立管扶正系統及立管扶正裝置的製作方法

2023-10-08 20:37:09 1

本發明涉及石油天然氣設備技術領域，更具體地說，涉及一種海上鑽採油頂部張緊立管的立管扶正系統及立管扶正裝置。

背景技術：

在一些海洋鑽採系統中，採用立管連接海底井口和水上平臺。一般情況下，在風浪等海洋載荷條件下，立管與平臺之間會存在著不確定的相對運動。為了保證鑽採作業的正常進行，這種不確定的相對運動必須被限制在一定的範圍內。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題在於，提供一種改進的立管扶正系統及立管扶正裝置。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：構造一種立管扶正裝置，包括支撐座、扶正臂、鎖緊機構以及滾輪組件；

所述扶正臂縱向位置可調地設置在所述支撐座上；

所述滾輪組件包括安裝架、滾輪以及兩個軸承蓋；所述安裝架安裝在所述扶正臂的一端，包括向遠離所述扶正臂方向伸出、且並排間隔設置的兩個安裝座；

每一所述安裝座上分別設有第一卡口，每一所述軸承蓋上設有第二卡口，兩所述軸承蓋分別可拆卸地安裝在兩所述安裝座上，使得所述第一卡口、第二卡口之間形成供所述滾輪轉動安裝的轉動孔；所述滾輪的轉動軸兩端分別與兩所述安裝座對應的兩轉動孔轉動配合；

所述滾輪的外圈沿周圈形成有內凹槽，以能與所述立管的外表面卡合併能相對所述立管上下滾動，所述滾輪的轉動軸線與所述扶正臂的伸出方向垂直或呈銳角夾角；

所述鎖緊機構設置在所述支撐座上，與所述扶正臂對應配合，以驅動所述扶正臂向所述滾輪組件一端移動，並保持所述滾輪與所述立管卡合。

優選地，所述轉動軸包括與所述轉動孔配合的軸頸，所述滾輪組件還包括向所述轉動孔內注油以對所述軸頸潤滑的注油機構。

優選地，所述注油機構包括設置在所述安裝座和/或所述軸承蓋上的注油孔，所述注油孔的一端與所述軸頸表面位置對應。

優選地，所述注油機構還包括設置在所述安裝座和/或所述軸承蓋上的油杯，所述油杯與所述注油孔連通，以讓所述油杯內的潤滑油流進所述轉動孔。

優選地，所述轉動孔內安裝有軸承套，所述轉動軸與所述軸承套轉動配合，所述注油孔貫穿所述軸承套的側壁，所述軸頸上設有油槽；

所述軸承套的兩端的周圈設有法蘭，所述轉動孔的兩端形成有與所述法蘭對應的定位臺階。

優選地，所述支撐座包括套設在所述扶正臂外的管狀體，所述扶正臂可縱向移動地插入到所述管狀體內，所述扶正臂外套設有耐磨環，所述耐磨環與所述管狀體的內壁面配合，所述管狀體和所述扶正臂之間設有限定所述扶正臂沿縱向移動的導向機構。

優選地，所述導向機構包括在所述扶正臂的側面沿縱向設置的導向槽，以及在所述管狀體上設置並卡入到所述導向槽內的導向組件；

所述管狀體的側壁上設有安裝孔，所述導向組件包括安裝板、導向鍵，所述安裝板安裝在所述安裝孔外側上，所述導向鍵安裝在所述安裝板的內側，並由所述安裝孔卡入到所述導向槽內，所述導向槽的寬度與所述導向鍵的寬度相當。

優選地，所述鎖緊機構設置在所述管狀體與所述滾輪組件相對的一端，所述鎖緊機構包括縱向位置可調地與所述管狀體配合的鎖緊件，以將所述扶正臂向所述滾輪組件一端抵壓。

優選地，所述鎖緊件包括與所述管狀體螺接的螺杆，所述鎖緊機構還包括與所述螺杆螺接的螺母，所述螺母位於所述管狀體外，並與所述管狀體相抵，以保持所述鎖緊件在所述管狀體上的鎖緊位置。

