CN109025871A - 一种复合式隔水管悬挂补偿装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合式隔水管悬挂补偿装置，该装置包括：位移补偿总成、螺旋紧定总成、减摩总成、滑轮组、底座支撑等。所述的位移补偿总成上端与螺旋紧定总成相连接，内部从上到下依次装有橡胶筒、伸缩杆、减摩总成和碟簧，下端与滑轮组相连接，整体固定安装在底座支撑上。螺旋紧定总成中伸缩臂在液压力作用下对隔水管进行夹紧和定位，位移补偿总成通过橡胶筒与碟簧的压缩与释放实现位移补偿，减摩总成通过伸缩杆与伸缩筒之间的钢球组降低伸缩杆的摩损，可在动滑轮上绕钢丝绳来实现对位移补偿总成的行程控制。本发明的一种复合式隔水管悬挂补偿装置可以有效降低海洋波浪升沉运动对隔水管的影响，保证隔水管的工作稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于浮式钻井船上的一种复合式隔水管悬挂补偿装置，实现提高隔水管工作稳定性的目的。
背景技术
随着陆地和浅海区块油气开发接近饱和，深海油气资源将是世界原油增长的主要阵地。当我们开采海洋石油资源时，隔水管是海洋浮式钻井装备中的重要环节，作为串联井口和海洋平台的关键环节，它极大的影响了钻井效率和钻井安全。
在海洋油气钻井作业时，隔水管固定安装在船体上，会随着船体一起运动,船体受到周期性升沉及纵横摇运动, 从而会导致悬挂着的隔水管系统也出现有规律性的升沉及纵横摇活动。在作业过程中，载荷的复杂性、自身结构的非线性变化、环境的恶劣等因素，导致隔水管成为海洋钻井设备中十分薄弱的环节，保证隔水管的安全是海洋油气装备的重点，也是海洋油气开发的必然要求。
因为海浪具有不规则性与多向性，海洋钻井工作环境恶劣，故海洋钻井隔水管是一种具有高风险、高难度、高技术、高附加值的石油钻井装备。在深海钻采作业过程中，由于风、浪、流的共同影响，船体就一定会受到周期性升沉及纵横摇运动，从而会导致悬挂着的隔水管系统也出现有规律性的升沉及纵横摇活动。要是少了专门的补偿装置，隔水管将会受到不同的力，从而导致轴向的偏移与弯曲变形,也会受到轴向的正应力所以会使得隔水管系统承受很大的力，极大的增加了海上作业的风险，而且隔水管系统的工作效率和经济性都会被隔水管本身的变形和所受到的力影响。鉴于这些问题，设计出能补偿上述运动的装置是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合式隔水管悬挂补偿装置，以实现降低海洋波浪深沉运动对隔水管影响的目的。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述的一种复合式隔水管悬挂补偿装置包括螺旋紧定总成、位移补偿总成、减摩总成、滑轮组、底座支撑，位移补偿总成上端与螺旋紧定总成相连接，内部安装减摩总成，下端与滑轮组相连接，整体固定安装在底座支撑上；所述螺旋紧定总成包括后盖、螺钉a、隔水管卡盘、伸缩臂、活塞杆、活塞筒、活塞缸底、密封圈，后盖与隔水管卡盘通过螺钉a连接固定，4个伸缩臂对称安装在隔水管卡盘内部，活塞杆、活塞筒、活塞缸底、密封圈组成一个液压装置，通过液压力作用将活塞杆推靠在伸缩臂上，使伸缩臂能够沿着隔水管卡盘的径向移动；所述位移补偿总成包括橡胶筒、伸缩筒、伸