CN105781446A - 新型钢丝绳式隔水管张紧器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种隔水管张紧器，特别涉及一种新型钢丝绳式隔水管张紧器，其特征是：它包括绞车架、轨道、排绳座、排绳滑轮架、钢丝绳、浮力箱、蜗杆、摩擦片、制动片、制动电磁铁、浮力箱驱动丝杠、锁紧齿轮、锁定电磁铁、锁定齿轮、排绳传动箱、蜗轮、链条、隔水管驱动丝杠、隔水管、滚筒等；排绳传动箱安装在绞车架和平台上，并由滚筒轴驱动，带动浮力箱驱动丝杠和隔水管驱动丝杠旋转，蜗轮由蜗杆带动，驱动滚筒轴带动滚筒旋转。它相对于现有的隔水管张紧器而言，装置的安全性提高，制造以及维护的成本降低，节约能耗又能快速反应，不影响平台的有效载重量，除此之外，采用钢丝绳可以增大张紧器补偿平台起伏的范围。
Description
技术领域
本发明涉及一种隔水管张紧器，特别涉及一种新型钢丝绳式隔水管张紧器。
背景技术
隔水管系统是指连接海底井口与钻井装置之间的导管系统，其包括张紧器系统、分流器系统、挠性接头、伸缩隔水管、隔水管单根、隔水管下部总成、浮力设备等部分。目前在浮式钻井平台上安装的隔水管张紧系统主要有三种：平衡锤、钢丝绳型式的张紧器和液压缸直接作用(DAT)型式的张紧器。
随着国外大型、超大型液压缸制造技术的不断发展完善，新的平台开始使用液压缸直接作用(DAT)型式的张紧器。这种张紧器可以省去钢丝绳及相应的导向附件，但是液压装备的生产使用维修的成本很高，配套的液压装备占地较大，且液压缸直接作用(DAT)型式的张紧器完全依靠液压，能耗较大。
发明内容
本发明旨在克服现有隔水管张紧器采用液压机构制造和维护成本高，能耗大的缺陷，提供了一种依靠机械机构保证隔水管张紧力的装置。其采用的技术方案如下：
新型钢丝绳式隔水管张紧器，包括绞车架、平台、轨道、排绳座、排绳滑轮架、导轮、滑轮、钢丝绳、支腿、浮力箱、滚筒轴、蜗杆、链轮齿轮安装轴、摩擦片、制动片、制动电磁铁、浮力箱主动齿轮、浮力箱从动链轮、浮力箱从动轮、电机、浮力箱驱动丝杠、锁紧齿轮、锁定电磁铁、锁定齿轮、排绳传动箱、蜗轮、链条、浮力箱主动链轮、隔水管驱动丝杠、隔水管、滚筒；所述绞车架安装在平台上，所述轨道安装在绞车架上，并在其上安装排绳座，排绳滑轮架安装在排绳座下部，并在其上安装滑轮，所述导轮分别安装在平台和支腿上，通过钢丝绳连接浮力箱、隔水管和滚筒，所述浮力箱安装在支腿内部，所述滚筒轴将滚筒安装在绞车架上；调整浮力箱的浮力，直至静止状态时，隔水管提供的张紧力与浮力箱提供的浮力是平台处于平衡状态，当平台在风浪的作用下升高时，隔水管的张紧力增大，电机驱动蜗杆，从而带动滚筒轴和滚筒旋转，释放部分钢丝绳，使得隔水管的张紧力降低，当平台在风浪的作用下降低时，隔水管的张紧力减小，电机驱动蜗杆，从而带动滚筒轴和滚筒旋转，收起部分钢丝绳，使得隔水管的张紧力增大，电机依据风浪对平台的升降运动，不断地通过整套设备调整隔水管的张紧力，以保证平台处于平衡状态。
所述蜗杆安装在平台上，与电机的转子连接，并在其上安装摩擦片和锁定齿轮，所述制动片安装在平台的滑槽中，并与制动电磁铁连接，所述浮力箱主动齿轮通过链轮齿轮安装轴安装在绞车架上，并通过浮力箱从动轮驱动浮力箱驱动丝杠，所述锁紧齿轮安装在平台的滑槽中，并与锁定电磁铁固连，所述排绳传动箱安装在绞车架和平台上，并由滚筒轴驱动，带动浮力箱驱动丝杠和隔水管驱动丝杠旋转，所述蜗轮由蜗杆带动，驱动滚筒轴带动滚筒旋转，所述链条带动浮力箱从动链轮和浮力箱主动链轮同速转动；在电机驱动滚筒调节隔水管的张紧力的过程中，电机驱动蜗杆，带动蜗轮、滚筒轴和滚筒旋转，与