專利名稱：自升式鉆井平臺鎖緊機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
自升式鉆井平臺鎖緊機構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實用新型涉及自升式鉆井平臺，具體涉及一種用于對自升式鉆井平臺的樁腿進 行鎖定的鎖緊機構(gòu)。
背景技術(shù)：
[0002]隨著人類對油氣資源開發(fā)利用的深化，油氣勘探開發(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行。在海上進行油氣鉆井施工時，幾百噸重的鉆機要有 足夠的支撐和放置的空間，同時還要有鉆井人員生活居住的地方，海上石油鉆井平臺就擔 負起了這一重任。由于海上氣候的多變、海上風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(drilling platform)是主要用于鉆探井的海上結(jié)構(gòu)物。平臺上裝 鉆井、動力、通訊、導航等設(shè)備，以及安全救生和人員生活設(shè)施，是海上油氣勘探開發(fā)不可缺 少的手段。海上鉆井平臺主要分為移動式平臺和固定式平臺兩大類，其中，固定式平臺又可 分為導管架式平臺、混凝土重力式平臺、深水順應塔式平臺等。固定式鉆井平臺大都建在 淺水中，它是借助導管架固定在海底而高出海面不再移動的裝置，平臺上面鋪設(shè)甲板用于 放置鉆井設(shè)備。支撐固定平臺的樁腿是直接打入海底的，所以，固定式鉆井平臺的穩(wěn)定性 好，但因平臺不能移動，故鉆井的成本較高。[0004]為解決平臺的移動性和深海鉆井問題，又出現(xiàn)了多種移動式鉆井平臺，主要包括 坐底式鉆井平臺、自升式鉆井平臺、鉆井浮船、半潛式鉆井平臺、張力腿式平臺、牽索塔式平口寸ο[0005]自升式鉆井平臺由平臺、樁腿和升降機構(gòu)組成，平臺能沿樁腿升降，一般無自航能 力。工作時樁腿下放插入海底，平臺被抬起到離開海面的安全工作高度，并對樁腿進行預 壓，以保證平臺遇到風暴時樁腿不致下陷。完井后平臺降到海面，拔出樁腿并全部提起，整 個平臺浮于海面，由拖輪拖到新的井位。1953年美國建成第一座自升式平臺，這種平臺對水 深適應性強，工作穩(wěn)定性良好，發(fā)展較快，約占移動式鉆井裝置總數(shù)的1/2。中國自行制造的 自升式鉆井平臺“渤海一號”平臺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構(gòu)。該型鉆井平臺造價較低、運移性好、對海底地形的適 應性強，因而，中國海上鉆井多使用自升式鉆井平臺。[0006]在自升式鉆井平臺到達工作地點后，平臺由升降系統(tǒng)提升到氣隙高度，需要將平 臺固定，保證平臺能夠在安全的高度平穩(wěn)地進行鉆完井作業(yè)，此時，自升式鉆井平臺鎖緊機 構(gòu)開始發(fā)揮作用，它的主要作用就是將平臺固定在樁腿上，并且將平臺的各種載荷通過鎖 緊機構(gòu)傳遞給樁腿。[0007]中國實用新型專利200920211771. X公開了一種自升式工程平臺鎖緊裝置，包括 一與工程平臺的樁腿齒條相嚙合的齒塊，該工程平臺鎖緊裝置還包括復位油缸、插銷油缸、 上蝸輪蝸桿頂升器、下蝸輪蝸桿頂升器和兩個側(cè)蝸輪蝸桿頂升器，所述復位油缸和所述兩 個側(cè)蝸輪蝸桿頂升器均設(shè)置在所述齒塊背對于所述樁腿齒條的背面?zhèn)?，用于?qū)動所述齒塊沿水平方向移動；復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)動齒塊沿垂直方向移動；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，該插銷油缸設(shè) 有一插銷。在鎖緊時，首先要保證齒塊與樁腿齒條的齒型對準，使它們能夠順利嚙合。該鎖 緊裝置是通過上、下蝸輪蝸桿頂升器的推動使齒塊與樁腿齒條對準的，但這樣至少存在以 下問題第一、齒塊與樁腿齒條對準后，上、下蝸輪蝸桿頂升器對齒塊形成夾緊狀態(tài)，隨后用 復位油缸推動齒塊平移與樁腿齒條哨合時會比較困難；第二、由于齒塊在對準時與哨合時 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。實用新型內(nèi)容[0008]本實用新型要解決的技術(shù)問題在于提供一種結(jié)構(gòu)更加合理、操縱更方便的自升式 鉆井平臺鎖緊機構(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)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種自升式鉆井平臺鎖 緊機構(gòu)，包括樁腿齒條和對稱布置在樁腿齒條兩側(cè)的兩套鎖緊機構(gòu)，所述自升式鉆井平臺 內(nèi)設(shè)有一剛性框架，樁腿齒條豎直貫穿所述剛性框架，每套鎖緊機構(gòu)包括一個齒塊、一個上 千斤頂、一個下千斤頂、兩個水平千斤頂、一個水平油缸和一個傾斜油缸，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，當齒塊與樁腿齒條嚙合時，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]本實用新型的自升式鉆井平臺鎖緊機構(gòu)，在齒塊與樁腿齒條的對準和嚙合動作過 程中，僅需要水平油缸和傾斜油缸配合即可完成。各個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準和嚙合過程。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比， 本實用新型鎖緊機構(gòu)操縱更加簡單、方便，安全性高，在齒塊與樁腿齒條的對準和嚙合過程 中，各個千斤頂均處于收縮狀態(tài)，不會對齒塊的移動造成阻礙，因此對準更加容易；上、下千 斤頂伸出時，齒塊是固定不動的(嚙合狀態(tài))，這給上、下千斤頂?shù)牟贾脦砹朔奖?，只要將上、下千斤頂安裝在緊靠樁腿齒條的位置即可，無需兼顧齒塊的不同位置。利用本實用新型 鎖緊機構(gòu)，可以使鉆井平臺固定在樁腿上，并且將平臺的各種載荷通過鎖緊機構(gòu)傳遞給樁 腿，能夠?qū)崿F(xiàn)鉆井平臺在水面以上一定距離固定，使鉆井平臺在鉆井作業(yè)時不會受到海洋 風浪的影響，大大提升了自升式鉆井平臺的作業(yè)功能。


