一種升沉補償系統用鎖止裝置的製作方法

2023-09-20 09:18:10 1

本發明屬於鑽井裝備技術領域，尤其涉及一種升沉補償系統用鎖止裝置。

背景技術：

深海鑽井所採用的半潛式鑽井平臺和鑽井浮船在波浪的作用下產生周期性的升沉運動，使鑽柱上下往復運動，引起井底鑽壓的變化，甚至使鑽頭脫離井底影響鑽進的效率，降低鑽頭和鑽杆壽命，產生操作的安全隱患，在惡劣天氣下甚至導致無法鑽進和被迫停工，造成了巨大的經濟損失。為了減少停工期，降低鑽井成本，浮式鑽井平臺必須對鑽柱升沉運動採取適當的補償措施。

國內對於升沉補償裝置的研究始於上世紀80年代，但大多處於理論研究階段，均沒有進入實質性生產應用。況且，這些研究多集中於系統控制、整體結構設計等方面，具體到進行起下鑽作業時，如何將遊車和大鉤進行安全鎖止，保證安全順利進行起下鑽作業，則研究甚少。

技術實現要素：

本發明實施例所要解決的技術問題在於提供一種能保證安全順利進行起下鑽作業的升沉補償系統用鎖止裝置。

本發明實施例是這樣實現的，提供一種升沉補償系統用鎖止裝置，用於將可相對移動的遊車支架與大鉤支架進行相互鎖止，遊車支架可移動地套設於大鉤支架上；所述鎖止裝置包括分別安裝在遊車支架兩側上的鎖緊機構和安全鎖止機構，所述鎖緊機構的一端可移動地穿設於遊車支架與大鉤支架中,當所述鎖緊機構的一端穿過遊車支架與大鉤支架之後，由所述安全鎖止機構進行鎖止。

進一步地，所述鎖緊機構包括液壓缸、連接球、連接球側蓋以及鎖緊銷；

所述液壓缸的缸體一端安裝在所述遊車支架的一側，所述連接球側蓋與所述鎖緊銷均套設於所述液壓缸的缸體內，並相互固定連接，所述連接球可轉動地安置於所述連接球側蓋與所述鎖緊銷構成的球形空間內，所述鎖緊銷可繞所述連接球的球面轉動，所述液壓缸的活塞杆穿設所述連接球側蓋，並與所述連接球活動連接，所述液壓缸的活塞杆能驅動所述鎖緊銷穿設於遊車支架與大鉤支架中。

進一步地，所述液壓缸的活塞杆通過銷軸與所述連接球連接。

進一步地，所述液壓缸的缸體內設置有前緩衝件和後緩衝件。

進一步地，所述鎖緊銷內設置有穿至其外壁上的潤滑油路。

進一步地，所述安全鎖止機構為氣缸驅動機構，所述氣缸驅動機構包括氣缸和鎖止銷，所述氣缸安裝於所述遊車支架遠離所述液壓缸的另一側上，所述氣缸的活塞杆與所述鎖止銷固定連接，當所述液壓缸的活塞杆驅動所述鎖緊銷穿過遊車支架與大鉤支架之後，所述氣缸能驅動所述鎖止銷插置於所述鎖緊銷上。

進一步地，所述鎖緊銷上具有銷孔，所述鎖止銷的下端具有錐度，當所述鎖緊銷穿過遊車支架與大鉤支架之後，所述氣缸能驅動所述鎖止銷的下端插置於所述銷孔內。

進一步地，所述安全鎖止機構為彈簧自鎖機構，所述彈簧自鎖機構包括彈簧和鎖止銷，所述彈簧的一端固定於所述遊車支架遠離所述液壓缸的另一側上，另一端與所述鎖止銷固定連接，所述鎖緊銷的前端設有銷孔和倒角，所述鎖止銷的下端具有錐度，所述銷孔具有斜度；當所述鎖緊銷在穿設遊車支架與大鉤支架前，所述彈簧處於伸長狀態，當所述液壓缸的活塞杆驅動所述鎖緊銷的前端穿過遊車支架與大鉤支架後，並觸及所述鎖止銷的下端時，所述鎖緊銷的前端與所述鎖止銷的下端發生相對滑動，使所述彈簧處於壓縮狀態，當所述液壓缸的活塞杆驅動所述鎖緊銷移動至其上的銷孔與所述鎖止銷的下端相對應後，所述彈簧伸長推動所述鎖止銷插置於所述銷孔內。

