CN104747140A - 一种铬锰合金焊接弹簧海上油井动力辅助装备 - Google Patents

一种铬锰合金焊接弹簧海上油井动力辅助装备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及的是一种海上油井辅助装置，一种铬锰合金焊接弹簧海上油井动力辅助装备,作业平台上每个平台铰链上连接着焊接弹簧缓冲器上孔端头，焊接弹簧缓冲器下孔端头与固定支脚连接固定；摆杆底座上的摆杆轴销上可旋转固定着钻井摆杆，钻井摆杆一侧端固定连着钻井大绳，钻井大绳穿越作业平台上的平台钻眼孔后深入到海底油井床；作为改进：鼠笼式隔爆三角带轮电机之中的前端盖上设置隔离构件，分担了所有的弯矩负荷，使得电机转轴只承受纯扭矩，发明通过作业平台将鼠笼式隔爆三角带轮电机与焊接弹簧缓冲器结合一起，同时解决了一直来困扰海上油井的两大难题：动力源电机易损问题和油井设施整体缓冲问题，取得了意想不到的效果。

Description

一种铬锰合金焊接弹簧海上油井动力辅助装备
技术领域              
    本发明涉及的是一种海上油井辅助装置，属于海洋能源开发技术应用领域，尤其涉及借助于海面作业平台的一种铬锰合金焊接弹簧海上油井动力辅助装备。
背景技术
海洋蕴藏着巨大的可再生能源，开发海洋能源已经成为世界各国的战略性选择。而我国的海岸线漫长，海洋资源丰富，海洋平台是为在海上进行钻井、采油等活动提供生产和生活设施的构筑物。按其结构特性和工作状态可分为固定式、活动式和半固定式三大类。固定式平台的下部由桩、扩大基脚或其他构造直接支承并固着于海底，按支承情况分为桩基式和重力式两种。活动式平台浮于水中或支承于海底，能从一井位移至另一井位，接支承情况可分为着底式和浮动式两类，近年来正在研究新颖的半固定式海洋平台，它既能固定在深水中，又具有可移性，张力腿式平台即属此类。海洋平台由上部结构，即平台甲板和基础结构组成。上部结构一般由上下层平台甲板和层间桁架或立柱构成。甲板上布置成套钻采装置及辅助工具、动力装置、泥浆循环净化设备、人员的工作、生活设施和直升飞机升降台等。平台甲板的尺寸由使用工艺确定。
众所周知，海上石油钻井平台装备每次维修的费用都是惊人的，海上石油钻井平台装备中的任何零部件都要能经得起海水腐蚀，任何一次油路维修或更换以及动力源故障排除花费较高，且长时间影响油井生产。特别是海上油井，众所周知的游梁式抽油装置的突出特征是间隙性做功，因此与之配套动力源使用寿命以及整体抗震能一直来成为该装置的瓶颈技术。
发明内容
本发明提供一种采用焊接弹簧结构双向缓冲，结合鼠笼式隔爆三角带轮电机配有隔离构件，来解决海上油井的技术瓶颈，具体如下： 
一种铬锰合金焊接弹簧海上油井动力辅助装备,作业平台上有三至五个平台铰链，每个平台铰链上连接着焊接弹簧缓冲器上孔端头，焊接弹簧缓冲器下孔端头与固定支脚连接固定；所述的作业平台上固定有电机底座、转盘底座和摆杆底座，摆杆底座上的摆杆轴销上可旋转固定着钻井摆杆，所述的转盘底座上的转盘轴销可旋转固定着带轮转盘，所述的电机底座固定安装有鼠笼式隔爆三角带轮电机；所述的钻井摆杆一侧端固定连着钻井大绳，钻井大绳穿越所述的作业平台上的平台钻眼孔后深入到海底油井床；所述的钻井摆杆另一端上有滑块长槽，滑块长槽上可滑动配合着盘杆滑块；所述的带轮转盘一侧面固定着滑块轴销上的轴销螺柱，所述的滑块轴销上的轴销台阶段外圆与所述的盘杆滑块上的滑块中心通孔之间为可旋转滑动配合；所述的鼠笼式隔爆三角带轮电机上的输出三角带轮与所述的带轮转盘之间有三角传动带；作为改进：
所述的焊接弹簧缓冲器包括焊接弹簧杆、焊接弹簧内筒、焊接所述的焊接弹簧缓冲器包括焊接弹簧杆、焊接弹簧内筒、焊接导向外筒、焊接第一弹簧座以及第一双向弹簧和第二双向弹簧，所述的焊接弹簧杆光轴一端固定有双向弹簧座，双向弹簧座外圆与所述的焊接弹簧内筒内孔之间为可轴向滑动配合；所述的焊接弹簧杆另一端有弹簧杆外螺纹，弹簧杆外螺纹外径尺寸小于或等于所述的焊接弹簧杆外径尺寸；所述的焊接弹簧内筒光孔一端固定有第二弹簧座，第二弹簧座内孔与所述的焊接弹簧杆外圆之间为可轴向滑动配合；所述的焊接弹簧内筒另一端有内筒焊接坡口，内筒焊接坡口与所述的焊接第一弹簧座连接固定处有焊接环缝，所述的焊接第一弹簧座外端有缓冲器下孔端头，缓冲器下孔端头与所述的固定支脚相连接；所述的焊接导向外筒开孔端的内孔圆筒壁与所述的焊接弹簧内筒外圆之间为滑动配合，所述的焊接导向外筒盲孔端有外筒螺孔，外筒螺孔外端与缓冲器上孔端头之间有连接焊缝，所述的缓冲器上孔端头与所述的平台铰链相连接；所述的外筒螺孔与所述的弹簧杆外螺纹紧固连接；所述的双向弹簧座与所述的焊接第一弹簧座之间固定有所述的第一双向弹簧，所述的双向弹簧座与所述的第二弹簧座之间固定有所述的第二双