缩杆、钢球、碟簧、导向套、防尘圈，伸缩筒顶部与隔水管卡盘底部通过螺钉b连接固定，橡胶筒、伸缩杆、钢球、碟簧依次装入到伸缩筒内，伸缩筒下端与导向套通过螺栓与螺母连接固定，防尘圈安装在导向套下部；所述的减摩机构包括伸缩杆、钢球，6组钢球对称安装于伸缩杆上部与伸缩筒间隙内，降低伸缩杆在移动过程中与伸缩筒间摩擦，并且减摩机构整体安放在伸缩筒中，位于橡胶筒与碟簧之间；所述滑轮组包括滑轮架、滑轮，滑轮架与滑轮安装在光杆上，光杆通过螺钉c固定在支撑底座上，伸缩杆下端与滑轮架采用螺纹连接固定；采用4个位移补偿总成对称分布来支撑隔水管悬挂装置中的静载；采用螺旋紧定总成中4个对称分布的伸缩臂通过液压力对隔水管进行夹紧和定位；隔水管卡盘内部对称安装4个立柱；伸缩杆与导向套之间采用间隙配合。
本发明与现有技术相比，有益效果是：（1）本发明依靠位移补偿机构中碟簧与橡胶筒的压缩与释放实现位移的补偿，作用力大，效率高，并且船体的上下运动可以给复合隔水管悬挂补偿装置供能，因此该补偿装置不需要再补充能量；（2）采用液压缸的液压力作用推动伸缩臂对隔水管进行夹紧与定位，结构简单，方便调节，反应迅速；（3）采用碟簧与橡胶筒的使用组合，可靠性高，同时可以增加补偿装置的强度。
附图说明
图1为本发明的整体装配图；
图2为本发明图1中的I部分放大视图；
图3为本发明图1中的A-A截面图；
图4为本发明的卡盘结构示意图。
图中：1.后盖，2.螺钉a，3.隔水管卡盘，4.伸缩臂，5. 活塞杆，6.活塞筒，7.活塞缸底，8.密封圈，9.螺钉b，10.橡胶筒，11.伸缩筒，12.伸缩杆，13.钢球，14.碟簧，15.螺栓，16.导向套，17.螺母，18.防尘圈，19.滑轮架，20.光杆，21.支撑底座，22.滑轮，23.螺钉c，24.立柱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
参见附图1，所述的一种复合式隔水管悬挂补偿装置包括螺旋紧定总成、位移补偿总成、减摩总成、滑轮组、底座支撑，位移补偿总成上端与螺旋紧定总成相连接，内部安装减摩总成，下端与滑轮组相连接，整体固定安装在底座支撑上；所述螺旋紧定总成包括后盖1、螺钉a2、隔水管卡盘3、伸缩臂4、活塞杆5、活塞筒6、活塞缸底7、密封圈8，后盖1与隔水管卡盘3通过螺钉a2连接固定，4个伸缩臂4对称安装在隔水管卡盘3内部，活塞杆5、活塞筒6、活塞缸底7、密封圈8组成一个液压装置，通过液压力作用将活塞杆5推靠在伸缩臂4上，使伸缩臂4能够沿着隔水管卡盘3的径向移动；所述位移补偿总成包括橡胶筒10、伸缩筒11、伸缩杆12、钢球13、碟簧14、导向套16、防尘圈18，伸缩筒11顶部与隔水管卡盘3底部通过螺钉b9连接固定，橡胶筒10、伸缩杆12、钢球13、碟簧14依次装入到伸缩筒11内，伸缩筒11下端与导向套16通过螺栓15与螺母17连接固定，防尘圈18安装在导向套16下部；所述的减摩机构包括伸缩杆12、钢球13，6组钢球13对称安装于伸缩杆12上部与伸缩筒11的间隙内，可以降低伸缩杆12在移动过程中与伸缩筒11间摩擦，并且减摩机构整体安放在伸缩筒11中，位于橡胶筒10与碟簧14之间；所述滑轮组包括滑轮架19、滑轮22，滑轮架19与滑轮22安装在光杆20上，光杆20通过螺钉c23固定在支撑底座21上，伸缩杆12下端与滑轮架19采用螺纹连接固定；采用4个位移补偿总成对称分布来支撑隔水管悬挂装置中的静载；采用螺旋紧定总成中4个对称分布的伸缩臂4通过液压力作用对隔水管进行夹紧和定位；可以在滑轮22上绕钢丝绳来实现对位移补偿装置的行程控制；隔水管卡盘3内部对称安装4个立柱24，增加隔水管卡盘3强度；伸缩杆12与导向套16之间采用间隙配合；在光杆20上安装螺钉c23，保证在滑轮组工作过程中光杆20不会滑落。
