CN102963508A - 一种深海钻井平台bop移运装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种深海钻井平台BOP移运装置，包括设置于船体上的导轨，所述导轨上设置有基体，所述基体上设置有能够容纳BOP的容纳空间，所述基体能够沿导轨在船体的甲板与井眼之间移动，所述船体上还设置有能够将BOP吊起的起吊装置，所述基体上设置有试压装置，所述试压装置通过试压油缸与基体相连，所述试压装置能够在试压油缸的驱动下移动至与容纳空间同轴的位置，通过可以移动的基体储存BOP，与现有技术中需在甲板的上设置固定的BOP储存区域储存BOP的方式相比，BOP的储存的位置更加灵活，在钻井等待和拖航等不需要BOP参与的作业过程中。

Description

一种深海钻井平台BOP移运装置

技术领域

本发明涉及一种海上石油作业设备的移运、储存装置，特别涉及一种深海钻井平台BOP移运装置。

背景技术

深海浮式钻勘探井时，水下BOP（即防喷器）是非常关键的防井喷井控设备，BOP的主体结构主要是承受高压作用，内部关键部件是阀件、闸板，部件之间通过法兰连接，法兰可以承受整个BOP的重量，用于BOP的下放作业。但由于BOP的其他部件不可以承受较大外力，因此通常情况下，在BOP上套装有BOP框架，以对BOP下放时进行导向和保护作用，不仅可以支撑气BOP的整个重量，还可防止BOP本体因为船体摇摆产生的运动使其与船体发生碰撞。BOP框架整体呈四周开放的框架结构，包括四个竖直方向的框架立柱，在框架立柱上设置有用以定位的支撑块，支撑块设置在框架立柱上，并沿水平方向伸出至框架立柱的外围。在将BOP下放至海水中时，BOP上连接有隔水管、及用于连接BOP和隔水管的LMRP。由于船体或平台总体布置的影响，bop和lmrp布置在月池两端，且只能从月池一端吊入井口位置，而在防喷器工作前，通常需要对防喷器进行储存、移运、试压等操作，用于将防喷器送达或移离井口位置，以完成下放或拆卸作业。这就需要相对应的移运装置来辅助搬运这些BOP送到/移离井口位置，完成下放/拆卸作业。

防喷器主要包括以下三个工作状态：储运、移运和试压，具体如下：

储存，是在安装之前，防喷器组通常储存在钻井平台上；现有的做法是在钻井平台上划分专门的储存区域、或直接储存在月池中。

试压，是在深海钻井在防喷器组下放之前，需要对防喷器组进行试压，试压完毕后进行最后的安装，依次连接防喷器组各部件及立管。

移运，是在钻井过程中，需通过移运设备将防喷器组从储存位置到井口位置，并从井口下放、安装；现有的做法是将利用月池侧面的导轨和小车，将防喷器组移动至井口后，将小车移开，再利用吊机将防喷器组吊入至井口中。

为了实现上述操作，通常需要多个相互分离的设备配合使用，其主要存在以下几个不足之处：

1、对BOP及其框架的储存、移运、试压的一系列操作步骤，需要由多台设备相配合完成，各设备之间相对独立，在布置时需占用较大空间，同时，操作流程较为繁琐。

2、通过滑轮和导轨配合对防喷器组进行移运时，防喷器组易因船体随水面的运动，沿导轨轴向发生自然滑移。

3、通过滑轮和导轨配合对防喷器组进行移运时，防喷器组易因船体随水面的运动，在导轨上发生侧翻。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种占用空间小、BOP移运方便的深海钻井平台BOP移运装置。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：一种深海钻井平台BOP移运装置，其特征在于：包括设置于船体上的导轨，所述导轨上设置有基体，所述基体上设置有能够容纳BOP的容纳空间，所述基体能够沿导轨在船体的甲板与井眼之间移动，所述船体上还设置有能够将BOP吊起的起吊装置，所述基体上设置有试压装置，所述试压装置通过试压油缸与基体相连，所述试压装置能够在试压油缸的驱动下移动至与容纳空间同轴的位置。

优选的，所述基体上设置支撑机构，所述支撑机构包括设置于基体上的支撑承台，所述支撑承台上设置有能够托起BOP的支撑面，所述支撑承台铰接于基体的上方，所述支撑承台与基体之间连接有支撑油缸，所述支撑油缸能够带动支撑承台在竖直平面内转动。采用这样的结构，通过支撑油缸带动支撑承台转动调整支撑面的位置，当BOP需要被基体托起、临时固定时，通过支撑油缸带动支撑承台旋转、使得支撑面与BOP接触，实现承重、并托起BOP；当BOP需要穿过基体并下放时，通过支撑油缸带动支撑承台旋转，使得支撑面离开BOP，即可将BOP无障碍下放。