所述的鼠笼式隔爆三角带轮电机包括电机外壳、前端盖、后端盖、电机转轴、引线接口、定子、转子和输出三角带轮，定子固定在电机外壳内孔上，转子固定在电机转轴最大直径处且与定子位置相对应，前端盖上有前螺钉固定在电机外壳前端面，前端盖的前盖轴承孔上固定着前轴承外圆，前轴承内孔固定着电机转轴的前轴承段；后端盖上有后螺钉固定在电机外壳后端面，后端盖的后盖中心孔上固定着后轴承外圆，后轴承内孔固定着电机转轴的后轴承段，后轴承段后端有转轴末端，转轴末端上固定着电机风叶，风叶外罩固定在后端盖外圆上；电机外壳下方有安装脚板，安装脚板与电机外壳之间有加强连筋，安装脚板上有安装通孔；引线接口与电机外壳上的接线口座之间有压盖法兰，压盖法兰将密封孔圈固定在接线口座的口座内孔内；前端盖固定有隔离构件，隔离构件与输出三角带轮之间有无内圈轴承。
作为进一步改进：所述的隔离构件80的外轴承支撑圆89表面有一层厚度为0.21至0.23毫米的镍合金涂层，所述的镍合金涂层的材料由如下重量百分比的元素组成：Ni（镍）：13.3～13.5%、、W(钨)：7.4～7.6%、Cr（铬）：5～7%、Al（铝）：2～4%、C（碳）：1.1～1.3%，余量为Fe（铁）及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn（锡）少于0.05%、 Si（硅）少于0.20%、 Mn（锰）少于0.25%、 S（硫）少于0.010%、 P（磷）少于0.015%；
所述的第一双向弹簧256和所述的第二双向弹簧276都是整体采用铬锰合金钢，所述的铬锰合金钢材料由如下重量百分比的元素组成：Cr（铬）:12.6～12.8%、Mn（锰）: 6.6～6.8%、Cu（铜）：3.2～3.4%、Mo（钼）:1.5～1.7%、Ni（镍）:1.5～1.7%、Zn（锌）: 1.1～1.3%、C（碳）:1.0～1.2%，余量为Fe（铁）及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn（锡）少于0.06%、 Si（硅）少于0.22%、 S（硫）少于0.012%、 P（磷）少于0.014%。
所述的焊接弹簧内筒216是整体采用氧化铈陶瓷；所述的氧化铈陶瓷以                                                (二氧化铈)为基料，配以矿化剂MgO(氧化镁)、 (碳酸钡)及结合粘土组成，并且其各组分的重量百分比含量为：86.2～86.4%、MgO： 4.7～4.9%、：4.2～4.4%、结合粘土：4.5～4.7%。
作为进一步改进：接线口座在口座内孔上口有口座法兰，接线口座在口座内孔底部有内孔挡肩，内孔挡肩中心有接线通孔与口座内孔之间具有同轴度；压盖法兰外缘上有压盖通孔与口座法兰上的螺孔相对应，压盖法兰的内端面上有压盖凸台与口座内孔之间为间隙配合；压盖法兰中心有压盖内螺孔与引线接口内端外螺纹相配合；内孔挡肩与压盖凸台之间依次有第一垫片、密封孔圈和第二垫片；第一垫片放置在口座内孔底部贴着内孔挡肩，再依次放入密封孔圈和第二垫片，将压盖法兰上的压盖凸台对准口座内孔，二至三颗压盖螺栓穿越压盖法兰外缘上的压盖通孔与口座法兰上的螺孔拧紧，使得密封孔圈受压变形后密闭抱紧电缆线。
作为进一步改进：隔离构件的构件台阶内孔与电机转轴的转轴外伸段之间有旋转空隙，隔离构件的外轴承支撑圆支撑着无内圈轴承上的圆柱滚针，无内圈轴承上的滚针外圈的外圆固定在输出三角带轮的三角带轮台阶孔内圆壁上，三角带轮台阶孔底面上有三角带轮花键孔与电机转轴上的轴端花键之间为花键齿圆周啮合的轴向可滑动配合，轴端花键的端面上有轴端螺孔，轴端螺孔上配合有台阶防松螺钉限制着轴向定位挡圈的轴向位移，轴向定位挡圈外缘部位固定在三角带轮花键孔外端平面上，继而限制了输出三角带轮的轴向位移。
作为进一步改进：轴向定位挡圈外侧面上有防松挡片与轴向定位挡圈一起，被挡圈螺钉固定在三角带轮花键孔外端平面上；防松挡片有挡片拐角边紧贴着台阶防松螺钉的两平边挡肩帽上的任意一平边上；输出三角带轮外圆上有三角皮带槽，输出三角带轮外端面上有三角带轮端面螺孔，三角带轮台阶孔上有三角带轮退刀槽和三角带轮卡槽，三角带轮卡槽中活动配合有三角带轮孔用卡环，三角带轮台阶孔底角位置上放置有三角带轮调节圈，滚针外圈两侧分别贴着三角带轮孔用卡环和三角带轮调节圈；隔离构件上有构件法兰，构件法兰内侧有构件调节环外圆与前盖轴承孔之间为过渡配合；构件调节环外圆与外轴承支撑圆之间具有同轴度关系；前端盖外侧面上有前盖凹台面，前盖凹台面上有五至六个前盖螺孔，构件法兰上有五至六个构件枕孔与前盖螺孔相对应；构件螺钉穿越构件枕孔与前盖螺孔相配合，将隔离构件固定在前盖凹台面上；前盖凹台面与前盖轴承孔之间具有垂直度关系。
本发明的有益效果
（一）、作业平台有四个平台铰链与焊接弹簧缓冲器一端相连接，焊接弹簧缓冲器另一端与固定支脚相连接，且所述的焊接弹簧缓冲器与所述的作业平台平面之间呈现度夹角布置，确保作业平台能抵御来自任何方位的海浪冲击。
（二）、鼠笼式隔爆三角带轮电机中采用了接线口座在口座内孔上口有口座法兰，接线口座在口座内孔底部有内孔挡肩，内孔挡肩中心有接线通孔与口座内孔之间具有同轴度；压盖法兰外缘上有压盖通孔与口座法兰上的螺孔相对应，压盖法兰的内端面上有压盖凸台与口座内孔之间为间隙配合；压盖法兰中心有压盖内螺孔与引线接口内端外螺纹相配合；内孔挡肩与压盖凸台之间依次有第一垫片、密封孔圈和第二垫片，上述出线结构适用于隔爆型电机的出线，具有运行安全可靠、安装调试方便、节省空压机内部空间、排线方便优点。