此同时滚筒轴带动排绳传动箱内部的变速机构，将滚筒轴持续的单向旋转运动，转化为间歇性的正反转旋转，排绳传动箱将输出的旋转传递给隔水管驱动丝杠，与此同时，通过浮力箱主动链轮、链条带动浮力箱从动链轮同步旋转，浮力箱从动链轮与浮力箱主动齿轮同轴旋转，带动浮力箱从动轮、浮力箱驱动丝杠旋转，浮力箱驱动丝杠与隔水管驱动丝杠旋转，驱动排绳座沿轨道产生轴向位移，驱动排绳座上的排绳滑轮架和滑轮带动钢丝绳规则的随滚筒的旋转在滚筒上排绳，在设备运行的过程中，制动电磁铁带动制动片与摩擦片接触易产生摩擦力，以控制蜗杆的转速，当停止使用张紧器工作时，停止电机运行，锁定电磁铁驱动锁紧齿轮上行以卡紧锁定齿轮，从而制动蜗杆，锁定整套张紧器停止运转。
本发明具有如下优点：机械机构替代液压机构，提高其安全性，会降低制造以及维护的成本，采用半主动控制方式，既节约能耗又能快速反应，采用浮力箱提供的浮力平衡隔水管的张紧力，不影响平台的有效载重量，除此之外，采用钢丝绳可以增大张紧器补偿平台起伏的范围。
附图说明
图1：新型钢丝绳式隔水管张紧器结构示意图；
图2：新型钢丝绳式隔水管张紧器动力传动部分结构示意图；
图3：新型钢丝绳式隔水管张紧器主工作结构示意图。
符号说明
1.绞车架，2.平台，3.轨道，4.排绳座，5.排绳滑轮架，6.导轮，7.滑轮，8.钢丝绳，9.支腿，10.浮力箱，11.滚筒轴，12.蜗杆，13.链轮齿轮安装轴，14.摩擦片，15.制动片，16.制动电磁铁，17.浮力箱主动齿轮，18.浮力箱从动链轮，19.浮力箱从动轮，20.电机，21.浮力箱驱动丝杠，22.锁紧齿轮，23.锁定电磁铁，24.锁定齿轮，25.排绳传动箱，26.蜗轮，27.链条，28.浮力箱主动链轮，29.隔水管驱动丝杠，30.隔水管，31.滚筒。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明：
如图1-图3所示，新型钢丝绳式隔水管张紧器，包括绞车架1、平台2、轨道3、排绳座4、排绳滑轮架5、导轮6、滑轮7、钢丝绳8、支腿9、浮力箱10、滚筒轴11、蜗杆12、链轮齿轮安装轴13、摩擦片14、制动片15、制动电磁铁16、浮力箱主动齿轮17、浮力箱从动链轮18、浮力箱从动轮19、电机20、浮力箱驱动丝杠21、锁紧齿轮22、锁定电磁铁23、锁定齿轮24、排绳传动箱25、蜗轮26、链条27、浮力箱主动链轮28、隔水管驱动丝杠29、隔水管30、滚筒31；所述绞车架1安装在平台2上，所述轨道3安装在绞车架1上，并在其上安装排绳座4，排绳滑轮架5安装在排绳座4下部，并在其上安装滑轮7，所述导轮6分别安装在平台2和支腿9上，通过钢丝绳连接浮力箱10、隔水管30和滚筒31，所述浮力箱10安装在支腿9内部，所述滚筒轴11将滚筒31安装在绞车架1上，所述蜗杆12安装在平台2上，与电机20的转子连接，并在其上安装摩擦片14和锁定齿轮24，所述制动片15安装在平台2的滑槽中，并与制动电磁铁16连接，所述浮力箱主动齿轮17通过链轮齿轮安装轴13安装在绞车架1上，并通过浮力箱从动轮19驱动浮力箱驱动丝杠21，所述锁紧齿轮22安装在平台2的滑槽中，并与锁定电磁铁23固连，所述排绳传动箱25安装在绞车架1和平台2上，并由滚筒轴11驱动，带动浮力箱驱动丝杠21和隔水管驱动丝杠29旋转，所述蜗轮26由蜗杆12带动，驱动滚筒轴11带动滚筒31旋转，所述链条27带动浮力箱从动链轮18和浮力箱主动链轮28同速转动。
