）、收卷滚筒C（27）和减速器，所述电机C（26）和减速器均设置于浮式钻井平台（1）顶部，电机C（26）的输出轴与减速器的输入轴经联轴器连接，减速器的输出轴经联轴器连接有收卷滚筒C（27）。
3.根据权利要求1所述的一种用于海洋平台钻井的机械驱动式天车升沉补偿装置导向轮的安装结构，其特征在于：所述浮式钻井平台（1）上开设有通槽，所述拉杆（11）穿过通槽设置。
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