本發明實施例與現有技術相比，有益效果在於：本發明通過鎖緊機構將遊車支架與大鉤支架鎖緊後，再利用安全鎖止機構將鎖緊機構鎖止，從而將遊車支架與大鉤支架相互鎖固在一起，在起下鑽作業過程中誤操作時起到保護作用，並能夠起下鑽作業過程中防止鎖緊機構意外脫出遊車支架與大鉤支架，保證起下鑽作業的安全順利進行。

附圖說明

圖1是本發明實施例一提供的升沉補償系統用鎖止裝置剖視結構示意圖；

圖2是本發明實施例二提供的升沉補償系統用鎖止裝置剖視結構示意圖；

圖3是圖2中的a區域放大示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

參見圖1所示，是本發明實施例一提供的升沉補償系統用鎖止裝置，用於將可相對移動的遊車支架1與大鉤支架2進行相互鎖止，遊車支架1可移動地套設於大鉤支架2上。該鎖止裝置包括分別安裝在遊車支架1兩側上的鎖緊機構3和安全鎖止機構4，鎖緊機構3的一端可移動地穿設於遊車支架1與大鉤支架2中,當鎖緊機構3的一端穿過遊車支架1與大鉤支架2之後，可由安全鎖止機構4對其進行鎖止，從而將遊車支架1與大鉤支架2鎖固在一起，進而能夠將遊車與大鉤進行鎖止，保證起下鑽作業的安全順利進行。

上述實施例中，鎖緊機構3包括液壓缸30、連接球31、連接球側蓋32以及鎖緊銷33。液壓缸30的缸體301的一端通過連接緊固件安裝在遊車支架1的一側，連接球側蓋32與鎖緊銷33均可滑動地套設於液壓缸30的缸體301內，並相互固定連接。連接球31可轉動地安置於連接球側蓋32與鎖緊銷33構成的球形空間內，連接球31的中心點在鎖緊銷33的軸線上，鎖緊銷33可繞連接球31的球面轉動。液壓缸30的活塞杆302穿設連接球側蓋32，並通過銷軸4與連接球31活動連接，液壓缸30的活塞杆302能驅動鎖緊銷33穿設於遊車支架1與大鉤支架2中。液壓缸30的缸體301內設置有用於防止液壓缸前端蓋303與連接球側蓋32發生剛性碰撞的前緩衝件304，以及用於防止液壓缸活塞305與液壓缸前端蓋306發生剛性碰撞的後緩衝件307。在本實施例中，液壓缸30可為伸縮液壓缸或彈簧復位液壓缸，由於液壓缸30的活塞杆302通過連接球31與鎖緊銷33進行柔性球鉸連接，鎖緊銷33可繞連接球31的接觸面進行360度轉動。因此，鎖緊銷33各個方向的受力對液壓缸活塞305產生的不利影響可通過連接球31的轉動來消除，防止液壓缸活塞305受力變形而造成液壓缸滲漏，延長液壓缸30使用壽命。

