一種海洋固井作業用供水撬的製作方法

2023-07-17 18:32:42 1

1.本發明屬於海洋固井設備技術領域，涉及一種海洋固井作業用供水撬。


背景技術：

2.隨著時代不斷發展，全球能源需求量不斷增加，導致陸地上的油氣資源日益枯竭，人們逐漸開發利用海洋油氣資源。當前，我國已探明的海洋油氣資源儲藏量豐富，尤其是在超深水區域，其資源佔總儲量的三分之一，而海洋油氣開採技術，尤其是海洋固井技術，成為開採作業的關鍵。
3.固井作業的目的是使水泥漿頂替裸眼井段內的鑽井液，並使水泥漿與套管和地層膠結良好。因此，諸如固井水泥漿的密度、粘度、流變性、剪切強度等對固井質量的好壞有直接影響。而清水的供給量是決定固井水泥漿的密度、粘度、流變性、剪切強度等性能的關鍵要素。海洋固井作業需要藉助於固井撬來完成的，固井作業所需要的供水裝置、供灰裝置、高壓柱塞泵等設備集成放置於撬體上。隨著海洋油氣開採逐步向深井、超深井發展，固井施工規模、壓力以及開發難度逐漸加大，固井施工時長不斷增加。常規小型海洋固井撬在功率、排量等方面已經無法滿足此類作業需求。大排量、長時間已成為海洋固井作業的發展趨勢。
4.由於海洋鑽井平臺甲板空間狹小和直升機運輸能力有限等因素。體積龐大、重量超重、設備集成多的固井撬已不能滿足平臺現場作業條件。


技術實現要素：

5.本發明的目的是提供一種海洋固井作業用供水撬，解決了現有技術中存在的由於海洋鑽井平臺甲板空間狹小，現有固井撬已不能滿足平臺現場作業條件的問題。
6.本發明所採用的技術方案是，一種海洋固井作業用供水撬，包括承載底座，承載底座上依次安裝有柴油機油箱、操控臺支座和抽水泵，柴油機油箱上配設有柴油機，柴油機通過聯軸器連接抽水泵，抽水泵的抽水口配設有進水管支撐，抽水泵的排水口配設有出水管支撐。
7.本發明的特點還在於：
8.承載底座是由兩根開口橫梁和兩根固定豎梁焊接而成的中空方形結構，開口橫梁為單側均勻開有若干橢圓形開口方鋼管，兩根開口橫梁的開口相對，兩根開口橫梁的每對開口上均放置有移動豎梁；
9.移動豎梁由開口方鋼管和卡簧ⅰ組成，開口方鋼管為單側均勻開有若干橢圓形開口方鋼管，卡簧ⅰ固接在開口方鋼管上，卡簧ⅰ由擋板和彈簧a組成，彈簧a的一端固接開口方鋼管，彈簧a的另一端固接擋板。
10.移動豎梁上設置有若干活動支撐座，活動支撐座位於移動豎梁的開口處；
11.活動支撐座包括支撐座，支撐座位於移動豎梁的開口內，支撐座的一側固接有卡簧ⅱ，活動支撐座的兩側壁均開有滑槽，活動支撐座的兩側壁的滑槽相對，滑槽貫穿活動支
撐座的側壁；
12.活動支撐座的頂部設有開口，開口內設置有楔形座，楔形座呈倒
「△」
狀，楔形座的底部位於兩根支撐銷之間，楔形座的頂部設置有旋轉盤。
13.活動支撐座還包括兩根支撐銷，支撐銷依次穿過活動支撐座兩側滑槽，兩根支撐銷的同一側端部之間均通過裝彈簧ⅰ相連。
14.滑槽包括第一槽、第二槽、第三槽、第四槽、第五槽，第一槽、第三槽、第五槽水平設置，且第三槽、第五槽分別位於第一槽兩側，第一槽、第五槽、第三槽的高度依次遞減，第一槽和第三槽之間通過第二槽連通，第一槽和第五槽之間通過第四槽連通，第二槽與第一槽的連接處、第二槽與第三槽的連接處、第三槽的末端、第四槽與第一槽的連接處、第四槽與第五槽的連接處、第五槽的末端均設置有卡緊槽。
