專利名稱：自升式鉆井平臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
自升式鉆井平臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實(shí)用新型涉及自升式鉆井平臺(tái)，具體涉及一種用于對(duì)自升式鉆井平臺(tái)的樁腿進(jìn) 行鎖定的鎖緊機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
[0002]隨著人類對(duì)油氣資源開(kāi)發(fā)利用的深化，油氣勘探開(kāi)發(fā)從陸地轉(zhuǎn)入海洋。因此，鉆井 工程作業(yè)也必須在浩瀚的海洋中進(jìn)行。在海上進(jìn)行油氣鉆井施工時(shí)，幾百噸重的鉆機(jī)要有 足夠的支撐和放置的空間，同時(shí)還要有鉆井人員生活居住的地方，海上石油鉆井平臺(tái)就擔(dān) 負(fù)起了這一重任。由于海上氣候的多變、海上風(fēng)浪和海底暗流的破壞，海上鉆井裝置的穩(wěn)定 性和安全性更顯重要。[0003]海上鉆井平臺(tái)(drilling platform)是主要用于鉆探井的海上結(jié)構(gòu)物。平臺(tái)上裝 鉆井、動(dòng)力、通訊、導(dǎo)航等設(shè)備，以及安全救生和人員生活設(shè)施，是海上油氣勘探開(kāi)發(fā)不可缺 少的手段。海上鉆井平臺(tái)主要分為移動(dòng)式平臺(tái)和固定式平臺(tái)兩大類，其中，固定式平臺(tái)又可 分為導(dǎo)管架式平臺(tái)、混凝土重力式平臺(tái)、深水順應(yīng)塔式平臺(tái)等。固定式鉆井平臺(tái)大都建在 淺水中，它是借助導(dǎo)管架固定在海底而高出海面不再移動(dòng)的裝置，平臺(tái)上面鋪設(shè)甲板用于 放置鉆井設(shè)備。支撐固定平臺(tái)的樁腿是直接打入海底的，所以，固定式鉆井平臺(tái)的穩(wěn)定性 好，但因平臺(tái)不能移動(dòng)，故鉆井的成本較高。[0004]為解決平臺(tái)的移動(dòng)性和深海鉆井問(wèn)題，又出現(xiàn)了多種移動(dòng)式鉆井平臺(tái)，主要包括 坐底式鉆井平臺(tái)、自升式鉆井平臺(tái)、鉆井浮船、半潛式鉆井平臺(tái)、張力腿式平臺(tái)、牽索塔式平口寸ο[0005]自升式鉆井平臺(tái)由平臺(tái)、樁腿和升降機(jī)構(gòu)組成，平臺(tái)能沿樁腿升降，一般無(wú)自航能 力。工作時(shí)樁腿下放插入海底，平臺(tái)被抬起到離開(kāi)海面的安全工作高度，并對(duì)樁腿進(jìn)行預(yù) 壓，以保證平臺(tái)遇到風(fēng)暴時(shí)樁腿不致下陷。完井后平臺(tái)降到海面，拔出樁腿并全部提起，整 個(gè)平臺(tái)浮于海面，由拖輪拖到新的井位。1953年美國(guó)建成第一座自升式平臺(tái)，這種平臺(tái)對(duì)水 深適應(yīng)性強(qiáng)，工作穩(wěn)定性良好，發(fā)展較快，約占移動(dòng)式鉆井裝置總數(shù)的1/2。中國(guó)自行制造的 自升式鉆井平臺(tái)“渤海一號(hào)”平臺(tái)的四根樁腿是由圓形的鋼管做成的，樁腿的高度有七十多 米，升降裝置是插銷式液壓控制機(jī)構(gòu)。該型鉆井平臺(tái)造價(jià)較低、運(yùn)移性好、對(duì)海底地形的適 應(yīng)性強(qiáng)，因而，中國(guó)海上鉆井多使用自升式鉆井平臺(tái)。[0006]在自升式鉆井平臺(tái)到達(dá)工作地點(diǎn)后，平臺(tái)由升降系統(tǒng)提升到氣隙高度，需要將平 臺(tái)固定，保證平臺(tái)能夠在安全的高度平穩(wěn)地進(jìn)行鉆完井作業(yè)，此時(shí)，自升式鉆井平臺(tái)鎖緊機(jī) 構(gòu)開(kāi)始發(fā)揮作用，它的主要作用就是將平臺(tái)固定在樁腿上，并且將平臺(tái)的各種載荷通過(guò)鎖 緊機(jī)構(gòu)傳遞給樁腿。