CN109209262B - 用于夹持海洋钻井平台隔水管的液压旋转卡盘 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于夹持海洋钻井平台隔水管的液压旋转卡盘，它包括盖板和底板，底板和盖板的中部对称设置有数个呈C字型框架结构的活动支撑，活动支撑包括竖直设置的支撑边、夹持边、滑动边和顶板，顶板的顶部安装有圆柱状滑块；活动支撑夹持边共同构成正多边形夹持孔；活动支撑的上方的旋转盘上设置有弧形孔，滑块的上部置于弧形孔中；液压缸从支撑边和滑动边尾端空隙伸入活动支撑的框架内部，当液压缸的活塞杆伸缩时，推动活动支撑前后运动，正多边形夹持孔随之缩小或扩大，对置于卡盘中部的隔水管进行夹持或松开。本发明中多边形夹持孔与隔水管的接触面积大，整体强度好，可靠性高，结构紧凑，体积小，重量轻，占用空间少。

Description

用于夹持海洋钻井平台隔水管的液压旋转卡盘
技术领域
本发明涉及钻采设备技术领域，具体的说是一种用于夹持海洋钻井平台隔水管的液压旋转卡盘。
背景技术
海洋钻井平台用的隔水管卡盘装置可保障海上油气作业安全，提高工作效率和钻井效率，在安装、拆卸、支撑和悬挂隔水管系统的过程中起着关键作用。卡盘装置的结构一般包括踏板式、门式、旋转支撑臂式和伸缩支撑臂式。
公开号为CN203321371U的专利公开了《一种海洋立管安装用液压驱动悬臂式卡盘装置》，它包括设置有中心通孔的组合框架，在该组合框架中沿圆周径向均布有多个框架轨道，每组框架轨道中设置有一个可滑动的支撑臂，每个支撑臂分别与一个液压缸的活塞杆连接，各个液压缸同时与外界压力源连接；组合框架结构是，包括上卡板和下卡板，上卡板、下卡板中心为贯通的通孔，上卡板和下卡板的中心通孔内沿之间固定连接有支承板，上卡板和下卡板的外沿处固定连接有侧封板。该装置采用外部动力系统驱动，实现支撑臂在水平方向上伸出/回缩动作，达到在钻采台面井口位置支撑、悬挂、安装海洋立管系统的目的。这个专利文献公开的卡盘采用了伸缩的悬臂梁结构，为满足承载能力要求卡盘体积较大，支撑臂整体受力差，液缸不能承受周向载荷，隔水管在海面下受海水扰动产生旋转，对动作液缸产生附加载荷，影响液缸的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于夹持海洋钻井平台隔水管的液压旋转卡盘，在满足海洋钻井平台下套管需求的前提下，充分优化结构，改善受力情况，减轻结构重量。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种用于夹持海洋钻井平台隔水管的液压旋转卡盘，它包括相互扣合的盖板和底板，盖板的中心开有圆孔，盖板的上表面设置有数个耳板，所述底板和盖板的中部对称设置有数个呈C字型框架结构的活动支撑，活动支撑包括竖直设置的支撑边、夹持边、滑动边和顶板，支撑边的尾端与滑动边的尾端之间留有空隙，支撑边的顶端、滑动边的顶端分别与夹持边的两端相连接，顶板覆盖在支撑边、夹持边和滑动边的顶端，顶板的中部设有固定孔；活动支撑的滑动边与与其相邻的另一个活动支撑的夹持边相邻近，所有的活动支撑夹持边共同构成正多边形夹持孔；活动支撑的上方设有吊装在盖板下方的旋转盘，旋转盘为环形板，旋转盘上设置有数个弧形孔，圆柱状滑块的上部置于弧形孔中，滑块的下部置于顶板中部的固定孔中；液压缸从支撑边和滑动边尾端空隙伸入活动支撑的框架内部，液压缸的活塞杆顶端与固定在支撑边内壁上的水平固定耳板相连接，缸体与固定在底板上的竖直固定耳板相连接；当所有的液压缸的活塞杆伸缩时，推动活动支撑前后运动，滑块在弧形孔中移动，活动支撑的滑动边与与其相邻的另一个活动支撑的夹持边的重叠部位增加或减少，正多边形夹持孔随之缩小或扩大，对置于卡盘中部的隔水管进行夹持或松开。
优选的，所述每个活动支撑的支撑边外侧设置有导向块，支撑边与导向块相邻的表面相互贴合。
优选的，所述水平固定耳板与支撑边的内壁相垂直，水平固定耳板与竖直固定耳板相垂直，竖直固定耳板位于底板的周边。
优选的，所述盖板的外周边缘设有数块挡板，挡板的底部通过螺栓与底板相连接。
优选的，所述活动支撑至少有6个，数量越多，加持性能越好。