15.旋轉盤包括盤體，盤體的底部中心固接有銷軸，盤體的底部還固接有水平銷軸ⅰ、豎直銷軸ⅰ、水平銷軸ⅱ、豎直銷軸ⅱ，水平銷軸ⅰ、豎直銷軸ⅰ、水平銷軸ⅱ、豎直銷軸ⅱ以銷軸為中心均勻分布在銷軸的四周，楔形座的頂部開有五個銷軸孔，且五個銷軸孔分別與水平銷軸ⅰ、豎直銷軸ⅰ、水平銷軸ⅱ、豎直銷軸ⅱ、銷軸一一對應，五個銷軸孔的深度分別均大於水平銷軸ⅰ的長度、豎直銷軸ⅰ的長度、水平銷軸ⅱ的長度、豎直銷軸ⅱ的長度、銷軸的長度，銷軸上配設有彈簧ⅱ；
16.盤體6-6-5的頂部開有「t」槽，「t」槽貫穿盤體6-6-5的頂面，「t」槽內設置有固定螺栓6-7，「t」槽貫穿盤體的頂面，「t」槽內設置有固定螺栓。
17.聯軸器上配設有聯軸器護罩。
18.承載底座的底部固接有若干起吊耳座。
19.承載底座的端部固接有連接耳座，連接耳座上設置有架體，架體的頂部固接有雨水收集器。
20.雨水收集器包括若干支腿，支腿的底部固接架體，支腿的頂部固接有雨水收集器結構體，雨水收集器結構體的中部固接有擋雨板，雨水收集器結構體的底部固接有定製容器，擋雨板上開有若干孔。
21.本發明的有益效果是：本發明一種海洋固井作業用供水撬，解決了現有技術中存在的由於海洋鑽井平臺甲板空間狹小、直升機運輸能力有限，現有固井撬已不能滿足平臺現場作業條件的問題。本發明一種海洋固井作業用供水撬作為海洋固井撬的模塊化裝備，結構緊湊，佔地面積小，設備重量輕，解決了平臺吊機的起吊能力和平臺甲板空間狹小的問題。可以適應單臺或多臺抽水泵工作，可以為海洋固井作業提供不同流量、不同壓力的清水，滿足不同海洋工況的固井作業要求。不僅能實現柴油機或電機驅動抽水泵實現供水，同時還能滿足海洋固井所需的供灰裝置、高壓柱塞泵等其它模塊的安裝需求。
附圖說明
22.圖1是本發明一種海洋固井作業用供水撬的主視圖；
23.圖2是本發明一種海洋固井作業用供水撬中承載底座主視圖；
24.圖3是本發明一種海洋固井作業用供水撬中承載底座俯視圖；
25.圖4是本發明一種海洋固井作業用供水撬中支撐座結構示意圖；
26.圖5是本發明一種海洋固井作業用供水撬中活動支撐座主視圖；
27.圖6是本發明一種海洋固井作業用供水撬中活動支撐座左視圖；
28.圖7是本發明一種海洋固井作業用供水撬中滑槽主視圖；
29.圖8是本發明一種海洋固井作業用供水撬中旋轉盤俯視圖；
30.圖9是本發明一種海洋固井作業用供水撬中雨水收集器主視圖。
31.圖中，1.承載底座，1-1.開口橫梁，1-2.起吊耳座，1-3.移動豎梁，1-3-1.開口方鋼管，1-3-2.卡簧ⅰ，1-4.底座支撐杆，1-5.固定豎梁，2.柴油機油箱，3.柴油機，4.操控臺支座，5.聯軸器護罩，6.活動支撐座，6-1.支撐座，6-2.彈簧ⅰ，6-3.支撐銷，6-4.卡簧ⅱ，6-5.楔形座，6-6.旋轉盤，6-6-1.主銷軸，6-6-2.水平銷軸ⅰ，6-6-3.豎直銷軸ⅰ，6-6-4.水平銷軸ⅱ，6-6-5.盤體，6-6-6.豎直銷軸ⅱ，6-7.固定螺栓，6-8.彈簧ⅱ，7.抽水泵，8.進水管支撐，9.連接耳座，10.出水管支撐，11.架體，12.雨水收集器，12-1.支腿，12-2.雨水收集器結構體，12-3.擋雨板，12-4.定製容器。
具體實施方式