[0007]中國(guó)實(shí)用新型專利200920211771. X公開(kāi)了一種自升式工程平臺(tái)鎖緊裝置，包括 一與工程平臺(tái)的樁腿齒條相嚙合的齒塊，該工程平臺(tái)鎖緊裝置還包括復(fù)位油缸、插銷油缸、 上蝸輪蝸桿頂升器、下蝸輪蝸桿頂升器和兩個(gè)側(cè)蝸輪蝸桿頂升器，所述復(fù)位油缸和所述兩 個(gè)側(cè)蝸輪蝸桿頂升器均設(shè)置在所述齒塊背對(duì)于所述樁腿齒條的背面?zhèn)?，用于?qū)動(dòng)所述齒塊沿水平方向移動(dòng)；復(fù)位油缸的活塞桿與所述齒塊相連；所述上蝸輪蝸桿頂升器和所述下蝸 輪蝸桿頂升器分別位于齒塊的上方和下方，用于驅(qū)動(dòng)齒塊沿垂直方向移動(dòng)；所述插銷油缸 設(shè)置在所述齒塊的側(cè)面，用于阻止所述齒塊向所述樁腿齒條方向傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)，該插銷油缸設(shè) 有一插銷。在鎖緊時(shí)，首先要保證齒塊與樁腿齒條的齒型對(duì)準(zhǔn)，使它們能夠順利嚙合。該鎖 緊裝置是通過(guò)上、下蝸輪蝸桿頂升器的推動(dòng)使齒塊與樁腿齒條對(duì)準(zhǔn)的，但這樣至少存在以 下問(wèn)題第一、齒塊與樁腿齒條對(duì)準(zhǔn)后，上、下蝸輪蝸桿頂升器對(duì)齒塊形成夾緊狀態(tài)，隨后用 復(fù)位油缸推動(dòng)齒塊平移與樁腿齒條哨合時(shí)會(huì)比較困難；第二、由于齒塊在對(duì)準(zhǔn)時(shí)與哨合時(shí) 的水平位置是不同的，在這兩種狀態(tài)下，上、下蝸輪蝸桿頂升器都需要夾緊齒塊，要兼顧齒 塊的不同位置，這給上、下蝸輪蝸桿頂升器的布置造成困難。實(shí)用新型內(nèi)容[0008]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種結(jié)構(gòu)更加合理、操縱更方便的自升式 鉆井平臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。[0009]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種自升式鉆井平臺(tái)鎖 緊機(jī)構(gòu)，包括樁腿齒條和對(duì)稱布置在樁腿齒條兩側(cè)的兩套鎖緊機(jī)構(gòu)，所述自升式鉆井平臺(tái) 內(nèi)設(shè)有一剛性框架，樁腿齒條豎直貫穿所述剛性框架，每套鎖緊機(jī)構(gòu)包括一個(gè)齒塊、一個(gè)上 千斤頂、一個(gè)下千斤頂、兩個(gè)水平千斤頂、一個(gè)水平油缸和一個(gè)傾斜油缸，所述上千斤頂和 下千斤頂豎直固定在剛性框架內(nèi)并分別位于所述齒塊的上、下方；所述兩個(gè)水平千斤頂水 平固定在剛性框架內(nèi)并位于所述齒塊的后方；所述水平油缸位于兩個(gè)水平千斤頂之間，水 平油缸的一端與所述齒塊相鉸接，另一端與剛性框架相鉸接；所述傾斜油缸位于上千斤頂 和水平千斤頂之間，傾斜油缸的一端與所述齒塊相鉸接，另一端與剛性框架相鉸接，且傾斜 油缸的軸線與豎直方向的夾角為銳角。[0010]優(yōu)選地，所述齒塊的前面設(shè)有鎖緊齒條，齒塊的上表面、下表面和背面均為平面， 且所述背面與上表面、下表面相垂直。[0011]優(yōu)選地，所述上千斤頂、下千斤頂和水平千斤頂均為自鎖式液壓千斤頂。[0012]優(yōu)選地，所述剛性框架內(nèi)還安裝一攝像頭。[0013]優(yōu)選地，所述剛性框架為矩形框架。[0014]優(yōu)選地，所述剛性框架上設(shè)有供所述樁腿齒條豎直貫穿的通孔，所述上千斤頂和 下千斤頂安裝在緊靠所述通孔邊緣的位置。[0015]優(yōu)選地，當(dāng)齒塊與樁腿齒條嚙合時(shí)，所述傾斜油缸的軸線與豎直方向的夾角為 45°。[0016]優(yōu)選地，還包括液壓控制系統(tǒng)，所述上千斤頂、下千斤頂、水平千斤頂、水平油缸和 傾斜油缸均與液壓控制系統(tǒng)相連接。[0017]本實(shí)用新型的自升式鉆井平臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)，在齒塊與樁腿齒條的對(duì)準(zhǔn)和嚙合動(dòng)作過(guò) 程中，僅需要水平油缸和傾斜油缸配合即可完成。各個(gè)千斤頂只是在齒塊與樁腿齒條嚙合 后起到夾緊作用，不需要參與齒塊與樁腿齒條的對(duì)準(zhǔn)和嚙合過(guò)程。