CN105041240B - 浮式海洋钻井用隔水管猫道机 - Google Patents

Abstract

浮式海洋钻井用隔水管猫道机，包括固定在大车移动架上的导向架、前支撑座，固定在小车上的后支撑座和限位块，铰接在后支撑座上的具有限位板、翻转轮的翻转座；翻转轮碰到导向架后沿着其表面滚动并带动翻转座翻转，翻转轮在限位板碰到限位块后停止翻转并处于水平状态。通过导向架巧妙地控制了翻转座的自动翻转，通过限位块限制翻转座过度翻转，保证了翻转座的稳定。该隔水管猫道机对隔水管可支撑、可翻转，起吊和下放时准确、不易晃动。

Description

浮式海洋钻井用隔水管猫道机

技术领域

本发明涉及一种海洋钻井装置，尤其涉及一种浮式海洋钻井用隔水管猫道机。

背景技术

隔水管是浮式海洋石油钻井的重要装备之一，为深水海洋钻井作业提供了一个连通水下防喷器（BOP）和钻井平台之间的隔绝海水的通道，是海洋钻井系统的主要部件。隔水管水平或竖直摆放在平台的主甲板上，下放隔水管时，隔水管吊机将隔水管从隔水管储存区吊起，放在隔水管猫道机上，由隔水管猫道机运输到井口附近，并由隔水管猫道机上小车配合游吊系统将隔水管从水平状态转变为竖直状态；回收隔水管时，隔水管猫道机上小车配合游吊系统将隔水管从竖直状态转变为水平状态，隔水管猫道机将隔水管运输出钻台，交由隔水管吊机放回隔水管储存区。

隔水管长度一般分为60英尺、75英尺、90英尺、100英尺，重量最重可达40多吨。在动态钻井平台（船）上运输时，要保证隔水管平稳、准确的放置在隔水管猫道机上，并从水平状态平稳过渡到竖直状态，或竖直状态平稳过渡到水平状态比较困难。

目前，隔水管猫道机的翻转座在自由状态下有一定的自重角度，需靠隔水管重量将其压至水平或通过手柄将其手动翻转至水平。钻井平台（船）在工作时随波浪起伏摇摆，翻转座亦自由摇摆，造成吊机对水平放置隔水管的吊装存在晃动、下放时定位不精确、碰撞等问题，需要工人在旁边辅助工作。

发明内容

本发明在于克服现有技术的上述不足，提供一种对隔水管可支撑、可翻转，起吊和下放时准确、不易晃动的隔水管猫道机。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种浮式海洋钻井用隔水管猫道机，包括大车移动架、大车行走轨道、大车驱动系统，大车驱动系统驱动大车移动架在大车行走轨道上行走；包括小车、固定在大车移动架上的小车行走轨道、小车驱动系统，小车驱动系统驱动小车在小车行走轨道上行走；还包括固定在大车移动架上的导向架、前支撑座，固定在小车上的后支撑座和限位块，铰接在前述后支撑座上的具有限位板、翻转轮的翻转座；前述翻转轮碰到导向架后沿着其表面滚动并带动翻转座翻转，翻转座在限位板碰到限位块后停止翻转并处于水平状态。

本发明中，翻转轮在沿着导向架滚动时，带动翻转座翻转至水平，通过导向架巧妙地控制了翻转座的自动翻转。另外，通过限位块限制翻转座过度翻转，保证了翻转座的稳定。即使钻井平台（船）工作时起伏摇摆，翻转座也不会有大的晃动，不会与隔水管碰撞，隔水管可以较准确的摆放其上。

作为进一步优化，本发明的浮式海洋钻井用隔水管猫道机，其特征还在于：上述大车移动架上固定有不少于2组、具有一定间距的导向架安装座，上述导向架固定连接在其中一组导向架安装座上。导向架可以连接在任意一组导向架安装座位置，以适应不同规格长度的隔水管。

作为一种优选，本发明的浮式海洋钻井用隔水管猫道机，其特征还在于：大车移动架经下装的大车行走轮在大车行走轨道上滚动而行走，小车经下装的小车行走轮在小车行走轨道的滚动而行走。

作为进一步优化，本发明的浮式海洋钻井用隔水管猫道机，其特征还在于：在上述大车行走轮的轮架上固定连接有大车防倾翻块。大车防倾翻块能防止船体运动引起隔水管猫道机的倾覆。