32.下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。
33.本發明一種海洋固井作業用供水撬，如圖1所示，包括承載底座1，承載底座1上依次安裝有柴油機油箱2、操控臺支座4和抽水泵7，柴油機油箱2上配設有柴油機3，柴油機3通過聯軸器連接抽水泵7，抽水泵7的抽水口配設有進水管支撐8，抽水泵7的排水口配設有出水管支撐11。如圖2和圖3所示，承載底座1是由兩根開口橫梁1-1和兩根固定豎梁1-5焊接而成的中空方形結構，開口橫梁1-1為單側均勻開有若干橢圓形開口方鋼管，兩根開口橫梁1-1的開口相對，兩根開口橫梁1-1的每對開口上均放置有移動豎梁1-3；移動豎梁1-3由開口方鋼管1-3-1和卡簧ⅰ1-3-2組成，開口方鋼管1-3-1為單側均勻開有若干橢圓形開口方鋼管，卡簧ⅰ1-3-2固接在開口方鋼管1-3-1上，卡簧ⅰ1-3-2由擋板和彈簧a組成，彈簧a的一端固接開口方鋼管1-3-1，彈簧a的另一端固接擋板。移動豎梁1-3上設置有若干活動支撐座6，活動支撐座6位於移動豎梁1-3的開口處；如圖4、圖5、圖6所示，活動支撐座6包括支撐座6-1，支撐座6-1位於移動豎梁1-3的開口內，支撐座6-1的一側固接有卡簧ⅱ6-4，活動支撐座6的兩側壁均開有滑槽，活動支撐座6的兩側壁的滑槽相對，滑槽貫穿活動支撐座6的側壁，為減輕供水撬上的供水設備突然放下對撬體關鍵焊縫的破壞，延長供水撬的使用壽命。活動支撐座6還包括兩根支撐銷6-3，支撐銷6-3依次穿過活動支撐座6兩側滑槽，活動支撐座6的頂部設有開口，開口內設置有楔形座6-5，楔形座6-5呈倒
「△」
狀，楔形座6-5的底部位於兩根支撐銷6-3之間，楔形座6-5的頂部設置有旋轉盤6-6。兩根支撐銷6-3的同一側端部之間均通過裝彈簧ⅰ6-2相連。如圖7所示，為滿足供水撬上的供水設備不同安裝高度需求，滑槽包括第一槽、第二槽、第三槽、第四槽、第五槽，第一槽、第三槽、第五槽水平設置，且第三槽、第五槽分別位於第一槽兩側，第一槽、第五槽、第三槽的高度依次遞減，第一槽和第三槽之間通過第二槽連通，第一槽和第五槽之間通過第四槽連通，第二槽與第一槽的連接處、第二槽與第三槽的連接處、第三槽的末端、第四槽與第一槽的連接處、第四槽與第五槽的連接處、第五槽的末端均設置有卡緊槽。如圖8所示，旋轉盤6-6包括盤體6-6-5，盤體6-6-5的底部中心固接有銷軸6-6-1，盤體6-6-5的底部還固接有水平銷軸ⅰ6-6-2、豎直銷軸ⅰ6-6-3、水平銷軸ⅱ6-6-4、豎直銷軸ⅱ6-6-6，水平銷軸ⅰ6-6-2、豎直銷軸ⅰ6-6-3、水平銷軸ⅱ6-6-4、豎直銷軸ⅱ6-6-6以銷軸6-6-1為中心均勻分布在銷軸6-6-1的四周，楔形座6-5的頂部開有
五個銷軸孔，且五個銷軸孔分別與水平銷軸ⅰ6-6-2、豎直銷軸ⅰ6-6-3、水平銷軸ⅱ6-6-4、豎直銷軸ⅱ6-6-6、銷軸6-6-1一一對應，五個銷軸孔的深度分別均大於水平銷軸ⅰ6-6-2的長度、豎直銷軸ⅰ6-6-3的長度、水平銷軸ⅱ6-6-4的長度、豎直銷軸ⅱ6-6-6的長度、銷軸6-6-1的長度，銷軸6-6-1上配設有彈簧ⅱ6-8；盤體6-6-5的頂部開有「t」槽，「t」槽貫穿盤體6-6-5的頂面，「t」槽內設置有固定螺栓6-7，「t」槽貫穿盤體6-6-5的頂面，「t」槽內設置有固定螺栓6-7。