本發明還構造一種立管扶正系統，包括所述的立管扶正裝置。

實施本發明的立管扶正系統及立管扶正裝置，具有以下有益效果：本發明的立管扶正裝置滾輪的轉動孔是由兩個部件組裝後形成，可將滾輪和轉動軸做成一體，或將滾輪和轉動軸固定連接，便於將滾輪和轉動軸整體拆裝，同時也便於在轉動軸和轉動孔之間添加潤滑油，增加對滾輪的保護。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發明實施例中的立管扶正裝置的結構示意圖；

圖2是圖1中的立管扶正裝置的A-A向剖面結構示意圖；

圖3是圖1中的立管扶正裝置的側向結構示意圖；

圖4是圖3中的立管扶正裝置的B-B向剖面結構示意圖；

圖5是圖2中的局部視圖C的放大示意圖。

具體實施方式

為了對本發明的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本發明的具體實施方式。

結合如圖1至圖3所示，本發明一個優選實施例中的立管扶正系統通常包括四個立管扶正裝置1，沿周向分布在立管的四個方向，每一立管扶正裝置1的滾輪142與立管卡合，在四個方向對立管進行定位，防止在水下擺動的幅度過大。在其他實施例中，立管扶正系統也可包括三個或其他數量的多個立管扶正裝置1，能保持立管的位置穩定即可。當然，也可只設置一個立管扶正裝置1，其它位置設置其他結構的扶正裝置。

在一些實施例中，立管扶正裝置1包括支撐座11、扶正臂12、鎖緊機構13以及滾輪組件14，扶正臂12縱向位置可調地設置在支撐座11上。

滾輪組件14包括安裝架141、滾輪142以及兩個軸承蓋143，安裝架141安裝在扶正臂12的一端，包括基座1411和由基座1411向遠離扶正臂12方向伸出、且並排間隔設置的兩個安裝座1412。通常，安裝架141呈U形，將滾輪142夾設在兩安裝座1412之間。

每一安裝座1412上分別設有第一卡口1413，每一軸承蓋143上設有第二卡口1431，兩軸承蓋143分別可拆卸地安裝在兩安裝座1412上，使得第一卡口1413、第二卡口1431之間形成供滾輪142轉動安裝的轉動孔1414。轉動孔1414是由兩個部件組裝後形成，可將滾輪142和轉動軸144做成一體，或將滾輪142和轉動軸144固定連接，便於將滾輪142和轉動軸144整體拆裝，同時也便於在轉動軸144和轉動孔1414之間添加潤滑油，增加對滾輪142的保護。

優選地，第一卡口1413、第二卡口1431通常呈半圓形，配合後形成圓形轉動孔1414，也便於滾輪142的轉動軸144拆裝。

滾輪142的轉動軸144兩端分別與兩安裝座1412對應的兩轉動孔1414轉動配合，讓滾輪142能相對立管滾動，避免與立管直接抵壓。進一步地，滾輪142的外圈沿周圈形成有內凹槽1421，以能與立管的外表面卡合併能相對立管上下滾動，可起到對立管側向限位的作用。

鎖緊機構13設置在支撐座11上，與扶正臂12對應配合，以驅動扶正臂12向滾輪組件14一端移動，並保持滾輪142與立管卡合。鎖緊機構13可以防止扶正臂12在受到立管晃動的作用力時產生縱向移動，從而避免降低對立管的定位效果。

優選地，滾輪142的轉動軸144線與扶正臂12的伸出方向垂直，讓扶正臂12與立管正對，扶正臂12的受力能直接轉化到滾輪142上，讓滾輪142與立管卡合後，對立管正面抵壓，內凹槽1421限定立管的側向方向。在其他實施例中，滾輪142的轉動軸144線與扶正臂12的伸出方向也可呈銳角夾角。

多個立管扶正裝置1的滾輪142對立管抵壓後，即可對立管的位置定位。內凹槽1421的外形與立管的外形對應，以能與立管側面很好的貼合定位。在一些實施例中，滾輪142包括輪體1422和設置在輪體外圈的非金屬保護層1423，非金屬保護層1423通常為塑料或橡膠材質，內凹槽1421形成於非金屬保護層1423外圈。

進一步地，結合圖4所示，轉動軸144包括與轉動孔1414配合的軸頸1441，滾輪組件14還包括向轉動孔1414內注油以對軸頸1441潤滑的注油機構145。有了注油機構145，可以在不用拆卸軸承蓋143和安裝架141，就可以對軸頸1441位置注油潤滑，提升了安全性和便利性。