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比， 本實(shí)用新型鎖緊機(jī)構(gòu)操縱更加簡(jiǎn)單、方便，安全性高，在齒塊與樁腿齒條的對(duì)準(zhǔn)和嚙合過(guò)程 中，各個(gè)千斤頂均處于收縮狀態(tài)，不會(huì)對(duì)齒塊的移動(dòng)造成阻礙，因此對(duì)準(zhǔn)更加容易；上、下千 斤頂伸出時(shí)，齒塊是固定不動(dòng)的(嚙合狀態(tài))，這給上、下千斤頂?shù)牟贾脦?lái)了方便，只要將上、下千斤頂安裝在緊靠樁腿齒條的位置即可，無(wú)需兼顧齒塊的不同位置。利用本實(shí)用新型 鎖緊機(jī)構(gòu)，可以使鉆井平臺(tái)固定在樁腿上，并且將平臺(tái)的各種載荷通過(guò)鎖緊機(jī)構(gòu)傳遞給樁 腿，能夠?qū)崿F(xiàn)鉆井平臺(tái)在水面以上一定距離固定，使鉆井平臺(tái)在鉆井作業(yè)時(shí)不會(huì)受到海洋 風(fēng)浪的影響，大大提升了自升式鉆井平臺(tái)的作業(yè)功能。


[0019][0020][0023][0024][0025][0026][0027][0028]圖1為本實(shí)用新型自升式鉆井平臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)在松開(kāi)狀態(tài)的示意圖。 圖2為本實(shí)用新型中齒塊的示意圖。圖3為本實(shí)用新型自升式鉆井平臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)的控制原理示意圖。圖4為齒塊與樁腿齒條對(duì)準(zhǔn)時(shí)的狀態(tài)示意圖。圖5為齒塊與樁腿齒條嚙合時(shí)的狀態(tài)示意圖。圖6為水平夾緊后的狀態(tài)示意圖。圖7為豎直夾緊后的狀態(tài)不意圖。圖中1、鎖緊機(jī)構(gòu) 10、齒塊 13、水平千斤頂 16、下千斤頂 102、上表面2、樁腿齒條 11、上千斤頂 14、水平油缸 30、通孔 103、背面3、剛性框架 12、傾斜油缸 15、攝像頭 101、鎖緊齒條 104、下表面具體實(shí)施方式
[0030]
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員 由此可以更清楚地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。[0031]需要說(shuō)明的是，說(shuō)明書(shū)附圖所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，僅用以配合具體實(shí)施方 式，供本領(lǐng)域技術(shù)人員更清楚地了解本實(shí)用新型的構(gòu)思，并非用以限制本實(shí)用新型的保護(hù) 范圍。任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實(shí)用新型的功效及目的 達(dá)成的情況下，均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。為了便于描述，各部件的相對(duì)位置 關(guān)系是根據(jù)說(shuō)明書(shū)附圖的布圖方式來(lái)進(jìn)行描述的，如前、后、上、下、左、右等的位置關(guān)系是 根據(jù)說(shuō)明書(shū)附圖的布圖方向來(lái)確定的。[0032]如圖1所示，本實(shí)用新型自升式鉆井平臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)包括樁腿齒條2，在自升式鉆井 平臺(tái)內(nèi)設(shè)有一剛性框架3，剛性框架3優(yōu)選為矩形框架，剛性框架3上設(shè)有供樁腿齒條2豎 直貫穿的通孔30。在樁腿齒條2的兩側(cè)對(duì)稱地布置兩套鎖緊機(jī)構(gòu)1，每套鎖緊機(jī)構(gòu)包括一 個(gè)齒塊10、一個(gè)上千斤頂11、一個(gè)下千斤頂16、兩個(gè)水平千斤頂13、一個(gè)水平油缸14和一 個(gè)傾斜油缸12。[0033]其中，上千斤頂11和下千斤頂16豎直相對(duì)地固定在剛性框架3內(nèi)，并分別位于齒 塊10的上方和下方。[0034]兩個(gè)水平千斤頂13水平固定在剛性框架3內(nèi)并位于所述齒塊10的后方。