在整套装置运行之前，调整浮力箱10的浮力，直至静止状态时，隔水管30提供的张紧力与浮力箱10提供的浮力是平台2处于平衡状态，当平台2在风浪的作用下升高时，隔水管10的张紧力增大，电机驱动蜗杆12，从而带动滚筒轴11和滚筒31旋转，释放部分钢丝绳8，使得隔水管10的张紧力降低，当平台2在风浪的作用下降低时，隔水管10的张紧力减小，电机驱动蜗杆12，从而带动滚筒轴11和滚筒31旋转，收起部分钢丝绳8，使得隔水管10的张紧力增大，电机20依据风浪对平台2的升降运动，不断地通过整套设备调整隔水管10的张紧力，以保证平台2处于平衡状态，在电机20驱动滚筒31调节隔水管10的张紧力的过程中，电机20驱动蜗杆12，带动蜗轮26、滚筒轴11和滚筒31旋转，与此同时滚筒轴11带动排绳传动箱25内部的变速机构，将滚筒轴11持续的单向旋转运动，转化为间歇性的正反转旋转，排绳传动箱25将输出的旋转传递给隔水管驱动丝杠29，与此同时，通过浮力箱主动链轮28、链条27带动浮力箱从动链轮18同步旋转，浮力箱从动链轮18与浮力箱主动齿轮17同轴旋转，带动浮力箱从动轮19、浮力箱驱动丝杠21旋转，浮力箱驱动丝杠21与隔水管驱动丝杠29旋转，驱动排绳座4沿轨道3产生轴向位移，驱动排绳座4上的排绳滑轮架5和滑轮7带动钢丝绳8规则的随滚筒31的旋转在滚筒31上排绳，在设备运行的过程中，制动电磁铁16带动制动片15与摩擦片14接触易产生摩擦力，以控制蜗杆12的转速，当停止使用张紧器工作时，停止电机20运行，锁定电磁铁23驱动锁紧齿轮22上行以卡紧锁定齿轮24，从而制动蜗杆12，锁定整套张紧器停止运转。
上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。
Claims (2)
1.新型钢丝绳式隔水管张紧器，其特征在于：包括绞车架(1)、平台(2)、轨道(3)、排绳座(4)、排绳滑轮架(5)、导轮(6)、滑轮(7)、钢丝绳(8)、支腿(9)、浮力箱(10)、滚筒轴(11)、蜗杆(12)、链轮齿轮安装轴(13)、摩擦片(14)、制动片(15)、制动电磁铁(16)、浮力箱主动齿轮(17)、浮力箱从动链轮(18)、浮力箱从动轮(19)、电机(20)、浮力箱驱动丝杠(21)、锁紧齿轮(22)、锁定电磁铁(23)、锁定齿轮(24)、排绳传动箱(25)、蜗轮(26)、链条(27)、浮力箱主动链轮(28)、隔水管驱动丝杠(29)、隔水管(30)、滚筒(31)；绞车架(1)安装在平台(2)上，轨道(3)安装在绞车架(1)上，并在其上安装排绳座(4)，排绳滑轮架(5)安装在排绳座(4)下部，并在其上安装滑轮(7)，导轮(6)分别安装在平台(2)和支腿(9)上，通过钢丝绳连接浮力箱(10)、隔水管(30)和滚筒(31)，浮力箱(10)安装在支腿(9)内部，滚筒轴(11)将滚筒(31)安装在绞车架(1)上。
2.根据权利要求1所述的新型钢丝绳式隔水管张紧器，其特征在于：蜗杆(12)安装在平台(2)上，与电机(20)的转子连接，并在其上安装摩擦片(14)和锁定齿轮(24)，制动片(15)安装在平台(2)的滑槽中，并与制动电磁铁(16)连接，浮力箱主动齿轮(17)通过链轮齿轮安装轴(13)安装在绞车架(1)上，并通过浮力箱从动轮(19)驱动浮力箱驱动丝杠(21)，锁紧齿轮(22)安装在平台(2)的滑槽中，并与锁定电磁铁(23)固连，排绳传动箱(25)安装在绞车架(1)和平台(2)上，并由滚筒轴(11)连接浮力箱驱动丝杠(21)和隔水管驱动丝杠(29)，蜗轮(26)通过蜗杆(12)依次连接滚筒轴(11)和滚筒(31)，链条(27)连接浮力箱从动链轮(18)和浮力箱主动链轮(28)。
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