（三）、在鼠笼式隔爆三角带轮电机之中的前端盖上设置隔离构件，分担了所有的弯矩负荷，使得电机转轴只承受纯扭矩。由于满足在额定功率的前提下，在设计上可以将求电机转轴的直径做到极限小，只承受纯扭矩，同时，由于满足在额定功率的前提下，在设计上可以将求电机转轴的直径做到极限小，只承受纯扭矩，同时，由于隔离构件整体形状属于空心短管，因此结构刚性超强，能承受更大的径向力。两者结合，本发明实现了既能将电机整体尺寸做得紧凑，又能承受更大的径向力，运行更加可靠，从而延长了电机的使用寿命。
（四）、本发明通过作业平台将鼠笼式隔爆三角带轮电机与焊接弹簧缓冲器结合一起，同时解决了一直来困扰海上油井的两大难题：动力源电机易损问题和油井设施整体缓冲问题，取得了意想不到的效果。
（五）、本发明中所述的隔离构件的外轴承支撑圆表面有一层厚度为0.22毫米的镍合金涂层；所述的镍合金涂层的材料主要性能参数为：洛氏硬度HRC值为54～56，所述的镍合金钢材料具有很高的耐磨性以及很好的耐腐蚀性；
所述的第一双向弹簧和所述的第二双向弹簧都是整体采用铬锰合金钢，所述的高强度耐腐蚀的铬锰合金钢材料拉伸弹性模量E值和剪切弹性模量G值都很高，且具有较强的耐腐蚀性；
所述的焊接弹簧内筒都是整体采用氧化铈陶瓷；所述的焊接导向外筒也采用所述的铬锰合金钢材料，两种不同材质相配合滑动摩擦，不但具有更好的耐摩擦，而且还能更好的耐腐蚀。
附图说明
图1为本发明的整体侧面示意图。
图2为图1俯视图。
图3为图2中的滑块轴销177部位的局部放大剖面示意图。
图4为图1或图2中的焊接弹簧缓冲器145放大剖面示意图。
图5为图1或图2中的鼠笼式隔爆三角带轮电机180整体结构局部剖面示意图。
图6是图5中的接线口座75局部放大剖面示意图。
图7是图6中的压盖法兰17局部放大剖面示意图。
图8是图5中的隔离构件80和输出三角带轮90所处部位的局部放大剖面示意图。
图9是图8中局部再放大剖面示意图。
图10是图8中的输出三角带轮90一侧视图。
图11是图8中的输出三角带轮90局部放大剖面示意图。
图12是图5中的前端盖20局部放大剖面示意图。
图13是图6中的隔离构件80局部放大剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：
图1、图2、图3和图4中：一种铬锰合金焊接弹簧海上油井动力辅助装备,作业平台110上有三至五个平台铰链144，每个平台铰链144上连接着焊接弹簧缓冲器145上孔端头，焊接弹簧缓冲器145下孔端头与固定支脚146连接固定；所述的作业平台110上固定有电机底座505、转盘底座158和摆杆底座151，摆杆底座151上的摆杆轴销503上可旋转固定着钻井摆杆153，所述的转盘底座158上的转盘轴销188可旋转固定着带轮转盘179，所述的电机底座505固定安装有鼠笼式隔爆三角带轮电机180；所述的钻井摆杆153一侧端固定连着钻井大绳152，钻井大绳152穿越所述的作业平台110上的平台钻眼孔501后深入到海底油井床；所述的钻井摆杆153另一端上有滑块长槽157，滑块长槽157上可滑动配合着盘杆滑块159；所述的带轮转盘179一侧面固定着滑块轴销177上的轴销螺柱771，所述的滑块轴销177上的轴销台阶段772外圆与所述的盘杆滑块159上的滑块中心通孔508之间为可旋转滑动配合；所述的鼠笼式隔爆三角带轮电机180上的输出三角带轮90与所述的带轮转盘179之间有三角传动带502；
作为改进：
所述的焊接弹簧缓冲器145包括焊接弹簧杆255、焊接弹簧内筒216、焊接所述的焊接弹簧缓冲器145包括焊接弹簧杆255、焊接弹簧内筒216、焊接导向外筒227、焊接第一弹簧座291以及第一双向弹簧256和第二双向弹簧276，所述的焊接弹簧杆255光轴一端固定有双向弹簧座224，双向弹簧座224外圆与所述的焊接弹簧内筒216内孔之间为可轴向滑动配合；所述的焊接弹簧杆255另一端有弹簧杆外螺纹225，弹簧杆外螺纹225外径尺寸小于或等于所述的焊接弹簧杆255外径尺寸；所述的焊接弹簧内筒216光孔一端固定有第二弹簧座220，第二弹簧座220内孔与所述的焊接弹簧杆255外圆之间为可轴向滑动配合；所述的焊接弹簧内筒216另一端有内筒焊接坡口217，内筒焊接坡口217与所述的焊接第一弹簧座291连接固定处有焊接环缝299，所述的焊接第一弹簧座291外端有缓冲器下孔端头282，缓冲器下孔端头282与所述的固定支脚146相连接；所述的焊接导向外筒227开孔端的内孔圆筒壁与所述的焊接弹簧内筒216外圆之间为滑动配合，所述的焊接导向外筒227盲孔端有外筒螺孔215，外筒螺孔215外端与缓冲器上孔端头223之间有连接焊缝288，所述的缓冲器上孔端头223与所述的平台铰链144相连接；所述的外筒螺孔215与所述的弹簧杆外螺纹225紧固连接；所述的双向弹簧座224与所述的焊接第一弹簧座291之间固定有所述的第一双向弹簧256，所述的双向弹簧座224与所述的第二弹簧座220之间固定有所述的第二双向弹簧276；