作为进一步优化，本发明的浮式海洋钻井用隔水管猫道机，其特征还在于：在上述大车行走轨道的两端固定有大车缓冲装置；在上述小车行走轨道两端固定有小车缓冲装置。这样可防止控制失效时，大车移动架、小车撞到其他设备而损坏隔水管猫道机。

作为进一步优化，本发明的浮式海洋钻井用隔水管猫道机，其特征还在于：上述大车移动架的后端下方还两个大车限位导向轮；大车驱动系统通过齿轮和齿条传动来驱动大车移动架；齿轮及两个大车限位导向轮分别布置在齿条两侧，呈三角形分布。这种结构可以保证齿轮、齿条良好的啮合，并防止大车行走轮偏离大车行走轨道。

作为进一步优化，本发明的浮式海洋钻井用隔水管猫道机，其特征还在于：上述小车驱动系统经从动链轮系统、链条传动来驱动小车；链条用托架固定在大车移动架上；前述从动链轮系统的端部安装有张紧螺栓。链条用托架可配合链条高度布置，张紧螺栓提高了链条传动效率及使用寿命。

为防止船体运动引起小车倾覆，本发明的浮式海洋钻井用隔水管猫道机，其特征还在于：在上述小车的车架下方安装有小车防倾翻装置。

作为一种优选，本发明的浮式海洋钻井用隔水管猫道机，其特征在于：上述翻转座呈C型结构，且下弧面及立面的形状分别与隔水管的法兰板及端面相适应，前述立面中间开一过吊钩缺口。这样不仅能更平稳支撑隔水管，还方便吊机吊钩下放或抓取隔水管。

作为进一步优化，本发明的浮式海洋钻井用隔水管猫道机，其特征在于：该隔水管猫道机还包括至少一个可拆卸安装在大车移动架上的运输平台；该运输平台和上述前支撑座共用接口。在运输特殊工具或某些钻机设备时（如卡盘、万向节等），可以先拆下前支撑座或两个后支撑座，然后在其连接位置处，安装可拆卸运输平台，再使用吊机将特殊工具或某些钻机设备放在运输平台上，方便快捷。

本发明的隔水管猫道机可实现运送隔水管的功能，该隔水管猫道机降低了劳动强度，增加了安全性，可以本地操作，也可以遥控操作，实现隔水管猫道机的自动化操作。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步详细说明本发明：

图1为本发明隔水管猫道机的结构示意图；

图2为图1所示隔水管猫道机在翻转座5处于水平状态时的示意图；

图3为本发明隔水管猫道机在配载运输平台19时的示意图；

图4为图1所示隔水管猫道机在运输隔水管13时的示意图；

图5为图4的俯视图；

图6为所示隔水管猫道机在井眼附近接/送隔水管13时的示意图；

图7为图2中A-A处剖视图；

图8为图2中B向视图；

图9为图7中C-C处剖视图；

附图中标记如下：1为隔水管猫道机，2为大车移动架， 3为导向架， 4为小车行走轨道，5为翻转座，6为后支撑座，7为小车，8为大车行走轮，9为前支撑座，10为大车行走轨道，11为齿轮，12为大车限位导向轮，13为隔水管，14为小车驱动系统，15为链条，16为从动链轮系统，17为张紧螺栓，18为前缓冲块，19为运输平台，20为限位块，21为销轴，22为翻转轮，23为翻转轮轴，24为小车防倾翻装置，25为链条托架，26为大车防倾翻块，27为齿条，28为限位板，29为小车行走轮，30为导向架安装座，31为大车驱动系统，32为后缓冲块，33为大车缓冲装置，40为井眼中心，41为过吊钩缺口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

本发明的实施方式不限于以下实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。

如图1、图2所示，本实施例一种浮式海洋钻井用隔水管猫道机1，包括大车移动架2、前支撑座9、小车7、翻转座5等。其中，大车移动架2通过下装的大车行走轮8在大车行走轨道10上滚动而行走；图7中的大车防倾翻块26经螺栓连接在大车行走轮8的轮架上，防止船体运动引起隔水管猫道机1倾覆；大车缓冲装置33布置于大车行走轨道10的两末端并焊接其支撑架上，防止控制失效时大车移动架2撞到其他设备而损坏隔水管猫道机1；导向架3、大车驱动系统31、图5中小车驱动系统14和从动链轮系统16通过螺栓连接于大车移动架2；小车行走轨道4焊接于大车移动架2上方，小车7经下装的小车行走轮29在小车行走轨道4的滚动而行走；前缓冲块18焊接在小车行走轨道4末端靠近前支撑座9的大车移动架2上，后缓冲块32经螺栓连接在小车行走轨道4末端靠近小车驱动系统14的大车移动架2上，前缓冲块18、后缓冲块32能防止控制失效时小车7撞到其他部件而损坏隔水管猫道机1。

