CN107082391A - 采油树下放导向工装的滑移轨道 - Google Patents

Abstract

采油树下放导向工装的滑移轨道，竖直设置在半潜式平台的钻台和半潜式平台月池区域的下部台车之间，纵向两侧包括首部结构件和尾部结构件，首部结构件和尾部结构件为两根并排间隔设置的方钢管，两根方钢管上下两端固接有共用管头和管尾；尾部结构件为上部基座和下部基座的连接杆，首部结构件为导向臂滑移基座的运动导轨；上部基座、下部基座和导向臂滑移基座均包括其背板，滑移轨道首部结构件和尾部结构件之间的纵向间隔在空间上构成了滑移轨道的功能槽，包括上部基座背板、下部基座背板的定位安装槽和导向臂滑移基座相对于滑移轨道之间的活动连接槽及纵向滑动槽。为采油树下放导向工装的核心支撑件，为采油树的平稳下放提供强有力的设备保障。

Description

采油树下放导向工装的滑移轨道

技术领域

本发明属于海上生产作业设备技术领域，涉及一种利用半潜式平台下放采油树的导向工装，尤其是采油树下放导向工装的滑移轨道。

背景技术

半潜式平台凭借其甲板空间开阔、海上作业平稳、可变载荷较大等优势，已经成为深海、远海执行勘探、钻井、采油等生产作业最主要的海上工装之一，而采油树乃是在油(气)井完井之后进行测试油(气)，或自喷井采油时的一种重要的井口控制设备。

采油树通过钻杆被下放到海底，由于在采油树下放的过程中，整个平台会因受到海上的风、浪、气流等恶劣环境的影响，而发生横摇、纵摇、垂荡等多个方向的晃动，因而，采油树不可避免地会由于其自身的惯性与平台的其他结构件发生碰撞，直接威胁到设备及平台自身的安全。

因此，迫切需要能有一种设备或者结构件为采油树的下放提供导向和支撑，确保采油树的平稳下放和整个平台的安全作业。

固定式的导向结构件会在非下放采油树工况下与其他作业之间产生干涉，且长期占据甲板的空间，是对有限空间的极大浪费；

而单一的导向设备无法在整个下放空间上有效地起到导向作用，且由于装备成本昂贵，很难被采用。

为此，市场上急需一种能通过快速拆装即可实现采油树下放导向功能的工艺装备问世，既不长期占用甲板的有限空间，又可反复使用，为采油树的下放提供导向和支撑，确保采油树的平稳下放和整个平台的安全作业。

利用钻台上固有的一个活动的“可拆盖板”(图中未所示)，将这块可拆盖板拆卸后所露出的“空挡”，恰好可以布置采油树下放导向工装的滑移轨道。

采油树下放导向工装的滑移轨道在结构上的功能主要包括：其纵向的一侧分别与上部基座和下部基座定位相连，另一侧通过钢丝绳和滑轮与导向臂基座活动相连，尤其是作为导向臂基座沿滑移轨道上下滑动的结构基础，。

因此说，滑移轨道本身的结构对于采油树的下放导向整体作业而言，作为采油树下放导向工装的核心支撑件，其所起到的作用对于整个采油树的下放导向工装设备而言，无疑是至关重要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足或缺陷，提供一种采油树下放导向工装的滑移轨道，一方面作为采油树下放导向工装的上部基座和下部基座的连接杆，另一方面作为采油树下放导向工装的导向臂滑移基座的运动导轨，为采油树的平稳下放提供强有力的设备保障，为采油树的下放提供导向和支撑，确保采油树的平稳下放和整个平台的安全作业。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明涉及的采油树下放导向工装的滑移轨道，其特征在于，竖直设置在半潜式平台的钻台和半潜式平台月池区域的下部台车之间，滑移轨道包括位于其纵向左右两侧的首部结构件和尾部结构件，所述首部结构件和尾部结构件为两根并排间隔设置的方钢管，所述两根方钢管的上下两端固接有其共用的管头和管尾；