优选的，所述耳板有4个，相邻两个耳板相互垂直设置。
优选的，所述液压缸的活塞杆顶端与水平固定耳板通过双锥销及别针固定连接，液压缸的缸体与竖直固定耳板通过双锥销及别针固定连接。
本发明的工作过程为：
当所有的液压缸活塞杆伸出时，活塞杆推动活动支撑沿着导向块向前移动，同时活动支撑顶部的滑块在旋转盘相应的弧形孔中运动，限制活动支撑的运动轨迹，活动支撑的滑动边相对于与其相邻的另一个活动支撑的夹持边移动，夹持边所组成的正多边形夹持孔缩小，将置于其中的隔水管夹紧。当所有的液压缸活塞杆缩回时，活动支撑沿着设定的运动轨迹反向运动，正多边形夹持孔扩大，将隔水管松开。
本发明的有益效果为：
（1）本发明通过液压缸推动活动支撑沿着设定好的轨迹转动，缩小或扩大中心的正多边形夹持孔，对卡盘中的隔水管进行夹持或放松，活动支撑与隔水管的接触面积大，活动支撑自身结构强度较高，液压缸置于活动支撑内部，受到海洋波动影响小，卡盘整体的强度好，可靠性高；
（2）本发明中活动支撑的夹持边所形成的正多边形的每个角能为隔水管的凸出管线留出足够空间，空间利用率高；
（3）本发明中活动支撑顶部的滑块嵌装在弧形孔中，保证了活动支撑在设定运动轨迹中移动，导向块再次限定了活动支撑的移动轨迹；
（4）本发明中利用液压缸推动活动支撑的移动，活动支撑的夹持边形成旋转式移动，结构紧凑、动作灵敏，增强了卡盘的可靠性，即使其中的一个或数个液缸出现问题同样也可进行工作，不会出现某个液缸出现问题导致整个卡盘无法工作的问题；
（5）液缸与耳板连接部分采用销孔相互垂直设计，外部载荷不会对液缸产生影响，承载部件与运动部件分离，一方面保证承载部件运动准确，另一方面保证运动部件不受作业影响；
（6）本发明结构紧凑，体积小，重量轻，减少占用空间。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中本发明去除盖板后的俯视图；
图3是图2中本发明的A-A向剖视图；
图4是图1中本发明的侧视图；
图5是图1中活动支撑的结构示意图；
图中：1、耳板，2、盖板，3、旋转盘，4、底板，5、竖直固定耳板，6、双锥销，7、别针，8、液压缸，9、活动支撑，901、支撑边，902、夹持边，903滑动边，904、顶板，905、固定孔，10、导向块，11、弧形孔，12、水平固定耳板，13、滑块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
如图1至图4所示的一种用于夹持海洋钻井平台隔水管的液压旋转卡盘，它包括相互扣合的盖板2和底板4，盖板2的中心开有圆孔，盖板2的上表面设置有4个耳板1，相邻两个耳板1相互垂直设置。底板4和盖板2的中部对称设置有六个呈C字型框架结构的活动支撑9，活动支撑9包括竖直设置的支撑边901、夹持边902、滑动边903和顶板904，支撑边901的尾端与滑动边903的尾端之间留有空隙，支撑边901的顶端、滑动边903的顶端分别与夹持边902的两端相连接，顶板904覆盖在支撑边901、夹持边902和滑动边903的顶端，顶板904的中部设有固定孔905；活动支撑9的滑动边903与与其相邻的另一个活动支撑9的夹持边902相邻近，所有的活动支撑9夹持边共同构成正多边形夹持孔；活动支撑9的上方设有吊装在盖板2下方的旋转盘3，旋转盘3为环形板，旋转盘3上设置有数个弧形孔11，圆柱状滑块13的上部置于弧形孔11中，滑块13的下部置于顶板904中部的固定孔905中；液压缸8从支撑边901和滑动边903尾端空隙伸入活动支撑9的框架内部，液压缸8的活塞杆顶端与固定在支撑边901内壁上的水平固定耳板12相连接，缸体与固定在底板4上的竖直固定耳板5相连接；当所有的液压缸8的活塞杆伸缩时，推动活动支撑9前后运动，滑块13在弧形孔中移动，活动支撑9的滑动边903与与其相邻的另一个活动支撑9的夹持边902的重叠部位增加或减少，正多边形夹持孔随之缩小或扩大，对置于卡盘中部的隔水管进行夹持或松开。
水平固定耳板12与支撑边901的内壁相垂直，水平固定耳板12与竖直固定耳板5相垂直，竖直固定耳板5位于底板4的周边。