如图3所示，大车移动架2上也可设有运输平台19，其与前支撑座9共用接口，可拆卸安装在大车移动架2上，在需要运输特殊工具或其他设备时使用该运输平台19。

如图1、图4、图5、图7所示，导向架3可以连接在任意一组导向架安装座30位置，以适应不同规格长度的隔水管。大车驱动系统31通过齿轮11和齿条27传动来驱动大车移动架2沿着轨道方向运输隔水管13；齿轮11及两个大车限位导向轮12分别布置在齿条27两侧，呈三角形分布，可以保证齿轮11、齿条27良好的啮合，并防止大车行走轮8偏离大车行走轨道10。小车驱动系统14及从动链轮系统16通过链条15（或钢丝绳）传动来驱动小车7沿着轨道方向输送隔水管13。

如图2、图7、图8所示，链条托架25焊接在大车移动架2上，配合链条高度布置。从动链轮系统16端部的张紧螺栓17提高了链条传动效率及使用寿命，小车防倾翻装置24连接在小车7车架下，置于大车移动架2的梁下方，防止船体运动引起小车7倾覆。

如图7、图8、图9所示，翻转座5设置成C型结构，下弧面及立面的形状分别与隔水管13的法兰板及端面相适应，立面中间开一过吊钩缺口41，方便吊机吊钩下放或抓取隔水管。翻转轮轴23与翻转座5组焊在一起，翻转轮22可以绕着翻转轮轴23转动。翻转座5两侧通过销轴21与后支撑座6连接，并可以绕着销轴21转动。后支撑座6用螺栓连接在小车7两侧，限位块20螺栓连接在小车7上，位于翻转座5的限位板28正下方。翻转轮22中心线与导向架3中心线在同一平面上，以便小车向导向架3行进时，翻转轮22能正碰到导向架3，然后沿着其表面滚动从而带动翻转座5翻转，直至焊接在翻转座5下的限位板28碰到小车7上的限位块20不能翻转为止，此时翻转座正好翻转至水平状态，隔水管13可以平稳、准确的摆放在前支撑座9和翻转座5上。当游吊系统提起隔水管13时，翻转座5能随着隔水管13角度的变化转动，以起到支撑隔水管13的作用。

吊机将隔水管13下放到隔水管猫道机1上的过程如下：

大车驱动系统31通过齿轮11、齿条27传动驱动大车移动架2到隔水管吊机下方；

小车驱动系统14通过链条15（或钢丝绳）传动驱动小车7向导向架3方向行走；

当翻转座5侧边凸出的翻转轮22碰到导向架3后，小车7慢速继续行进；由于导向架3已经用螺栓固定连接在大车移动架2上，翻转轮22行进受到约束，导向架3对其有一个垂直于导向架3斜面表面的支撑力；翻转座5、销轴21与后支撑座6连接在小车7上，随着小车7继续行进，翻转座5上销轴21点位向大车驱动系统31移动，导向架3对翻转座5上翻转轮轴23点位支撑力水平分力朝向前支撑座9，且翻转轮轴23点位高于销轴21点位，因此翻转座5将绕着销轴21转动直至翻转座5下的限位板28碰到小车7上的限位块20不能翻转为止（图9所示）；限位块20一方面起到限制翻转座5过度翻转作用，另一方面还能支撑隔水管13的部分重量，减小销轴21的受力；

制动小车驱动系统14，小车7停止行走；此时翻转座5正好翻转至水平状态（图2所示）；

吊机将隔水管13水平稳定、准确的下放，由前支撑座9和翻转座5分别支撑隔水管13两端的法兰（图4、图5所示）；

待隔水管13放置平稳后，断开抓取工具与隔水管13的连接，吊机离开隔水管猫道机的工作区域。

将隔水管13移送井眼中心40过程如下：

大车驱动系统31驱动隔水管猫道机1行走将隔水管13移送到井眼中心40；

到位后停止隔水管猫道机1，游吊系统连接前支撑座9上的隔水管13法兰板并向上移动，同时支撑隔水管13另一端法兰板的小车7在系统控制下配合游吊系统向井眼中心40移动，翻转座5的下弧面及立面分别支撑隔水管13的法兰板及端面，并随着隔水管13的提升角度不断变化而适时自动调节、转动；