所述尾部结构件为采油树下放导向工装的上部基座和下部基座的连接杆，所述首部结构件为采油树下放导向工装导向臂滑移基座的运动导轨；

所述上部基座、下部基座和导向臂滑移基座均包括其背板，所述滑移轨道首部结构件和尾部结构件之间的纵向间隔在空间上构成了滑移轨道的功能槽，包括所述上部基座背板、下部基座背板的定位安装槽和导向臂滑移基座相对于所述滑移轨道之间的活动连接槽及纵向滑动槽。

上述采油树下放导向工装的滑移轨道，其中，

所述管头包括上下面板，其上面板上与所述尾部结构件顶部相对应的部位固设有上部滑轮基座，紧靠上部滑轮基座的管头外侧固接有与所述上部滑轮基座平行的钢丝绳张紧用吊耳；

所述管头的上下面板上，位于两根平行设置的方钢管之间居中设有上下贯通的连接导向臂滑移基座钢丝绳的穿设孔，与该穿设孔相对应的管头宽度方向的两侧居中对称固接一对上部吊耳；所述管尾上位于其宽度方向的两侧居中对称固接一对下部吊耳；

所述尾部结构件的上部和下部分别设有与上部基座和下部基座相连的螺栓孔，紧靠所述上部基座连接孔的下方设有中部滑轮基座。

所述上部滑轮基座包括两块间隔平行设置的钢板，两块钢板的长度方向居中水平对称设有两个滑轮的安装孔。

所述中部滑轮基座包括两块间隔平行设置的钢板，两块钢板上水平对称设有一个滑轮安装孔。

所述管头和管尾均由方钢管加工而成。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果：

1.设计创新：截止到目前，世界范围内船舶与海洋工程领域均无此类导向工装设计，属于行业首创发明；

2.属于首台套成功试用：此工装首次装配在BT4000半潜式辅助平台上，并试用成功；

3.利用平台原有钢结构件即可实现滑移轨道整体结构的定位；

4.作为采油树下放导向工装的核心支撑件，其一方面作为采油树下放导向工装的上部基座和下部基座的连接杆，另一方面作为采油树下放导向工装的导向臂滑移基座的运动导轨，对采油树的平稳下放提供强有力的设备保障；

5.方便吊运安装：滑移轨道钢结构件上布置的多个吊耳，方便其整体吊运安装；

6.上部滑轮基座和中部滑轮基座以及钢丝绳穿设孔的设置，确保了导向臂滑移基座沿其运动导轨的上下移动，为采油树的下放提供导向和支撑，确保采油树的平稳下放和整个平台的安全作业；

7.导向承载能力强：适用于120t及以下的采油树在风浪流等环境条件综合作用下的外载荷；

8.制造成本低：主要钢结结构件皆由常用的船用钢板和型材制成，整个钢结构件重量在2.9t左右，制造成本低，且可反复使用。

附图说明

图1是采油树下放导向工装总体装配立体结构示意图；

图2是本发明涉及的采油树下放导向工装的滑移轨道整体结构示意图；

图3是图2的主视结构示意图；

图4是图3的右视结构示意图；

图5是沿图3中A-1向投影结构示意图；

图6是沿图3中A-2向投影结构示意图；

图7是沿图3中A-3向投影结构示意图；

图8是图3-5中涉及的上部滑轮基座的主视结构示意图；

图9是图8中涉及的上部滑轮基座与上部滑轮的装配结构示意图；

图10是图9的俯视结构示意图；

图11是图3、4、7中涉及的中部滑轮基座的主视结构示意图；

图12是图11的右视结构示意图；

图13是图11中涉及的中部滑轮基座与中部滑轮的装配结构示意图；

图14是图中涉及的吊耳主视结构示意图；

图15是本发明涉及的滑移轨道下部备用工况的结构示意图；

图16(A)-16(C)是采油树下放工况的结构示意图；

图17是采油树下放导向工装拆卸工况的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案和有益效果做进一步的描述和说明。

请参阅图1-图4，配合参见图5-图14，图中示出了本发明涉及的采油树下放导向工装的滑移轨道H，竖直设置在半潜式平台的钻台P1和半潜式平台月池区域的下部台车P2之间，其所采用的关键技术方案在于：