盖板2的外周边缘设有数块挡板，挡板的底部通过螺栓与底板4相连接。
液压缸8的活塞杆顶端与水平固定耳板12通过双锥销6及别针7固定连接，液压缸8的缸体与竖直固定耳板5通过双锥销6及别针7固定连接。
本发明的工作过程为：
当所有的液压缸8活塞杆伸出时，活塞杆推动活动支撑9沿着导向块10向前移动，同时活动支撑9顶部的滑块13在旋转盘3相应的弧形孔11中运动，限制活动支撑9的运动轨迹，活动支撑9的滑动边903相对于与其相邻的另一个活动支撑9的夹持边902移动，夹持边902所组成的正多边形夹持孔缩小，将置于其中的隔水管夹紧。当所有的液压缸8活塞杆缩回时，活动支撑9沿着设定的运动轨迹反向运动，正多边形夹持孔扩大，将隔水管松开。
本发明通过液压缸推动活动支撑沿着设定好的轨迹转动，缩小或扩大中心的正多边形夹持孔，对卡盘中的隔水管进行夹持或放松，活动支撑与隔水管的接触面积大，活动支撑自身结构强度较高，液压缸置于活动支撑内部，受到海洋波动影响小，卡盘整体的强度好，可靠性高。

Claims (7)

1.一种用于夹持海洋钻井平台隔水管的液压旋转卡盘，它包括相互扣合的盖板（2）和底板（4），盖板（2）的中心开有圆孔，盖板（2）的上表面设置有数个耳板（1），其特征在于：所述底板（4）和盖板（2）的中部对称设置有数个呈C字型框架结构的活动支撑（9），活动支撑（9）包括竖直设置的支撑边（901）、夹持边（902）、滑动边（903）和顶板（904），支撑边（901）的尾端与滑动边（903）的尾端之间留有空隙，支撑边（901）的顶端、滑动边（903）的顶端分别与夹持边（902）的两端相连接，顶板（904）覆盖在支撑边（901）、夹持边（902）和滑动边（903）的顶端，顶板（904）的中部设有固定孔（905）；活动支撑（9）的滑动边（903）与与其相邻的另一个活动支撑（9）的夹持边（902）相邻近，所有的活动支撑（9）夹持边共同构成正多边形夹持孔；活动支撑（9）的上方设有吊装在盖板（2）下方的旋转盘（3），旋转盘（3）为环形板，旋转盘（3）上设置有数个弧形孔（11），圆柱状滑块（13）的上部置于弧形孔（11）中，滑块（13）的下部置于顶板（904）中部的固定孔（905）中；液压缸（8）从支撑边（901）和滑动边（903）尾端空隙伸入活动支撑（9）的框架内部，液压缸（8）的活塞杆顶端与固定在支撑边（901）内壁上的水平固定耳板（12）相连接，缸体与固定在底板（4）上的竖直固定耳板（5）相连接；当所有的液压缸（8）的活塞杆伸缩时，推动活动支撑（9）前后运动，滑块（13）在弧形孔中移动，活动支撑（9）的滑动边（903）与与其相邻的另一个活动支撑（9）的夹持边（902）的重叠部位增加或减少，正多边形夹持孔随之缩小或扩大，对置于卡盘中部的隔水管进行夹持或松开。
2.根据权利要求1所述的用于夹持海洋钻井平台隔水管的液压旋转卡盘，其特征在于：所述每个活动支撑（9）的支撑边（901）外侧设置有导向块（10），支撑边（901）与导向块（10）相邻的表面相互贴合。
3.根据权利要求1或2所述的用于夹持海洋钻井平台隔水管的液压旋转卡盘，其特征在于：所述水平固定耳板（12）与支撑边（901）的内壁相垂直，水平固定耳板（12）与竖直固定耳板（5）相垂直，竖直固定耳板（5）位于底板（4）的周边。
4.根据权利要求3所述的用于夹持海洋钻井平台隔水管的液压旋转卡盘，其特征在于：所述盖板（2）的外周边缘设有数块挡板，挡板的底部通过螺栓与底板（4）相连接。
5.根据权利要求4所述的用于夹持海洋钻井平台隔水管的液压旋转卡盘，其特征在于：所述活动支撑（9）至少有6个。
6.根据权利要求5所述的用于夹持海洋钻井平台隔水管的液压旋转卡盘，其特征在于：所述耳板（1）有4个，相邻两个耳板（1）相互垂直设置。
7.根据权利要求6所述的用于夹持海洋钻井平台隔水管的液压旋转卡盘，其特征在于：所述液压缸（8）的活塞杆顶端与水平固定耳板（12）通过双锥销（6）及别针（7）固定连接，液压缸（8）的缸体与竖直固定耳板（5）通过双锥销（6）及别针（7）固定连接。
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