上述實施例中的安全鎖止機構4為氣缸驅動機構。該氣缸驅動機構4包括氣缸41和鎖止銷42，氣缸41安裝於遊車支架1遠離液壓缸30的另一側上，氣缸41的活塞杆與鎖止銷42固定連接。這樣，在鑽井平臺進行起下鑽作業，當控制遊車支架1移動至使鎖緊銷33的軸線與大鉤支架2的中心孔對齊時，控制液壓缸30的活塞杆302驅動鎖緊銷33伸出，在穿過遊車支架1與大鉤支架2之後，控制氣缸41驅動鎖止銷42插置於鎖緊銷33上。具體地，鎖緊銷33上具有銷孔330，鎖止銷42的一端具有錐度，當鎖緊銷42穿過遊車支架1與大鉤支架2之後，便於氣缸41驅動鎖止銷42具有錐度的一端插置於鎖緊銷33的銷孔330內，進而將遊車支架1與大鉤支架2進行安全鎖止，防止起下鑽過程中，鎖緊銷33由于振動或其他因素而意外脫出，保證起下鑽作業的安全順利進行。而在鑽井平臺需要進行正常鑽進作業時，控制氣缸41拉動鎖止銷42縮回後，再控制液壓缸30驅動鎖緊銷33縮回至與大鉤支架2脫離後，遊車支架1與大鉤支架2脫開，升沉補償系統的升沉補償功能重新開啟。

參見圖2與圖3所示，是本發明實施例二提供的升沉補償系統用鎖止裝置，該實施例的鎖緊機構3結構與實施例一相同，而安全鎖止機構4為彈簧自鎖機構。該彈簧自鎖機構包括彈簧43和鎖止銷42，彈簧43的一端固定於遊車支架1遠離液壓缸30的另一側上，另一端與鎖止銷42固定連接，鎖止銷42能在豎直方向上自由移動。鎖緊銷33的前端設有銷孔330和倒角，鎖止銷42的下端具有錐度，銷孔330具有斜度。當鎖緊銷33在穿設遊車支架1與大鉤支架2前，彈簧43處於伸長狀態；當液壓缸30的活塞杆302驅動鎖緊銷33伸出，使其前端穿過遊車支架1與大鉤支架2後，並觸及鎖止銷42的下端時，鎖緊銷33的前端倒角與鎖止銷42的下端錐面之間依靠液壓缸30的活塞杆302推力而發生相對滑動，使彈簧43處於壓縮狀態。當液壓缸30的活塞杆302驅動鎖緊銷33移動至其上的銷孔330與鎖止銷42的下端相對應後，彈簧43伸長推動鎖止銷42插置於銷孔330中，將遊車支架1和大鉤支架2安全鎖止，從而能夠對鎖緊銷33在誤操作時起到保護作用以及防止鎖緊銷33在起下鑽作業中脫出。

在鑽井平臺需要進行正常鑽進作業時，控制液壓缸30的活塞杆302縮回，從而拉動鎖緊銷33縮回，通過液壓缸30的活塞杆302拉動鎖止銷42下端的錐面與銷孔330內的斜面發生相對滑動，從而使鎖止銷42上移，彈簧43發生收縮。當鎖緊銷33縮回至其前端的倒角與鎖止銷42下端的錐面滑動脫開時，彈簧43伸出推動鎖止銷42，彈簧43恢復至伸長狀態；當鎖緊銷33繼續縮回至與大鉤支架2脫離後，遊車支架1與大鉤支架2脫開，升沉補償系統的升沉補償功能重新開啟。

另外，上述的鎖緊銷33內設置有穿至其外壁上的潤滑油路5，通過潤滑油路5可將潤滑油傳輸至鎖緊銷33的壁面上，減少鎖緊銷33移動時與遊車支架1、大鉤支架2之間的摩擦，保證鎖緊銷33移動順暢，可有效的保證使用性能，延長使用壽命，節約維修成本。

綜上所述，本發明實施例的升沉補償系統用鎖止裝置的工作原理為：在鑽井平臺進行起下鑽作業時，通過驅動鎖緊銷33伸出，將遊車支架1和大鉤支架2鎖緊在一起進行起下鑽作業，並通過鎖止銷42將鎖緊銷33鎖止，防止鎖緊銷33脫出，保證起下鑽作業的安全順利進行；當需要進行正常鑽井作業時，驅動鎖止銷42縮回，再驅動鎖緊銷33縮回，使遊車支架1和大鉤支架2相互脫開，升沉補償系統的升沉補償功能重新開啟。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。