[0035]水平油缸14位于兩個(gè)水平千斤頂13之間，水平油缸14的前端與所述齒塊10相 鉸接，后端與剛性框架3相鉸接，剛性框架3內(nèi)可以設(shè)置油缸安裝支座用以與水平油缸14 的后端相絞接。[0036]傾斜油缸12位于上千斤頂11和水平千斤頂13之間，傾斜油缸12的下端也與所述齒塊10相鉸接，上端與剛性框架3相鉸接，且傾斜油缸12的軸線與豎直方向的夾角α 為銳角。[0037]優(yōu)選地，在剛性框架3內(nèi)還安裝一攝像頭15。[0038]如圖2所示,齒塊10大致是一個(gè)矩形塊,在齒塊10的前面設(shè)有鎖緊齒條101,齒塊 10的上表面102、下表面104和背面103均為平面,且背面103與上表面102、下表面104相垂直。[0039]在本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例中，所述上千斤頂11、下千斤頂16和水平千斤13頂均為自鎖式液壓千斤頂。[0040]如圖3所示，本實(shí)用新型可以包括一液壓控制系統(tǒng)，所述上、下千斤頂、水平千斤頂、水平油缸和傾斜油缸均與液壓控制系統(tǒng)相連接，液壓控制系統(tǒng)與液壓站和監(jiān)控系統(tǒng)相連接，剛性框架內(nèi)的攝像頭也與監(jiān)控系統(tǒng)相連接。[0041]下面結(jié)合圖4-圖7，說(shuō)明本實(shí)用新型自升式鉆井平臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)的鎖緊過(guò)程。[0042]如圖4所示，在松開(kāi)狀態(tài)下，液壓控制系統(tǒng)控制傾斜油缸12動(dòng)作，調(diào)整齒塊10的上下位置，使齒塊10與樁腿齒條2的齒牙交錯(cuò)對(duì)準(zhǔn)。這可以根據(jù)攝像頭15采集的實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行判斷，并及時(shí)調(diào)整傾斜油缸12的角度。[0043]如圖5所示，當(dāng)齒塊10與樁腿齒條2的齒牙對(duì)準(zhǔn)后，水平油缸14推動(dòng)齒塊10與樁腿齒條2嚙合。此時(shí)，傾斜油缸12的軸線與豎直方向的夾角優(yōu)選為45°。如圖6所示，當(dāng)齒塊10與樁腿齒條2嚙合后，水平千斤頂13先伸出，頂在齒塊10 的背面上，沿水平方向?qū)X塊10與樁腿齒條2夾緊，不會(huì)因?yàn)槭艿狡脚_(tái)的載荷而脫開(kāi)。[0045]如圖7所示，最后，上、下千斤頂11、16伸出，正好頂在嚙合狀態(tài)下齒塊10的上表面和下表面上，將齒塊10沿豎直方向夾緊，起到支撐固定的作用。因此，上千斤頂11和下千斤頂16最好安裝在緊靠通孔30邊緣的位置，也就是與樁腿齒條2嚙合時(shí)的齒塊10的正上方和正下方。這樣就完成了鉆井平臺(tái)和樁腿的鎖緊，鉆井平臺(tái)與樁腿固結(jié)為一體。[0046]當(dāng)需要使鉆井平臺(tái)相對(duì)于樁腿上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，先松開(kāi)本實(shí)用新型的鎖緊機(jī)構(gòu)。松開(kāi)時(shí)，各個(gè)千斤頂先縮回，然后水平油缸14和傾斜油缸12收縮，將齒塊10向后拉，與樁腿齒條2脫離。
權(quán)利要求1.一種自升式鉆井平臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)，包括樁腿齒條(2)和對(duì)稱布置在樁腿齒條(2)兩側(cè)的兩套鎖緊機(jī)構(gòu)(1)，其特征是，所述自升式鉆井平臺(tái)內(nèi)設(shè)有一剛性框架(3)，樁腿齒條(2)豎直貫穿所述剛性框架(3)，每套鎖緊機(jī)構(gòu)(I)包括一個(gè)齒塊(10)、一個(gè)上千斤頂(11)、一個(gè)下千斤頂(16)、兩個(gè)水平千斤頂(13)、一個(gè)水平油缸(14)和一個(gè)傾斜油缸(12)，所述上千斤頂(11)和下千斤頂(16)豎直固定在剛性框架(3)內(nèi)并分別位于所述齒塊(10)的上、下方；所述兩個(gè)水平千斤頂(13)水平固定在剛性框架(3)內(nèi)并位于所述齒塊(10)的后方；所述水平油缸(14)位于兩個(gè)水平千斤頂(13)之間，水平油缸(14)的一端與所述齒塊(10)相鉸接，另一端與剛性框架(3)相鉸接；所述傾斜油缸(12)位于上千斤頂(11)和水平千斤頂(13)之間，傾斜油缸(12)的一端與所述齒塊(10)相鉸接，另一端與剛性框架(3)相鉸接，且傾斜油缸(12)的軸線與豎直方向的夾角為銳角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升式鉆井平臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征是，所述齒塊(10)的前面設(shè)有鎖緊齒條(101 )，齒塊(10)的上表面(102)、下表面(104)和背面(103)均為平面，且所述背面(103)與上表面(102)、下表面(104)相垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升式鉆井平臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征是，所述上千斤頂(11)、下千斤頂(16)和水平千斤頂(13)均為自鎖式液壓千斤頂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升式鉆井平臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征是，所述剛性框架(3)內(nèi)還安裝一攝像頭(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升式鉆井平臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征是，所述剛性框架(3)為矩形框架。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升式鉆井平臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征是，所述剛性框架(3)上設(shè)有供所述樁腿齒條(2 )豎直貫穿的通孔(30 )，所述上千斤頂(11)和下千斤頂(16 )安裝在緊靠所述通孔(30)邊緣的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升式鉆井平臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征是，當(dāng)齒塊(10)與樁腿齒條(2)嚙合時(shí)，所述傾斜油缸(12)的軸線與豎直方向的夾角為45°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升式鉆井平臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)，其特征是，還包括液壓控制系統(tǒng)，所述上千斤頂(11)、下千斤頂(16)、水平千斤頂(13)、水平油缸(14)和傾斜油缸(12)均與液壓控制系統(tǒng)相連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種自升式鉆井平臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)，包括樁腿齒條和對(duì)稱布置在樁腿齒條兩側(cè)的兩套鎖緊機(jī)構(gòu)，所述自升式鉆井平臺(tái)內(nèi)設(shè)有一剛性框架，樁腿齒條豎直貫穿剛性框架，每套鎖緊機(jī)構(gòu)包括一個(gè)齒塊、一個(gè)上千斤頂、一個(gè)下千斤頂、兩個(gè)水平千斤頂、一個(gè)水平油缸和一個(gè)傾斜油缸，上、下千斤頂豎直固定在剛性框架內(nèi)并分別位于齒塊的上、下兩側(cè)；兩個(gè)水平千斤頂水平固定在剛性框架內(nèi)并位于齒塊的后方；水平油缸位于兩個(gè)水平千斤頂之間，水平油缸的一端與所述齒塊相鉸接，另一端與剛性框架相鉸接；傾斜油缸的一端與齒塊相鉸接，另一端與剛性框架相鉸接，且傾斜油缸的軸線與豎直方向的夾角為銳角。本實(shí)用新型操縱更加簡(jiǎn)單、方便，安全性高。
文檔編號(hào)E02B17/06GK202830903SQ20122045359
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者劉愛(ài)永, 范會(huì)渠, 張維磋, 唐 謙 申請(qǐng)人:上海利策科技股份有限公司