图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12和图13中，所述的鼠笼式隔爆三角带轮电机180包括电机外壳10、前端盖20、后端盖30、电机转轴40、引线接口50、定子51、转子52和输出三角带轮90，定子51固定在电机外壳10内孔上，转子52固定在电机转轴40最大直径处且与定子51位置相对应，前端盖20上有前螺钉21固定在电机外壳10前端面，前端盖20的前盖轴承孔24上固定着前轴承25外圆，前轴承25内孔固定着电机转轴40的前轴承段45；后端盖30上有后螺钉31固定在电机外壳10后端面，后端盖30的后盖中心孔34上固定着后轴承35外圆，后轴承35内孔固定着电机转轴40的后轴承段43，后轴承段43后端有转轴末端33，转轴末端33上固定着电机风叶32，风叶外罩12固定在后端盖30外圆上；电机外壳10下方有安装脚板11，安装脚板11与电机外壳10之间有加强连筋13，安装脚板11上有安装通孔14；引线接口50与电机外壳10上的接线口座75之间有压盖法兰17，压盖法兰17将密封孔圈67固定在接线口座75的口座内孔79内；前端盖20固定有隔离构件80，隔离构件80与输出三角带轮90之间有无内圈轴承60。
作为进一步改进：所述的隔离构件80的外轴承支撑圆89表面有一层厚度为0.22毫米的镍合金涂层，所述的镍合金涂层的材料由如下重量百分比的元素组成：Ni（镍）：13.4%、、W(钨)：7.5%、Cr（铬）：6%、Al（铝）：3%、C（碳）：1.2%，余量为Fe（铁）及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn（锡）为0.04%、 Si（硅）为0.17%、 Mn（锰）为0.22%、 S（硫）为0.008%、 P（磷）为0.013%；
所述的第一双向弹簧256和所述的第二双向弹簧276都是整体采用铬锰合金钢，所述的铬锰合金钢材料由如下重量百分比的元素组成：Cr（铬）:12.7%、Mn（锰）: 6.7%、Cu（铜）：3.3%、Mo（钼）:1.6%、Ni（镍）:1.6%、Zn（锌）: 1.2%、C（碳）:1.1%，余量为Fe（铁）及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn（锡）为0.05%、 Si（硅）为0.21%、 S（硫）为0.011%、 P（磷）为0.012%。
所述的焊接弹簧内筒216是整体采用氧化铈陶瓷；该氧化铈陶瓷以 (二氧化铈)为基料，配以矿化剂MgO(氧化镁)、 (碳酸钡)及结合粘土组成，并且其各组分的重量百分比含量为：86.3%、MgO： 4.8%、：4.3%、结合粘土：4.6%。
作为进一步改进：接线口座75在口座内孔79上口有口座法兰78，接线口座75在口座内孔79底部有内孔挡肩22，内孔挡肩22中心有接线通孔23与口座内孔79之间具有同轴度；压盖法兰17外缘上有压盖通孔37与口座法兰78上的螺孔相对应，压盖法兰17的内端面上有压盖凸台39与口座内孔79之间为间隙配合；压盖法兰17中心有压盖内螺孔38与引线接口50内端外螺纹相配合；内孔挡肩22与压盖凸台39之间依次有第一垫片19、密封孔圈67和第二垫片18；第一垫片19放置在口座内孔79底部贴着内孔挡肩22，再依次放入密封孔圈67和第二垫片18，将压盖法兰17上的压盖凸台39对准口座内孔79，二至三颗压盖螺栓88穿越压盖法兰17外缘上的压盖通孔37与口座法兰78上的螺孔拧紧，使得密封孔圈67受压变形后密闭抱紧电缆线55。
作为进一步改进：隔离构件80的构件台阶内孔84与电机转轴40的转轴外伸段46之间有旋转空隙48，隔离构件80的外轴承支撑圆89支撑着无内圈轴承60上的圆柱滚针68，无内圈轴承60上的滚针外圈69的外圆固定在输出三角带轮90的三角带轮台阶孔96内圆壁上，三角带轮台阶孔96底面上有三角带轮花键孔94与电机转轴40上的轴端花键49之间为花键齿圆周啮合的轴向可滑动配合，轴端花键49的端面上有轴端螺孔47，轴端螺孔47上配合有台阶防松螺钉74限制着轴向定位挡圈70的轴向位移，轴向定位挡圈70外缘部位固定在三角带轮花键孔94外端平面上，继而限制了输出三角带轮90的轴向位移。
作为进一步改进：轴向定位挡圈70外侧面上有防松挡片71与轴向定位挡圈70一起，被挡圈螺钉77固定在三角带轮花键孔94外端平面上；防松挡片71有挡片拐角边72紧贴着台阶防松螺钉74的两平边挡肩帽73上的任意一平边上。
作为进一步改进：输出三角带轮90外圆上有三角皮带槽99，输出三角带轮90外端面上有三角带轮端面螺孔97，三角带轮台阶孔96上有三角带轮退刀槽93和三角带轮卡槽98，三角带轮卡槽98中活动配合有三角带轮孔用卡环91，三角带轮台阶孔96底角位置上放置有三角带轮调节圈92，滚针外圈69两侧分别贴着三角带轮孔用卡环91和三角带轮调节圈92。
作为进一步改进：隔离构件80上有构件法兰87，构件法兰87内侧有构件调节环82外圆与前盖轴承孔24之间为过渡配合；构件调节环82外圆与外轴承支撑圆89之间具有同轴度关系；前端盖20外侧面上有前盖凹台面29，前盖凹台面29上有五至六个前盖螺孔27，构件法兰87上有五至六个构件枕孔85与前盖螺孔27相对应；构件螺钉28穿越构件枕孔85与前盖螺孔27相配合，将隔离构件80固定在前盖凹台面29上；前盖凹台面29与前盖轴承孔24之间具有垂直度关系。