如图6所示隔水管13提升到位后停止小车7，由扶正机械手将隔水管13接送至井眼中心40，隔水管猫道机1退回到存储区。

从井眼中心40取回隔水管13过程如下：

大车驱动系统31通过齿轮11、齿条27传动驱动隔水管猫道机1向井眼中心40方向行走；

到达指定位置后，小车驱动系统14通过链条15（或钢丝绳）传动驱动小车7向井眼中心40方向行走，此时翻转座5在自由状态下（如图1所示），与水平面呈一定角度，此角度称为自重角；

小车7达到指定位置后，隔水管13从井眼中心40取出后，上端连接游吊系统，下段由扶正机械手扶正，游吊系统上升到一定高度后，扶正机械手机械臂伸长将隔水管13推放到翻转座5上（如图6所示）；

然后游吊系统下行，小车7在系统控制下配合着向远离井眼中心40方向移动，行走到位后，隔水管13上端法兰板放置到前支撑座5上，解开隔水管13与游吊系统的连接；

隔水管猫道机1载着隔水管13向存储区移动；行走到位后，吊机运行到隔水管猫道机1正上方，抓取隔水管，起升，然后吊机抓着隔水管13移动到其存储位置。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.浮式海洋钻井用隔水管猫道机，包括大车移动架、大车行走轨道、大车驱动系统，大车驱动系统驱动大车移动架在大车行走轨道上行走；包括小车、固定在大车移动架上的小车行走轨道、小车驱动系统，小车驱动系统驱动小车在小车行走轨道上行走；其特征在于：

还包括固定在大车移动架上的导向架、前支撑座，固定在小车上的后支撑座和限位块，铰接在前述后支撑座上的具有限位板、翻转轮的翻转座；

前述翻转轮碰到导向架后沿着其表面滚动并带动翻转座翻转，翻转座在限位板碰到限位块后停止翻转并处于水平状态。

2.根据权利要求1所述的浮式海洋钻井用隔水管猫道机，其特征在于：上述大车移动架上固定有不少于2组、具有一定间距的导向架安装座，上述导向架固定连接在其中一组导向架安装座上。

3.根据权利要求2所述的浮式海洋钻井用隔水管猫道机，其特征在于：大车移动架井下装的大车行走轮在大车行走轨道上滚动而行走，小车下装的小车行走轮在小车行走轨道上滚动而行走。

4.根据权利要求3所述的浮式海洋钻井用隔水管猫道机，其特征在于：在上述大车行走轮的轮架上固定连接有大车防倾翻块。

5.根据权利要求4所述的浮式海洋钻井用隔水管猫道机，其特征在于：在上述大车行走轨道的两端固定有大车缓冲装置；在上述小车行走轨道两端固定有小车缓冲装置。

6.根据权利要求5所述的浮式海洋钻井用隔水管猫道机，其特征在于：上述大车移动架的后端下方还两个大车限位导向轮；大车驱动系统通过齿轮和齿条传动来驱动大车移动架；齿轮及两个大车限位导向轮分别布置在齿条两侧，呈三角形分布。

7.根据权利要求6所述的浮式海洋钻井用隔水管猫道机，其特征在于：上述小车驱动系统经从动链轮系统、链条传动来驱动小车；链条用托架固定在大车移动架上；前述从动链轮系统的端部安装有张紧螺栓。

8.根据权利要求7所述的浮式海洋钻井用隔水管猫道机，其特征在于：在上述小车的车架下方安装有小车防倾翻装置。

9.根据权利要求1或8任一权利要求所述的浮式海洋钻井用隔水管猫道机，其特征在于：上述翻转座呈C型结构，且下弧面及立面的形状分别与隔水管的法兰板及端面相适应，上述立面中间开一过吊钩缺口。

10.根据权利要求1所述的浮式海洋钻井用隔水管猫道机，其特征在于：该隔水管猫道机还包括至少一个可拆卸安装在大车移动架上的运输平台；该运输平台和上述前支撑座共用接口。