聯軸器上配設有聯軸器護罩5。承載底座1的底部固接有若干起吊耳座1-2。承載底座1的端部固接有連接耳座9，連接耳座9上設置有架體11，架體11的頂部固接有雨水收集器12。如圖9所示，雨水收集器12包括若干支腿12-1，支腿12-1的底部固接架體11，支腿12-1的頂部固接有雨水收集器結構體12-2，雨水收集器結構體12-2的中部固接有擋雨板12-3，雨水收集器結構體12-2的底部固接有定製容器12-4，擋雨板12-3上開有若干孔。
34.本發明一種海洋固井作業用供水撬，操控臺支座4用於控制抽水泵7和採油機3，移動豎梁1-3沿開口橫梁1-1開口方向移動，活動支撐座6沿移動豎梁1-3開口方向移動。該撬裝式裝置可以通過增減移動豎梁1-3和活動支撐座6，可以實現單臺或多臺抽水泵7為海洋固井作業提供不同壓力、不同流量的清水，滿足不同海洋工況固井作業需求。結構緊湊，佔地空間小，起吊耳座1-2用於吊裝移運，吊裝移運方便，解決了海洋鑽井平臺甲板面空間狹小和平臺吊機起吊能力有限的難題。卡簧ⅱ6-4與卡簧ⅰ1-3-2結構一樣。開口橫梁1-1為單側橢圓形開口方鋼管，相鄰兩橢圓中心距為l1，固定豎梁1-5不開孔，開口橫梁1-1與固定豎梁1-5所選用的方鋼管尺寸規格相同。開口方鋼管1-3-1為單側橢圓形開口方鋼管，開口向上，其相鄰兩橢圓中心距為l2。開口方鋼管1-3-1方鋼管規格尺寸小於開口橫梁1-1方鋼管尺寸，開按下移動豎梁1-3處的卡簧ⅰ1-3-2時，移動豎梁1-3可以沿開口橫梁1-1開口方向移動。松下移動豎梁1-3處的卡簧ⅰ1-3-2時，移動豎梁1-3藉助開口橫梁1-1處的橢圓孔完成固定並鎖緊。
35.按下卡簧ⅱ6-4，活動支撐座6沿移動豎梁1-3開口方向移動。松下卡簧ⅱ6-4，活動支撐座6藉助移動豎梁1-3橢圓孔實現固定並鎖緊。往楔形座6-5頂端施加載荷，楔形座6-5向下移動，支撐銷6-3沿楔形座6-5楔形部位向外移動，支撐銷6-3端部的彈簧ⅰ6-2處於拉伸狀態。若施加的載荷足夠大時，兩根支撐銷6-3繼續往外移動，直到落入滑槽末端的卡緊槽內。頂部沒有設備時，銷軸在滑槽水平滑動。在設備重壓下，兩根銷軸，滑入卡緊槽中，移除楔形座6-5頂端的載荷，支撐銷6-3端部的彈簧ⅰ6-2由拉緊狀態開始收縮，彈簧ⅰ6-2收縮過程中，帶動兩根支撐銷6-3沿楔形座6-5楔形部位向內移動。也可以通過活動支撐座6任一側的支撐銷6-3高度，從而達到不同角度的固定。手動調節楔形座6-5上升，彈簧ⅰ6-2處於自然狀態。盤體6-6-5直徑為l3，l3》l1＝l2，在承載底座1上，調節l1，l2單位長度，l3通過旋轉盤進行補充精調節，通過旋轉盤，調節t形槽的方向，實現xy方向的精調節，當彈簧ⅱ6-8處於壓縮狀態時，盤體6-6-5上的水平銷軸ⅰ6-6-2和水平銷軸ⅱ6-6-4，豎直銷軸ⅰ6-6-3和豎直銷軸ⅱ6-6-6插入楔形座6-5頂部的銷孔內。彈簧ⅱ6-8處於自然狀態時，旋轉盤6-6繞主銷軸6-6-1旋轉，固定螺栓6-7沿「t」形槽移動，移動合適位置，緊固固定螺栓6-7即可。柴油機油箱2安裝在承載底座1的內部。沿開口橫梁1-1開口方向移動柴油機油箱2可以調節整個撬裝式裝置的載荷分布。雨水收集容器12水平投影能完全覆蓋整個撬裝式裝置的水平投影。擋雨板12-3四周邊緣開有小孔，擋雨板12-3收集的雨水通過小孔流入雨水收集容器12內，雨水收集容器12收集的雨水經過處理可以為柴油機冷卻提供冷卻水。雨水收集器12是活動