如图2-4所示，滑移轨道H包括位于其纵向左右两侧的首部结构件1和尾部结构件2，首部结构件1和尾部结构件2为两根并排间隔设置的方钢管，两根方钢管的上下两端固接有其共用的管头3和管尾4。本实施例中，管头3和管尾4均由方钢管加工而成。

尾部结构件2为采油树下放导向工装的上部基座S和下部基座X的连接杆，首部结构件1为采油树下放导向工装导向臂滑移基座Z的运动导轨。

上部基座S、下部基座X和导向臂滑移基座Z均包括其背板Sb、Xb、Zb，滑移轨道首部结构件1和尾部结构件1之间的纵向间隔在空间上构成了滑移轨道的功能槽10，包括上部基座背板Sb、下部基座背板Xb的定位安装槽和导向臂滑移基座Z相对于滑移轨道之间的活动连接槽及纵向滑动槽。

如图5所示，管头3包括上下面板31、32，其上面板31上与尾部结构件2顶部相对应的部位固设有上部滑轮基座5，紧靠上部滑轮基座5的管头外侧固接有与上部滑轮基座5平行的钢丝绳张紧用吊耳6。

管头3的上下面板31、32上，位于两根平行设置的方钢管之间居中设有上下贯通的连接导向臂滑移基座Z钢丝绳(图中未示出)的穿设孔31a、32a，与该穿设孔31a、32a相对应的管头3宽度方向的两侧居中对称固接一对上部吊耳7；

如图7所示，管尾4上位于其宽度方向的两侧居中对称固接一对下部吊耳8。

如图3-4所示，尾部结构件2的上部和下部分别设有与上部基座S和下部基座X相连的螺栓孔2S、2X，紧靠上部基座连接孔2S的下方设有中部滑轮基座9。

如图8-10所示，上部滑轮基座5包括两块间隔平行设置的座板51，两块座板51的长度方向居中水平对称设有两个滑轮的安装孔51a。

如图6、11-13所示，中部滑轮基座9包括两块间隔平行设置的座板91，两块座板91上水平对称设有一个滑轮安装孔91a。

导向臂滑移基座Z的上下滑动距离通过安装在下部基座S上的绞车(图中未示出)和由该绞车引出并途经滑移轨道H及其管头3，最终定位连接在滑移基座背板Zb上的钢丝绳(图中未示出)控制。

如图1中所示，活动连接在滑移轨道H上的导向臂滑移基座Z通过连接臂L分别与采油树导向臂Dc、钻杆导向臂Dg定位连接为一体，构成各自相对独立的功能结构件,为采油树的下放提供导向和支撑。

本发明涉及的滑移轨道共有三种使用工况：

第一种是下部备用工况,所谓下部备用工况，就是采油树已经被井架吊起，但是上部平台(又称钻台)尚未就位，滑移轨道结构与下部基座结构装配在一起的工况，如图15所示。当上部平台(又称钻台)就位后，打开钻台上的可拆盖板露出“空挡”，松开滑移轨道结构与下部基座结构之间的连接螺栓，通过位于滑移轨道结构上部的吊耳吊起滑移轨道结构穿过钻台上的“空挡”。

第二种是采油树下放工况,当滑移轨道结构的下部螺栓孔再次与下部基座结构上的螺栓孔对齐时，通过螺栓螺母将滑移轨道结构与下部基座结构装配在一起。与此同时，将上部基座结构与滑移轨道结构的上部螺栓孔通过螺栓螺母装配在一起。完成上述装配时即达到采油树下放工况。此时，导向臂滑移基座就可以沿着滑移轨道结构首部上下滑移导向，如图16(A)-16(C)所示。

第三种是拆除工况,当完成所有采油树下放导向作业，工装不再需要使用时。首先通过位于滑移轨道结构上部的吊耳，然后拆卸掉上部基座结构和导向臂滑移基座，松开连接滑移轨道结构与下部基座结构的螺栓螺母，将滑移轨道结构吊住缓缓下放到月池区域，最后再从月池区域内运输吊走，此时即是拆除工况，如图17所示。