需要说明的是，此处与支撑面接触的BOP，亦可是用于封装BOP的框架，具体的，BOP固定设置在框架中，框架的外侧设置有用于搭接外围承台的支撑块，通过支撑块和框架的间接连接，代替BOP直接与支撑承台相连的方式。

优选的，所述基体上设置夹持机构，所述夹持机构包括设置在基体上的螺纹孔、以及与螺纹孔配合的夹持杆，所述夹持杆与螺孔构成丝杆螺母机构。采用这样的结构，可通过调整夹持机构上的夹持杆与BOP之间的压紧力，将BOP夹持住或松开，以减缓因BOP与船体相对运动而造成的磕碰或损伤。

优选的，所述基体上设置有至少一组支撑机构和至少一组夹持机构，所述各组支撑机构和各组夹持机构分别设置于BOP相对的两侧。采用这样的结构，通过支撑机构和夹持机构的共同作用，能够使BOP稳固地停留在基体上。

优选的，所述基体底部设置有防倾翻臂，所述导轨的侧部设置有导向槽，所述防倾翻臂与所述导向槽面接触。采用这样的结构，通过防倾翻臂与导向槽的斜面配合，限制基体与船体甲板之间的偏角，保证基体不会因为船体的运动而发生倾翻。

优选的，所述导轨的数量为两根，所述两根导轨分别设置于基体的两侧，所述防倾翻臂扣接于两根导轨的外侧面。采用这样的结构，可进一步限制基体与船体之间的偏角，保证基体不会因船体的偏摆而发生倾覆。

优选的，所述基体的底部设置有滚子总成，所述滚子总成与导轨的结合面位于导轨的顶面。采用滚动摩擦替代现有的滑动摩擦的方式，基体在移动时的摩擦阻力更小，并减小对动力源的需求。需要说明的是，现有方式无法采用滚子总成与导轨相配合的原因在于：BOP框架储存在甲板上时，出于安全和稳定性的考虑，通常需将BOP框架吊离导轨，因此，若采用滑轮导轨配合的形式，在BOP框架吊至导轨时难以将导轨与滚子对准，且当BOP框架停放在船体上时也不易使之固定。

优选的，所述基体底部设置有导向轮，所述导向轮与导轨的结合面位于导轨的侧面。通过在导轨的侧面设置导向轮，可防止基体在移动时走偏，最优的，导向轮的数量为两个，并分别设置在导轨的两侧，导向轮与滚子总成一同将导轨的顶面和两侧面包覆，进一步避免基体在移动过程中发生偏移。

优选的，所述基体上还设置有驱动装置，所述驱动装置包括液压马达、齿轮以及齿条，所述液压马达与基体固定连接，所述液压马达的输出端上设置有齿轮，所述齿条与导轨同向设置在船体上，所述液压马达上的齿轮与齿条相互配合。采用这样的结构，通过齿轮齿条的啮合，防止了基体因船体运动而发生自然滑移，提高了设备的可靠性。且液压马达由静止到开始转动的启动状态也需要一定的转矩，进一步确保了基体不会因船体的轻微摆动而滑移。

优选的，所述基体上固定连接有液压锁销，所述船体上设置有销孔，所述液压锁销能够沿竖向移动，插入或脱出销孔。通过液压锁销把基体固定在船体上，可按需将基体与船体连为一体，以防止基体与船体发生相对移动，整体可靠性更优。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

第一、本发明通过可以移动的基体储存BOP，与现有技术中需在甲板的上设置固定的BOP储存区域储存BOP的方式相比，BOP的储存的位置更加灵活，在钻井等待和拖航等不需要BOP参与的作业过程中，在储存状态下能够容易地调整其在船体上的位置，易于其余装置的进场和部署，为甲板节省了固定的占地面积，并为甲板提供更大、更灵活的设计区域；

第二、由于本发明的基体在各种工况均处于船体甲板的平面上，当需要移动时，只需施力驱动基体沿导轨方向移动即可，与现有技术中需先将BOP从甲板上储存位上，沿竖直方向起吊一定高度，将BOP架设在导轨上方，并通过桁架长距离、高负载地拉动BOP相比，操作更加灵活，且结构简单，成本低廉。

第三、当需要进行BOP试压时，试压装置移出方便快捷，与现有技术中，耗费大量人力先将试压装置从其他地方搬运至BOP旁固定、组装的方式相比，减少了移运设备，并缩短了耗时、降低钻井成本。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的侧视图；