[0019][0020][0023][0024][0025][0026][0027][0028]圖1為本實用新型自升式鉆井平臺鎖緊機構(gòu)在松開狀態(tài)的示意圖。 圖2為本實用新型中齒塊的示意圖。圖3為本實用新型自升式鉆井平臺鎖緊機構(gòu)的控制原理示意圖。圖4為齒塊與樁腿齒條對準時的狀態(tài)示意圖。圖5為齒塊與樁腿齒條嚙合時的狀態(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、下表面具體實施方式
[0030]
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員 由此可以更清楚地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效。[0031]需要說明的是，說明書附圖所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，僅用以配合具體實施方 式，供本領(lǐng)域技術(shù)人員更清楚地了解本實用新型的構(gòu)思，并非用以限制本實用新型的保護 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，在不影響本實用新型的功效及目的 達成的情況下，均應仍落在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。為了便于描述，各部件的相對位置 關(guān)系是根據(jù)說明書附圖的布圖方式來進行描述的，如前、后、上、下、左、右等的位置關(guān)系是 根據(jù)說明書附圖的布圖方向來確定的。[0032]如圖1所示，本實用新型自升式鉆井平臺鎖緊機構(gòu)包括樁腿齒條2，在自升式鉆井 平臺內(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)對稱地布置兩套鎖緊機構(gòu)1，每套鎖緊機構(gòu)包括一 個齒塊10、一個上千斤頂11、一個下千斤頂16、兩個水平千斤頂13、一個水平油缸14和一 個傾斜油缸12。[0033]其中，上千斤頂11和下千斤頂16豎直相對地固定在剛性框架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]在本實用新型的優(yōu)選實施例中，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，說明本實用新型自升式鉆井平臺鎖緊機構(gòu)的鎖緊過程。[0042]如圖4所示，在松開狀態(tài)下，液壓控制系統(tǒng)控制傾斜油缸12動作，調(diào)整齒塊10的上下位置，使齒塊10與樁腿齒條2的齒牙交錯對準。這可以根據(jù)攝像頭15采集的實時圖像進行判斷，并及時調(diào)整傾斜油缸12的角度。[0043]如圖5所示，當齒塊10與樁腿齒條2的齒牙對準后，水平油缸14推動齒塊10與樁腿齒條2嚙合。此時，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，不會因為受到平臺的載荷而脫開。[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嚙合時的齒塊10的正上方和正下方。這樣就完成了鉆井平臺和樁腿的鎖緊，鉆井平臺與樁腿固結(jié)為一體。[0046]當需要使鉆井平臺相對于樁腿上下運動時，先松開本實用新型的鎖緊機構(gòu)。松開時，各個千斤頂先縮回，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鎖緊機構(gòu)，包括樁腿齒條(2)和對稱布置在樁腿齒條(2)兩側(cè)的兩套鎖緊機構(gòu)(1)，其特征是，所述自升式鉆井平臺內(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)，每套鎖緊機構(gòu)(I)包括一個齒塊(10)、一個上千斤頂(11)、一個下千斤頂(16)、兩個水平千斤頂(13)、一個水平油缸(14)和一個傾斜油缸(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鎖緊機構(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鎖緊機構(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鎖緊機構(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鎖緊機構(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鎖緊機構(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鎖緊機構(gòu)，其特征是，當齒塊(10)與樁腿齒條(2)嚙合時，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鎖緊機構(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。
專利摘要本實用新型公開了一種自升式鉆井平臺鎖緊機構(gòu)，包括樁腿齒條和對稱布置在樁腿齒條兩側(cè)的兩套鎖緊機構(gòu)，所述自升式鉆井平臺內(nèi)設(shè)有一剛性框架，樁腿齒條豎直貫穿剛性框架，每套鎖緊機構(gòu)包括一個齒塊、一個上千斤頂、一個下千斤頂、兩個水平千斤頂、一個水平油缸和一個傾斜油缸，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。本實用新型操縱更加簡單、方便，安全性高。
文檔編號E02B17/06GK202830903SQ20122045359
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者劉愛永, 范會渠, 張維磋, 唐 謙 申請人:上海利策科技股份有限公司