实施例中
所述的镍合金涂层的材料由如下重量百分比的元素组成：Ni（镍）：15%、W(钨)：7.5%、Cr（铬）：6%、Nb（铌）：3.4%、Al（铝）：3%、C（碳）：1.2%。
所述的铬锰合金钢材料由如下重量百分比的元素组成：Cr（铬）:12.7%、Mn（锰）: 6.7%、Cu（铜）：3.3%、Mo（钼）:1.6%、Ni（镍）:1.6%、Zn（锌）: 1.2%、C（碳）:1.1%，余量为Fe（铁）及不可避免的杂质；所述的高强度耐腐蚀的铬锰合金钢材料主要性能参数为：拉伸弹性模量E值为193000MPa，剪切弹性模量G值为79200MPa。
所述的氧化铈陶瓷以 (二氧化铈)为基料，配以矿化剂MgO(氧化镁)、 (碳酸钡)及结合粘土组成，并且其各组分的重量百分比含量为：86.3%、MgO： 4.8%、：4.3%、结合粘土：4.6%；
所述的滑块轴销177的中心线与所述的转盘轴销188之间具有1888至1999毫米的偏心距离；
所述的焊接弹簧杆255直径为108毫米，所述的弹簧杆外螺纹225为M105×4，所述的焊接弹簧内筒216内径为37毫米，所述的焊接弹簧内筒216外径为333毫米，所述的缓冲器上孔端头223与缓冲器下孔端头282之间的距离为3550毫米。
一、本发明的关键零部件焊接弹簧缓冲器145组装过程如下：
（一）、所述的焊接弹簧杆255光轴一端与双向弹簧座224内孔之间过盈配合固定成一体，所述的焊接弹簧内筒216光孔一端与第二弹簧座220外圆之间过盈配合固定成一体。
（二）、先将第二双向弹簧276从焊接弹簧杆255螺纹一端套入，并使第二双向弹簧276一端抵住双向弹簧座224一侧面，再将焊接弹簧杆255上的弹簧杆外螺纹225一端穿越第二弹簧座220内孔，使得弹簧杆外螺纹225与焊接导向外筒227上的外筒螺孔215相配合紧固，实现第二双向弹簧276另一端抵住第二弹簧座220。
（三）、先将第一双向弹簧256放入焊接弹簧内筒216之中，并使第一双向弹簧256一端抵住双向弹簧座224另一侧面，再用专用夹具将焊接第一弹簧座291抵住第一双向弹簧256另一端，并使得焊接第一弹簧座291与内筒焊接坡口217持平，采用焊接工艺在焊接第一弹簧座291外缘与所述的内筒焊接坡口217上之间焊接形成焊接环缝299，安装完毕。
（四）、将四个焊接弹簧缓冲器145上的缓冲器上孔端头223依次与作业平台110的周边上的平台铰链144相连接，依次将四个焊接弹簧缓冲器145上的缓冲器下孔端头282与固定支脚146相连接。
二、本发明的另一个关键零部件鼠笼式隔爆三角带轮电机180组装过程如下：
（一）、电机组装
将定子51固定在电机外壳10内孔上，将转子52固定在电机转轴40最大直径处且与定子51位置相对应，用八颗前螺钉21将前端盖20固定在电机外壳10 的前盖凹台面29上，前端盖20的前盖轴承孔24上固定着前轴承25外圆，前轴承25内孔固定着电机转轴40的前轴承段45；用另外八颗前螺钉21将后端盖30固定在电机外壳10后端面，后端盖30的后盖中心孔34上固定着后轴承35外圆，后轴承35内孔固定着电机转轴40的后轴承段43，电缆线55穿越位于后端盖30上的引线接口50，可连接到外接控制电源；
（二）、关键部件组装步骤：
（1） 隔离构件80安装
将隔离构件80上的构件调节环82与前端盖20上的前盖轴承孔24近外端处过渡配合，并用构件螺钉28穿越隔离构件80上的构件枕孔85与前端盖20上的前盖螺孔27相配合，将隔离构件80上的构件法兰87与前端盖20上的前盖凹台面29紧贴固定，使得隔离构件80上的构件台阶内孔84与电机转轴40的转轴外伸段46外轮廓之间有一毫米的旋转空隙48。
（2） 安装滚针外圈69
无内圈轴承60选用RNA型分离式无内圈轴承。
先将三角带轮调节圈92间隙配合放入输出三角带轮90上的三角带轮台阶孔96之中并越过三角带轮退刀槽93贴在三角带轮孔底面95上；再将无内圈轴承60上的滚针外圈69过盈0.01毫米配合压入输出三角带轮90上的三角带轮台阶孔96之中，再将三角带轮孔用卡环91用专用工具放入三角带轮卡槽98内，使得滚针外圈69两侧分别贴着三角带轮孔用卡环91和三角带轮调节圈92。
（3）输出三角带轮90与电机转轴40之间的连接
将固定在输出三角带轮90上的滚针外圈69连同圆柱滚针68一起套入固定在外轴承支撑圆89上一部分，缓缓转动输出三角带轮90，使得输出三角带轮90上的三角带轮花键孔94与电机转轴40上的轴端花键49对准相配合，继续推压输出三角带轮90，使得滚针外圈69上的圆柱滚针68整体与外轴承支撑圆89完全相配合；先取用台阶防松螺钉74穿越轴向定位挡圈70中心孔后与电机转轴40上的轴端螺孔47相配合，使得轴向定位挡圈70在台阶防松螺钉74上的两平边挡肩帽73与轴端花键49外端面之间有一毫米轴向自由量；再用五颗挡圈螺钉77穿越轴向定位挡圈70上的定位挡圈通孔76后与输出三角带轮90上的三角带轮端面螺孔97相配合，将轴向定位挡圈70也紧固在输出三角带轮90外端面上；最后用一颗挡圈螺钉77依次穿越防松挡片71上的通孔和轴向定位挡圈70上的定位挡圈通孔76后也与输出三角带轮90上的三角带轮端面螺孔97相配合，使得防松挡片71上的挡片拐角边72对准两平边挡肩帽73上的任意一平边上，起到放松作用。