在一些實施例中，注油機構145包括設置在軸承蓋143上的注油孔1451，注油孔1451的一端與軸頸1441表面位置對應，可以由注油孔1451向內注入潤滑油對軸頸1441位置進行潤滑。在其他實施例中，注油孔1451也可設置在安裝座1412上，也可在安裝座1412和軸承蓋143上同時設置注油孔1451。

優選地，注油機構145還包括油杯1452，油杯1452可以設置在安裝座1412上，也可設置在軸承蓋143上，或在安裝蓋和軸承蓋143同時設置。油杯1452與注油孔1451連通，以讓油杯1452內的潤滑油流進轉動孔1414，可以省去了人工手動注油的過程。

進一步地，轉動孔1414內安裝有軸承套146，轉動軸144與軸承套146轉動配合，注油孔1451貫穿軸承套146的側壁，軸頸1441上設有油槽。軸承套146可以降低與軸頸1441之間的摩擦，同時還能增加潤滑效果。由注油孔1451注入的潤滑油可以直接流道軸頸1441，進入油槽，進行持續的潤滑。

軸承套146的兩端的周圈設有法蘭，轉動孔1414的兩端形成有與法蘭對應的定位臺階。在軸承套146安裝後，可以保證軸向定位。

再結合圖1至圖3所示，在一些實施例中，支撐座11包括套設在扶正臂12外的管狀體111以及與管狀體111外連接的座體112，座體112可以與海底的圓柱管固定連接，保證支撐座11本身在海底能定位。在其他實施例中，也可取消座體112，將管狀體111與海底的圓柱管連接。

扶正臂12可縱向移動地插入到管狀體111內，扶正臂12外套設有耐磨環121。耐磨環121與管狀體111的內壁面配合，可防止扶正臂12與管狀體111內壁面直接摩擦。耐磨環121通常包括兩個，能起到對扶正臂12定位的作用，避免偏位。

優選地，結合圖5所示，管狀體111和扶正臂12之間設有限定扶正臂12沿縱向移動的導向機構15。導向機構15包括在扶正臂12的側面沿縱向設置的導向槽151，以及在管狀體111上設置並卡入到導向槽151內的導向組件152。導向組件152與導向槽151卡合，讓扶正臂12智能在縱向移動，讓扶正臂12的位置更加的穩定。

進一步地，管狀體111的側壁上設有安裝孔1111，導向組件152包括安裝板1521、導向鍵1522。安裝板1521安裝在安裝孔1111外側上，導向鍵1522安裝在安裝板1521的內側，並由安裝孔1111卡入到導向槽151內。導向槽151的寬度與導向鍵1522的寬度相當，限定扶正臂12的轉向。

通常，導向鍵1522的外形與安裝孔1111的外形對應，讓導向鍵1522和管狀體111之間的配合更加的穩定。在其他實施例中，也可通過將管狀體111的內圈斷面和扶正臂12的斷面設為非圓形結構，保證扶正臂12不會周向轉動。

如圖1至圖3所示，在一些實施例中，鎖緊機構13設置在管狀體111與滾輪組件14相對的一端，可方便鎖緊操作。鎖緊機構13包括縱向位置可調地與管狀體111配合的鎖緊件131，以將扶正臂12向滾輪組件14一端抵壓。在滾輪142對立管相抵卡合後，鎖緊鎖緊件131，將扶正臂12和滾輪組件14向立管方向抵壓，保證滾輪142與立管抵緊。

進一步地，鎖緊件131包括與管狀體111螺接的螺杆，鎖緊機構13還包括與螺杆螺接的螺母132。螺母132位於管狀體111外，並與管狀體111相抵，以保持鎖緊件131在管狀體111上的鎖緊位置。在鎖緊件131的位置調節到位後，將螺母132鎖緊，可保持鎖緊件131在對應的位置上，也讓扶正臂12和滾輪組件14相對支撐座11不會產生移動。

在其他實施例中，鎖緊機構13也可包括設置在支撐座11上對鎖緊件131側面夾持定位的兩個夾持件，夾持件側向位置可調地設置在支撐座11上，在鎖緊件131位置調好後，對鎖緊件131夾緊。夾持件和鎖緊件131相對的側面上均設有防滑紋，可增加摩擦力，讓鎖緊件131被夾持後位置更加的穩定。

可以理解地，上述各技術特徵可以任意組合使用而不受限制。

以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。