图4为图3中A部分的局部放大示意图；

图5为本发明中试压装置收纳状态的主视图；

图6为图5的俯视图；

图7为本发明中试压装置伸出试压时的主视图；

图8为图7的俯视图；

图9为本发明的结构半剖示意图；

图10为图9中B部分的局部放大示意图。

图中标记：船体—1；导轨—2；基体—3；容纳空间—4；BOP—5；试压装置—6；试压油缸—7；支撑承台—8；支撑面—9；支撑油缸—10；螺纹孔—11；夹持杆—12；液压马达—13；齿轮—14；齿条—15；液压锁销—16；销孔—17；滚子总成—18；导向轮—19；防倾翻臂—20；导向槽—21；驱动装置—22；支撑机构—23；夹持机构—24。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

如图1至图10所示，本发明深海钻井平台BOP移运装置包括设置于船体1上的导轨2，导轨2上设置有基体3，基体3上还设置有驱动装置22，详细请见图3、图4，驱动装置22包括液压马达13、齿轮14以及齿条15，液压马达13与基体3固定连接，液压马达13的输出端上设置有齿轮14，齿条15与导轨2同向设置在船体1上，液压马达13上的齿轮14与齿条15相互配合，通过齿轮14齿条15机构相互配合作为动力，带动基体3与船体1相对移动，采用这样的结构，在作为动力装置的同时，还可以通过液压马达13自身的摩擦力、即液压马达13由静止到开始转动的启动状态所需的转矩，进一步确保了基体3不会因船体1的轻微摆动而滑移，提高了设备的可靠性。

详细请见图5至图8，为了便捷地进行试压，基体3上设置有试压装置6，试压装置6通过试压油缸7与基体3相连，试压装置6能够在试压油缸7的驱动下移动至与容纳空间4同轴的位置，在船体1上还设置有能够将BOP5吊起的起吊装置，起吊装置设置在船体上，图中未示出，当需要进行试压操作时，通过起吊装置吊起BOP5，再通过试压油缸7将试压装置6移动至与基体3上容纳空间4同轴的位置，并连接相应管线进行试压。

在本实施例中，基体3由箱型梁相互拼装焊接、围合而成的框型结构，在基体3上设置有能够容纳BOP5的容纳空间4，基体3能够沿导轨2在船体1的甲板与井眼之间移动，基体3的作用类似于用于承载、运输BOP5的载车，通过基体3实现BOP5的储存和移运。在其余实施方式中，基体3整体还可以是“C”字形横截面、或“门”字形横截面的拉伸体，中部形成能够容置BOP5的空腔、即本实施例中的容纳空间4，基体3未完全封闭、形成前端开口的结构，预留作为管线移出的通道。

详见图3，为了在储存、移动BOP5时，更灵活、稳定地支撑起BOP5，在基体3上设置有一组支撑机构23和一组夹持机构24，该组支撑机构23设置于BOP5相对的两侧，该组夹持机构24设置于BOP5相对的两侧，夹持机构24和支撑机构23交替设置于BOP5相邻的两侧，支撑机构23和夹持机构24的具体结构如下：

支撑机构23包括设置于基体3上的支撑承台8，支撑承台8上设置有能够托起BOP5的支撑面9，支撑承台8铰接于基体3的上方，支撑承台8与基体3之间连接有支撑油缸10，支撑油缸10能够带动支撑承台8在竖直平面内转动，通过支撑油缸10带动支撑承台8转动调整支撑面9的位置，当BOP5需要被基体3托起、临时固定时，通过支撑油缸10带动支撑承台8旋转、使得支撑面9与BOP5接触，实现承重、并托起BOP5；当BOP5需要穿过基体3并下放时，通过支撑油缸10带动支撑承台8旋转，使得支撑面9离开BOP5，即可将BOP5无障碍下放。本实施例中，用于与支撑面9相互接触的，为BOP5本体，在其余实施方式中，BOP5亦可是固定设置在框架中，并在该框架的外侧设置有用于搭接外围承台的支撑块，通过支撑块和框架的间接连接，代替BOP5直接与支撑承台8相连的方式，均实现承载BOP5的作用，在此就不再赘述。

夹持机构24包括设置在基体3上的螺纹孔11、以及与螺纹孔11配合的夹持杆12，夹持杆12与螺孔构成丝杆螺母机构，夹持机构24与BOP5之间预留有供BOP5下放和取出的操作空间，采用这样的结构，可通过调整夹持机构24上的夹持杆12与BOP5之间的压紧力，将BOP5夹持住或松开，以减缓因BOP5与船体1相对运动而造成的磕碰或损伤。为了提高承载能力，夹持杆12与螺纹孔11均采用梯形螺纹。

详见图4，为了减少基体3在移动时的摩擦阻力，基体3的底部设置有滚子总成18，滚子总成18与导轨2的结合面位于导轨2的顶面，进一步，为了防止基体3在移动时走偏，基体3的底部设置有导向轮19，导向轮19与导轨2的结合面位于导轨2的侧面，导向轮19的数量为两个，并分别设置在导轨2的两侧，导向轮19与滚子总成18一同将导轨2的顶面和两侧面包覆，进一步避免基体3在移动过程中发生偏移。