安装完毕。
三、运行
当鼠笼式隔爆三角带轮电机180启动时，电磁力产生的扭矩通过电机转轴40上的轴端花键49与输出三角带轮90上的三角带轮花键孔94相配合，传递给输出三角带轮90上的三角皮带槽99，实现扭矩输出。
输出三角带轮90上的三角皮带槽99通过三角传动带502驱动带轮转盘179以转盘轴销188为中心作旋转运动，继而连带滑块轴销177作圆周回转运动；盘杆滑块159上的滑块中心通孔508与滑块轴销177上的轴销台阶段772外圆作圆周旋转滑移的同时，迫使盘杆滑块159上的上下两平面在钻井摆杆153上的滑块长槽157上作滑移运动，带动钻井摆杆153以摆杆轴销503为中心作摆转运动，最终实现钻井大绳152作上下运动获取海底原油。
四、本发明具有以下突出的实质性特点和显著的进步效果：
（一）、作业平台110有四个平台铰链144与焊接弹簧缓冲器145一端相连接，焊接弹簧缓冲器145另一端与固定支脚146相连接，且所述的焊接弹簧缓冲器145与所述的作业平台110平面之间呈现45度夹角布置。
在海浪冲击下，当焊接弹簧缓冲器145承受着拉力负荷之时，焊接弹簧缓冲器145中的第一双向弹簧256受压缩，而第二双向弹簧276被拉伸；
在海浪冲击下，当焊接弹簧缓冲器145承受着压力负荷之时，则第一双向弹簧256被拉伸，而第二双向弹簧276受压缩。
无论受到压力还是受到拉力冲击，焊接弹簧缓冲器145都能够起到缓冲的作用，确保作业平台110能抵御来自任何方位的海浪冲击。
（二）、鼠笼式隔爆三角带轮电机180中采用了接线口座75在口座内孔79上口有口座法兰78，接线口座75在口座内孔79底部有内孔挡肩22，内孔挡肩22中心有接线通孔23与口座内孔79之间具有同轴度；压盖法兰17外缘上有压盖通孔37与口座法兰78上的螺孔相对应，压盖法兰17的内端面上有压盖凸台39与口座内孔79之间为间隙配合；压盖法兰17中心有压盖内螺孔38与引线接口50内端外螺纹相配合；内孔挡肩22与压盖凸台39之间依次有第一垫片19、密封孔圈67和第二垫片18，上述出线结构适用于隔爆型电机的出线，具有运行安全可靠、安装调试方便、节省空压机内部空间、排线方便优点。
（三）、鼠笼式隔爆三角带轮电机180之中位于构件法兰87外侧外轴承支撑圆89与构件调节环82外圆之间的同轴度为100毫米单位尺寸的误差小于或等于0.001毫米。为了确保隔离构件80上的外轴承支撑圆89与构件调节环82外圆之间具有高精度同轴度。上述结构实现了电机转轴40以及前轴承25和后轴承35只需承受纯扭矩，而三角传动带502产生的径向力反作用到输出三角带轮90却是能够完全被无内圈轴承60所承受，仅仅作用在隔离构件80上，避免了电机转轴40上的转轴外伸段46承受径向力；
在前端盖20上设置隔离构件80，分担了所有的弯矩负荷，使得电机转轴40只承受纯扭矩。由于满足在额定功率的前提下，在设计上可以将求电机转轴40的直径做到极限小，只承受纯扭矩，同时，由于满足在额定功率的前提下，在设计上可以将求电机转轴40的直径做到极限小，只承受纯扭矩，同时，由于隔离构件80整体形状属于空心短管，因此结构刚性超强，能承受更大的径向力。两者结合，本发明实现了既能将电机整体尺寸做得紧凑，又能承受更大的径向力，运行更加可靠，从而延长了电机的使用寿命。
（四）、本发明通过作业平台110将鼠笼式隔爆三角带轮电机180与焊接弹簧缓冲器145结合一起，同时解决了一直来困扰海上油井的两大难题：动力源电机易损问题和油井设施整体缓冲问题，取得了意想不到的效果。
（五）、本发明中所述的隔离构件80的外轴承支撑圆89表面有一层厚度为0.22毫米的镍合金涂层；所述的镍合金涂层的材料主要性能参数为：洛氏硬度HRC值为54～56。所述的镍合金钢材料具有很高的耐磨性以及很好的耐腐蚀性；
所述的第一双向弹簧256和所述的第二双向弹簧276都是整体采用铬锰合金钢，所述的高强度耐腐蚀的铬锰合金钢材料拉伸弹性模量E值和剪切弹性模量G值都很高，且具有较强的耐腐蚀性；
所述的焊接弹簧内筒216都是整体采用氧化铈陶瓷；所述的焊接导向外筒227也采用所述的铬锰合金钢材料，两种不同材质相配合滑动摩擦，不但具有更好的耐摩擦，而且还能更好的耐腐蚀。
表1是本发明采用了隔离构件80后的前轴承25所固定的电机转轴40的前轴承段45径向跳动度（微米）与没采用隔离构件80的等功率电机的前轴承2所固定的电机转轴40的前轴承段45径向跳动度（微米）的实验数据比较。
 (表1)前轴承段45部位的径向跳动度（微米）的数据比较
 
从表1中的对照数据可以得出：前轴承25外端采用了隔离构件80后，前轴承25所受到负荷减轻磨损减少，导致前轴承25所固定的电机转轴40的前轴承段45部位的径向跳动度（微米）更加稳定。
表2是本发明中的氧化铈陶瓷的焊接弹簧内筒216与常规316不锈钢的焊接弹簧内筒216的耐腐蚀磨损实验数据对比。
(表2)焊接弹簧内筒216的耐腐蚀磨损实验数据对比
由表2的对照数据可以得出：氧化铈陶瓷焊接弹簧内筒的耐腐蚀抗磨损能力强于常规316不锈钢焊接弹簧内筒。