的，當撬裝式裝置在室內作業時，可拆除雨水收集器12。同時，柴油機或電機作為固井設備動力部件，為避免雨水、海浪的衝刷和陽光暴曬，雨水收集器12為露天工作的動力設備提供防護。提高柴油發動機系統運轉的可靠性。
36.本發明一種海洋固井作業用供水撬，當使用單臺柴油機驅動單臺抽水泵作業時，首先計算柴油機驅動抽水泵的安裝位置，焊接好開口橫梁1-1與固定豎梁1-5組成的中空方形結構。然後增減移動豎梁1-3和活動支撐座6滿足柴油機3、操控臺支座4、聯軸器護罩5、抽水泵7、進水管支撐8及出水管支撐10所需支撐。預估整個裝置的載荷分布，調整柴油機油箱2在承載底座1內的位置。選定支撐座6-1某種深度的「z」形槽。放置支撐銷6-3並掛好彈簧ⅰ6-2。旋轉盤6-6放置在楔形座6-5上，整體放置在支撐銷6-3中間處。起吊待固定的柴油機3，按下移動豎梁1-3上的卡簧ⅰ1-3-2和活動支撐座6上的卡簧ⅱ6-4，調整移動豎梁1-3和活動支撐座6的位置，然後鬆開卡簧ⅰ1-3-2和卡簧ⅱ6-4固定柴油機3底座的某側位置。然後，轉動活動支撐座6的旋轉盤6-6，使旋轉盤6-6上部的「t」形槽形孔處於水平或豎直，微調固定螺栓6-7在旋轉盤6-6「t」形槽形孔的位置，緊固柴油機3的另一側位置。同理固定好操控臺支座4，聯軸器護罩5和進水管支撐8等其它設備的位置。
37.承載底座1上的供水設備固定後，承載底座1與架體11藉助連接耳座9鉸接。架體11可以為柴油機3工作所需附件提供支撐。雨水收集器12的支腿12-1通過螺栓與架體11固定。雨水收集容器12收集的雨水經過處理可以為柴油機冷卻提供冷卻水。
38.當使用電機驅動抽水泵7時，承載底座1上的供水設備固定同柴油機3。可以根據現場作業環境，決定架體11及雨水收集器12是否安裝。
39.本發明一種海洋固井作業用供水撬可以增減移動豎梁1-3和活動支撐座6的數量，實現單臺或多臺抽水泵7為海洋固井作業現場提供不同壓力、不同流量的清水。
40.本發明一種海洋固井作業用供水撬不僅適用柴油機3或電機驅動抽水泵7實現供水，同時還能滿足海洋固井所需的供灰裝置、高壓柱塞泵等其它模塊的安裝需求，當使用柴油機3驅動抽水泵7時，解決了海洋固井作業現場供電接口不足或平臺電容量有限的問題。柴油機所用的油箱2安放在承載底座1內，不僅有利於柴油機吸油和回油。同時，油箱2可以沿承載底座1活動，調節整個裝置的載荷分布且油箱2散熱性較好。
41.本發明一種海洋固井作業用供水撬，解決了現有技術中存在的由於海洋鑽井平臺甲板空間狹小、直升機運輸能力有限，現有固井撬已不能滿足平臺現場作業條件的問題。本發明一種海洋固井作業用供水撬作為海洋固井撬的模塊化裝備，結構緊湊，佔地面積小，設備重量輕，解決了平臺吊機的起吊能力和平臺甲板空間狹小的問題。可以適應單臺或多臺抽水泵工作，可以為海洋固井作業提供不同流量、不同壓力的清水，滿足不同海洋工況的固井作業要求。不僅能實現柴油機或電機驅動抽水泵實現供水，同時還能滿足海洋固井所需的供灰裝置、高壓柱塞泵等其它模塊的安裝需求。