一种复合式隔水管悬挂补偿装置的基本工作原理是：位移补偿总成中的伸缩臂通过液压力作用对隔水管进行夹紧和定位；船在上升过程中，位于伸缩筒内下部的碟簧将会被压缩，从而补偿在这过程中所上升的位移，与此同时也会把能量存储起来；相反，在船体下沉的过程中，碟簧在之前所存储的能量就会被释放出来，同时压缩伸缩筒上部的橡胶筒，从而补偿下沉的位移。综上所述，该复合式隔水管悬挂补偿装置的主要能量来自于海浪的升沉运动和自身的重量，然后通过压缩或者释放伸缩筒中的碟簧与橡胶筒来实现对升沉位移的补偿。并且，可以在伸缩杆下端连接的滑轮上绕钢丝绳，起到在补偿过程中对位移补偿装置行程控制的作用，增强稳定性。
Claims (2)
1.一种复合式隔水管悬挂补偿装置，其特征在于：所述的悬挂补偿装置包括螺旋紧定总成、位移补偿总成、减摩总成、滑轮组、底座支撑，位移补偿总成上端与螺旋紧定总成相连接，内部安装减摩总成，下端与滑轮组相连接，整体固定安装在底座支撑上；所述螺旋紧定总成包括后盖（1）、螺钉a（2）、隔水管卡盘（3）、伸缩臂（4）、活塞杆（5）、活塞筒（6）、活塞缸底（7）、密封圈（8），后盖（1）与隔水管卡盘（3）通过螺钉a（2）连接固定，4个伸缩臂（4）对称安装在隔水管卡盘（3）内部，活塞杆（5）、活塞筒（6）、活塞缸底（7）、密封圈（8）组成一个液压装置，通过液压力作用将活塞杆（5）推靠在伸缩臂（4）上，使伸缩臂（4）能够沿着隔水管卡盘（3）的径向移动；所述位移补偿总成包括橡胶筒（10）、伸缩筒（11）、伸缩杆（12）、钢球（13）、碟簧（14）、导向套（16）、防尘圈（18），伸缩筒（11）顶部与隔水管卡盘（3）底部通过螺钉b（9）连接固定，橡胶筒（10）、伸缩杆（12）、钢球（13）、碟簧（14）依次装入到伸缩筒（11）内，伸缩筒（11）下端与导向套（16）通过螺栓（15）与螺母（17）连接固定，防尘圈（18）安装在导向套（16）下部；所述的减摩机构包括伸缩杆（12）、钢球（13），6组钢球（13）对称安装于伸缩杆（12）上部与伸缩筒（11）间隙内，并且减摩机构整体安放在伸缩筒（11）中，位于橡胶筒（10）与碟簧（14）之间；所述滑轮组包括滑轮架（19）、滑轮（22），滑轮架（19）与滑轮（22）安装在光杆（20）上，光杆（20）通过螺钉c（23）固定在支撑底座（21）上，伸缩杆（12）下端与滑轮架（19）采用螺纹连接固定。
2.根据权利要求1所述的一种复合式隔水管悬挂补偿装置，其特征在于：采用4个位移补偿总成对称分布来支撑隔水管悬挂装置中的静载；采用螺旋紧定总成中的伸缩臂（4）通过液压力作用对隔水管进行夹紧和定位；隔水管卡盘（3）内部对称安装4个立柱（24）；伸缩杆（12）与导向套（16）之间采用间隙配合。
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