表3是本发明中的外轴承支撑圆89表面采用了一层镍合金涂层与外轴承支撑圆89表面没采用一层镍合金涂层的耐腐磨损实验数据比较。
(表3)隔离构件80的外轴承支撑圆89表面磨损数据比较
  
从表3中的对照数据可以得出：隔离构件80的外轴承支撑圆89表面有一层镍合金涂层，提高了耐磨性。

Claims (5)

1.一种铬锰合金焊接弹簧海上油井动力辅助装备,作业平台（110）上有三至五个平台铰链（144），每个平台铰链（144）上连接着焊接弹簧缓冲器（145）上孔端头，焊接弹簧缓冲器（145）下孔端头与固定支脚（146）连接固定；所述的作业平台（110）上固定有电机底座（505）、转盘底座（158）和摆杆底座（151），摆杆底座（151）上的摆杆轴销（503）上可旋转固定着钻井摆杆（153），所述的转盘底座（158）上的转盘轴销（188）可旋转固定着带轮转盘（179），所述的电机底座（505）固定安装有鼠笼式隔爆三角带轮电机（180）；所述的钻井摆杆（153）一侧端固定连着钻井大绳（152），钻井大绳（152）穿越所述的作业平台（110）上的平台钻眼孔（180）后深入到海底油井床；所述的钻井摆杆（153）另一端上有滑块长槽（157），滑块长槽（157）上可滑动配合着盘杆滑块（159）；所述的带轮转盘（179）一侧面固定着滑块轴销（177）上的轴销螺柱（771），所述的滑块轴销（177）上的轴销台阶段（772）外圆与所述的盘杆滑块（159）上的滑块中心通孔（508）之间为可旋转滑动配合；所述的鼠笼式隔爆三角带轮电机（180）上的输出三角带轮（90）与所述的带轮转盘（179）之间有三角传动带（502）；其特征是：
所述的焊接弹簧缓冲器（145）包括焊接弹簧杆（255）、焊接弹簧内筒（216）、焊接所述的焊接弹簧缓冲器（145）包括焊接弹簧杆（255）、焊接弹簧内筒（216）、焊接导向外筒（227）、焊接第一弹簧座（291）以及第一双向弹簧（256）和第二双向弹簧（276），所述的焊接弹簧杆（255）光轴一端固定有双向弹簧座（224），双向弹簧座（224）外圆与所述的焊接弹簧内筒（216）内孔之间为可轴向滑动配合；所述的焊接弹簧杆（255）另一端有弹簧杆外螺纹（225），弹簧杆外螺纹（225）外径尺寸小于或等于所述的焊接弹簧杆（255）外径尺寸；所述的焊接弹簧内筒（216）光孔一端固定有第二弹簧座（220），第二弹簧座（220）内孔与所述的焊接弹簧杆（255）外圆之间为可轴向滑动配合；所述的焊接弹簧内筒（216）另一端有内筒焊接坡口（217），内筒焊接坡口（217）与所述的焊接第一弹簧座（291）连接固定处有焊接环缝（299），所述的焊接第一弹簧座（291）外端有缓冲器下孔端头（282），缓冲器下孔端头（282）与所述的固定支脚（146）相连接；所述的焊接导向外筒（227）开孔端的内孔圆筒壁与所述的焊接弹簧内筒（216）外圆之间为滑动配合，所述的焊接导向外筒（227）盲孔端有外筒螺孔（215），外筒螺孔（215）外端与缓冲器上孔端头（223）之间有连接焊缝（288），所述的缓冲器上孔端头（223）与所述的平台铰链（144）相连接；所述的外筒螺孔（215）与所述的弹簧杆外螺纹（225）紧固连接；所述的双向弹簧座（224）与所述的焊接第一弹簧座（291）之间固定有所述的第一双向弹簧（256），所述的双向弹簧座（224）与所述的第二弹簧座（220）之间固定有所述的第二双向弹簧（276）；
所述的鼠笼式隔爆三角带轮电机（180）包括电机外壳(10)、前端盖（20）、后端盖（30）、电机转轴（40）、引线接口（50）、定子（51）、转子（52）和平皮带轮（90），所述的定子（51）固定在所述的电机外壳(10)内孔上，所述的转子（52）固定在所述的电机转轴（40）最大直径处且与所述的定子（51）位置相对应，所述的前端盖（20）上有前螺钉（21）固定在所述的电机外壳(10)前端面，所述的前端盖（20）的前盖轴承孔（24）上固定着前轴承（25）外圆，前轴承（25）内孔固定着所述的电机转轴（40）的前轴承段（45）；所述的后端盖（30）上有后螺钉（31）固定在所述的电机外壳(10)后端面，所述的后端盖（30）的后盖中心孔（34）上固定着后轴承（35）外圆，后轴承（35）内孔固定着所述的电机转轴（40）的后轴承段（43），后轴承段（43）后端有转轴末端（33），转轴末端（33）上固定着电机风叶（32），风叶外罩（12）固定在所述的后端盖（30）外圆上；所述的电机外壳(10)下方有安装脚板（11），安装脚板（11）与所述的电机外壳(10)之间有加强连筋（13），所述的安装脚板（11）上有安装通孔（14）；所述的引线接口（50）与所述的电机外壳(10)上的接线口座（75）之间有压盖法兰（17），压盖法兰（17）将密封孔圈(67)固定在所述的接线口座（75）的口座内孔（79）内；所述的前端盖（20）固定有隔离构件（80），隔离构件（80）与所述的平皮带轮（90）之间有无内圈轴承（60）。