详见图1、图2，为了在储存状态下避免基体3滑移，在基体3的底部固定连接有液压锁销16，船体1上设置有销孔17，液压锁销16能够沿竖向移动，插入或脱出销孔17。通过液压锁销16把基体3固定在船体1上，可按需将基体3与船体1连为一体，以防止基体3与船体1发生相对移动，防止齿轮14、齿条15受到冲击而损坏，整体可靠性更优。

详见图9、图10，在基体3的底部设置有两个防倾翻臂20，导轨2的侧部设置有导向槽21，防倾翻臂20与导向槽21面接触，其中，导轨2的数量为两根，两根导轨2分别设置于基体3的两侧，两个防倾翻臂20扣接于两根导轨2的外侧面，防倾翻臂20能够在基体3倾覆时，即基体3与船体1甲板之间夹角过大时，通过防倾翻臂20与导向槽21的上斜面配合，限制基体3与船体1甲板之间的偏角，保证基体3不会因为船体1的运动而发生倾翻。

装载BOP的方法如下：

a、通过支撑油缸10带动支撑承台8伸出、使支撑承台8能够与BOP5接触；

b、通过起吊设备缓慢下放BOP5，直至支撑承台8与BOP5接触，以承载BOP5的重量；

c、调整夹持机构24，将夹持杆12的端部压紧在BOP5上，实现定位和紧固。

BOP的试压方法如下：

a、调整夹持机构24的夹持杆12，使夹持杆12的端部移离BOP5；

b、通过吊装设备将BOP5吊起一定高度；

c、将试压装置6移动至与容纳空间4同轴的位置，并连接试压管线，完成试压操作；

d、拆除试压管线，并将试压装置6移出归位。

Claims (10)

1.一种深海钻井平台BOP移运装置，其特征在于：包括设置于船体上的导轨，所述导轨上设置有基体，所述基体上设置有能够容纳BOP的容纳空间，所述基体能够沿导轨在船体的甲板与井眼之间移动，所述船体上还设置有能够将BOP吊起的起吊装置，所述基体上设置有试压装置，所述试压装置通过试压油缸与基体相连，所述试压装置能够在试压油缸的驱动下移动至与容纳空间同轴的位置。

2.根据权利要求1所述的深海钻井平台BOP移运装置，其特征在于：所述基体上设置支撑机构，所述支撑机构包括设置于基体上的支撑承台，所述支撑承台上设置有能够托起BOP的支撑面，所述支撑承台铰接于基体的上方，所述支撑承台与基体之间连接有支撑油缸，所述支撑油缸能够带动支撑承台在竖直平面内转动。

3.根据权利要求2所述的深海钻井平台BOP移运装置，其特征在于：所述基体上设置夹持机构，所述夹持机构包括设置在基体上的螺纹孔、以及与螺纹孔配合的夹持杆，所述夹持杆与螺孔构成丝杆螺母机构。

4.根据权利要求3所述的深海钻井平台BOP移运装置，其特征在于：所述基体上设置有至少一组支撑机构和至少一组夹持机构，所述各组支撑机构和各组夹持机构分别设置于BOP相对的两侧。

5.根据权利要求1至4中任一所述的深海钻井平台BOP移运装置，其特征在于：所述基体上还设置有驱动装置，所述驱动装置包括液压马达、齿轮以及齿条，所述液压马达与基体固定连接，所述液压马达的输出端上设置有齿轮，所述齿条与导轨同向设置在船体上，所述液压马达上的齿轮与齿条相互配合。

6.根据权利要求5所述的深海钻井平台BOP移运装置，其特征在于：所述基体上固定连接有液压锁销，所述船体上设置有销孔，所述液压锁销能够沿竖向移动，插入或脱出销孔。

7.根据权利要求5所述的深海钻井平台BOP移运装置，其特征在于：所述基体的底部设置有滚子总成，所述滚子总成与导轨的结合面位于导轨的顶面。

8.根据权利要求7所述的深海钻井平台BOP移运装置，其特征在于：所述基体底部设置有导向轮，所述导向轮与导轨的结合面位于导轨的侧面。

9.根据权利要求5所述的深海钻井平台BOP移运装置，其特征在于：所述基体底部设置有防倾翻臂，所述导轨的侧部设置有导向槽，所述防倾翻臂与所述导向槽面接触。

10.根据权利要求9所述的深海钻井平台BOP移运装置，其特征在于：所述导轨的数量为两根，所述两根导轨分别设置于基体的两侧，所述防倾翻臂扣接于两根导轨的外侧面。

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