本发明涉及的滑移轨道其总体结构设计思路大致如下：

一、滑移轨道设计

滑移轨道主要由4根方钢管组成，其中2根长方钢管呈首尾方向布置，2根短方钢管上下布置，长方钢管和短方钢管之间连接处通过斜切45°焊接在一起。

首部长方钢管用于导向臂滑移基座沿该方钢管上下滑移使用，尾部长方钢管的上部和下部分别开有2个螺栓孔，用于和上、下部基座结构连接使用。上、下部短方钢管用于连接首、尾部长方钢管，并在上部短方钢管上下面板中间贯穿一个穿绳孔，使得钢丝绳可以通过这个穿绳孔下到滑移轨道结构内部，与导向臂基座结构相连，带动导向臂滑移基座上下滑动。

二、上部滑轮基座设计

上部滑轮基座由两块钢板组成，两块钢板间隔一段距离相互平行，在每块钢板的相应位置开两个孔，用于装配两组上部滑轮Ls，如下图所示。作用是为用于拉、放导向臂滑移基座的钢丝绳起导向作用。

三、中部滑轮基座设计

中部滑轮基座由两块钢板组成，两块钢板间隔一段距离相互平行，在每块钢板的相应位置开孔，用于装配中部滑轮Lz，如下图所示。作用是为用于拉、放导向臂滑移基座的钢丝绳起导向作用。

四、吊耳设计

吊耳使用钢板切割制成，上部吊耳的作用是起吊滑移轨道结构，下部吊耳的作用是辅助吊运滑移轨道结构，张紧吊耳的作用在滑移轨道结构与上、下部基座结构装配完成之后，为了承受整个采油树导向工装在作业过程中向首部方向倾覆的载荷，而用于系钢丝绳与船体结构张紧用。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (5)

1.采油树下放导向工装的滑移轨道，其特征在于，竖直设置在半潜式平台的钻台和半潜式平台月池区域的下部台车之间，滑移轨道包括位于其纵向左右两侧的首部结构件和尾部结构件，所述首部结构件和尾部结构件为两根并排间隔设置的方钢管，所述两根方钢管的上下两端固接有其共用的管头和管尾；

所述尾部结构件为采油树下放导向工装的上部基座和下部基座的连接杆，所述首部结构件为采油树下放导向工装导向臂滑移基座的运动导轨；

所述上部基座、下部基座和导向臂滑移基座均包括其背板，所述滑移轨道首部结构件和尾部结构件之间的纵向间隔在空间上构成了滑移轨道的功能槽，包括所述上部基座背板、下部基座背板的定位安装槽和导向臂滑移基座相对于所述滑移轨道之间的活动连接槽及纵向滑动槽。

2.根据权利要求1所述采油树下放导向工装的滑移轨道，其特征在于，

所述管头包括上下面板，其上面板上与所述尾部结构件顶部相对应的部位固设有上部滑轮基座，紧靠上部滑轮基座的管头外侧固接有与所述上部滑轮基座平行的钢丝绳张紧用吊耳；

所述管头的上下面板上，位于两根平行设置的方钢管之间居中设有上下贯通的连接导向臂滑移基座钢丝绳的穿设孔，与该穿设孔相对应的管头宽度方向的两侧居中对称固接一对上部吊耳；所述管尾上位于其宽度方向的两侧居中对称固接一对下部吊耳；

所述尾部结构件的上部和下部分别设有与上部基座和下部基座相连的螺栓孔，紧靠所述上部基座连接孔的下方设有中部滑轮基座。

3.根据权利要求2所述采油树下放导向工装的滑移轨道，其特征在于，所述上部滑轮基座包括两块间隔平行设置的钢板，两块钢板的长度方向居中水平对称设有两个滑轮的安装孔。

4.根据权利要求2或3所述采油树下放导向工装的滑移轨道，其特征在于，所述中部滑轮基座包括两块间隔平行设置的钢板，两块钢板上水平对称设有一个滑轮安装孔。

5.根据权利要求1或2或3所述采油树下放导向工装的滑移轨道，其特征在于，所述管头和管尾均由方钢管加工而成。