2.根据权利要求1所述的一种铬锰合金焊接弹簧海上油井动力辅助装备，其特征是：所述的隔离构件（80）的外轴承支撑圆（89）表面有一层厚度为0.21至0.23毫米的镍合金硬质耐磨层，所述的镍合金涂层的材料由如下重量百分比的元素组成：Ni（镍）：13.3～13.5%、、W(钨)：7.4～7.6%、Cr（铬）：5～7%、Al（铝）：2～4%、C（碳）：1.1～1.3%，余量为Fe（铁）及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn（锡）少于0.05%、 Si（硅）少于0.20%、 Mn（锰）少于0.25%、 S（硫）少于0.010%、 P（磷）少于0.015%；
所述的第一双向弹簧（256）和所述的第二双向弹簧（276）都是整体采用铬锰合金钢，所述的铬锰合金钢材料由如下重量百分比的元素组成：Cr（铬）:12.6～12.8%、Mn（锰）: 6.6～6.8%、Cu（铜）：3.2～3.4%、Mo（钼）:1.5～1.7%、Ni（镍）:1.5～1.7%、Zn（锌）: 1.1～1.3%、C（碳）:1.0～1.2%，余量为Fe（铁）及不可避免的杂质；所述杂质的重量百分比含量为：Sn（锡）少于0.06%、 Si（硅）少于0.22%、 S（硫）少于0.012%、 P（磷）少于0.014%；
所述的焊接弹簧内筒（216）是整体采用氧化铈陶瓷；所述的氧化铈陶瓷以                                                (二氧化铈)为基料，配以矿化剂MgO(氧化镁)、 (碳酸钡)及结合粘土组成，并且其各组分的重量百分比含量为：86.2～86.4%、MgO： 4.7～4.9%、：4.2～4.4%、结合粘土：4.5～4.7%。
3.根据权利要求1所述的一种铬锰合金焊接弹簧海上油井动力辅助装备，其特征是：所述的接线口座（75）在口座内孔（79）上口有口座法兰（78），所述的接线口座（75）在口座内孔（79）底部有内孔挡肩（22），内孔挡肩（22）中心有接线通孔（23）与所述的口座内孔（79）之间具有同轴度；所述的压盖法兰（17）外缘上有压盖通孔（37）与所述的口座法兰（78）上的螺孔相对应，所述的压盖法兰（17）的内端面上有压盖凸台（39）与所述的口座内孔（79）之间为间隙配合；所述的压盖法兰（17）中心有压盖内螺孔（38）与所述的引线接口（50）内端外螺纹相配合；所述的内孔挡肩（22）与所述的压盖凸台（39）之间依次有第一垫片(19)、密封孔圈(67)和第二垫片(18)；第一垫片(19)放置在口座内孔（79）底部贴着内孔挡肩（22），再依次放入密封孔圈(67)和第二垫片(18)，将压盖法兰（17）上的压盖凸台（39）对准所述的口座内孔（79），二至三颗压盖螺栓（88）穿越所述的压盖法兰（17）外缘上的压盖通孔（37）与口座法兰（78）上的螺孔拧紧，使得密封孔圈(67)受压变形后密闭抱紧电缆线（55）。
4.根据权利要求1所述的一种铬锰合金焊接弹簧海上油井动力辅助装备，其特征是：所述的隔离构件（80）的构件台阶内孔（84）与所述的电机转轴（40）的转轴外伸段（46）之间有旋转空隙（48），所述的隔离构件（80）的外轴承支撑圆（89）支撑着所述的无内圈轴承（60）上的圆柱滚针（68），所述的无内圈轴承（60）上的滚针外圈（69）的外圆固定在所述的平皮带轮（90）的平带轮台阶孔（96）内圆壁上，所述的平带轮台阶孔（96）底面上有平带轮花键孔（94）与所述的电机转轴（40）上的轴端花键（49）之间为花键齿圆周啮合的轴向可滑动配合，所述的轴端花键（49）的端面上有轴端螺孔（47），轴端螺孔（47）上配合有台阶防松螺钉（74）限制着轴向定位挡圈（70）的轴向位移，轴向定位挡圈（70）外缘部位固定在所述的平带轮花键孔（94）外端平面上，继而限制了所述的平皮带轮（90）的轴向位移。
5.根据权利要求1所述的一种铬锰合金焊接弹簧海上油井动力辅助装备，其特征是：所述的轴向定位挡圈（70）外侧面上有防松挡片（71）与所述的轴向定位挡圈（70）一起，被挡圈螺钉（77）固定在所述的平带轮花键孔（94）外端平面上；所述的防松挡片（71）有挡片拐角边（72）紧贴着所述的台阶防松螺钉（74）的两平边挡肩帽（73）上的任意一平边上；
所述的平皮带轮（90）外圆上有平带弧面（99），所述的平皮带轮（90）外端面上有平带轮端面螺孔（97），所述的平带轮台阶孔（96）上有平带轮退刀槽（93）和平带轮卡槽（98），平带轮卡槽（98）中活动配合有平带轮孔用卡环（91），所述的平带轮台阶孔（96）底角位置上放置有平带轮调节圈（92），所述的滚针外圈（69）两侧分别贴着所述的平带轮孔用卡环（91）和所述的平带轮调节圈（92）；
所述的隔离构件（80）上有构件法兰（87），构件法兰（87）内侧有构件调节环（82）外圆与所述的前盖轴承孔（24）之间为过渡配合；构件调节环（82）外圆与所述的外轴承支撑圆（89）之间具有同轴度关系；所述的前端盖（20）外侧面上有前盖凹台面（29），前盖凹台面（29）上有五至六个前盖螺孔（27），所述的构件法兰（87）上有五至六个构件枕孔（85）与所述的前盖螺孔（27）相对应；所述的前盖凹台面（29）与所述的前盖轴承孔（24）之间具有垂直度关系。
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