CN110306941B - 以横躺方式存放的海底钻机钻管库弧形转动支撑机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以横躺方式存放的海底钻机钻管库弧形转动支撑机构，包括机架、n个带储管槽的圆形分隔盘及n个弧形支撑架，n为大于等于2的整数，所述n个弧形支撑架固定安装在机架的背部滑轨上，平行且同轴设置；所述的n个分隔盘分别支撑在n个弧形支撑架上，弧形支撑架的弧形支撑面与相对应的分隔盘边缘圆弧面接触；所述分隔盘用于对整个钻管库及其上存储的钻管形成能够转动的辅助支撑。本发明利用弧形支撑架对钻管库带储管槽的圆形分隔盘进行转动支撑，有效地解决了由于钻管库重量大、长度长，钻管库的主轴和主轴两端的轴承都设计小易引起弯曲变形而无法旋转的问题；本发明还具有结构简单紧凑、操控方便，成本低等优点。
Description
技术领域
本发明属于海底钻机技术领域，尤其是涉及一种以横躺方式存放的海底钻机钻管库弧形转动支撑机构。
背景技术
海底钻机是开展海底矿产资源勘探、海底工程地质勘察及海洋科学研究的重要装备，它通过搭载母船上配备的收放绞车下放至海底，利用调平支腿将海底钻机调整至直立状态后，便可开展海底地层钻探取样作业，并通过不断加接钻管的方式来加大海底地层的钻进深度。当结束海底钻探取样作业后，再利用收放绞车将海底钻机回收至母船甲板上。为满足深层海底地层的钻探取样需求，海底钻机上需配备有钻管库，钻管库内放置有多根粗长钻管（有些钻管长达4-5米），加之海底钻机的其他辅助部件，使得海底钻机的总高度将达到7-8米。为了便于海底钻机的下放和回收，海底钻机的外形尺寸需尽可能小，整体重量也尽可能轻，因此各部件均设计得非常紧凑，钻管库的主轴和主轴两端的轴承都设计得很小，当海底钻机直立在海底时，钻管库处于直立状态，此时钻管库的旋转非常方便。但是，如果海底钻机以直立的方式进行下放和回收，此时海底钻机的高度将远远超出绝大部分搭载母船A型架所允许通过的最大高度，导致海底钻机的下放和回收变得极其困难。同时，受海洋波浪和洋流的作用，母船将产生摇荡运动，要想将如此高的海底钻机直立稳固在母船甲板上也变得非常困难，更为危险的是工作人员在进行钻管装卸时，必须站到海底钻机上，然后将一根根新的钻管放入钻管库或者将装有岩芯样品的钻管从钻管库中取出，其作业安全也将受到极大威胁。为此，将海底钻机以横躺方式进行下放和回收，以及以横躺方式稳固在母船甲板上，以便进行钻管装卸和设备维护变得异常重要。
然而，当海底钻机以横躺方式存放（稳固）在母船甲板上，海底钻机上的钻管库也随着变为横躺方式，由于钻管库重量大、长度长，且钻管库的主轴和主轴两端的轴承都设计得很小，当钻管库中装有同样又重又长的钻管后，钻管库变得十分笨重，在钻管库横躺状态下，如不加以辅助支撑装置，极易引起钻管库弯曲变形而无法旋转。为此，亟待发明一种可以在钻管库横躺状态下，对钻管库进行转动支撑和保护，结构简单紧凑、操控方便的以横躺方式存放的海底钻机钻管库弧形转动支撑机构。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、操控方便，可以在钻管库横躺时对钻管库进行转动支撑和保护的以横躺方式存放的海底钻机钻管库弧形转动支撑机构。
本发明采用的技术方案是：一种以横躺方式存放的海底钻机钻管库弧形转动支撑机构，包括机架、n个带储管槽的圆形分隔盘及n个弧形支撑架，n为大于等于2的整数，所述n个弧形支撑架固定安装在机架的背部滑轨上，平行且同轴设置；所述的n个分隔盘分别支撑在n个弧形支撑架上，弧形支撑架的弧形支撑面与相对应的分隔盘边缘圆弧面接触；所述分隔盘用于对整个钻管库及其上存储的钻管形成能够转动的辅助支撑。
上述的以横躺方式存放的海底钻机钻管库弧形转动支撑机构中，所述弧形支撑架包括底板、纵梁及弧板；底板安装在机架的背部滑轨上，纵梁安装在底板上，弧板安装在纵梁上；弧板的顶面上设有弧形凹槽，凹槽内设有带润滑机构的多个滚轴或弧形滑块；多个滚轴形成的外切圆或弧形滑块的内弧面对分隔盘外圆面形成滚动支撑或滑动支撑。
上述的以横躺方式存放的海底钻机钻管库弧形转动支撑机构中，所述弧板的顶面上安装有弧条，弧条的截面为U形，弧条的凹槽内设有带润滑机构的多个滚轴或弧形滑块。
上述的以横躺方式存放的海底钻机钻管库弧形转动支撑机构中，所述弧板与纵梁之间设有支撑力调节机构，支撑力调节机构包括调节板及设置在弧板上的腰型孔，调节板固定安装在弧板上，垂直于弧板水平设置；调节板上设有螺栓孔，通过调节螺栓与纵梁顶部连接；所述的纵梁上对应于弧板上的腰型孔设有螺栓孔，通过紧固螺栓与弧板连接。
上述的以横躺方式存放的海底钻机钻管库弧形转动支撑机构中，还包括若干环形围栏，环形围栏安装在机架上，环形围栏的内径大于钻管库的外径，环形围栏与钻管库同轴，环形围栏上设有一个开口，该开口允许钻管进出钻管库。
上述的以横躺方式存放的海底钻机钻管库弧形转动支撑机构中，所述的环形围栏包括两个弧形围栏杆、弧形固定板及两个弹性开合门机构；所述的两个弧形围栏杆分别与弧形固定板的两端连接，两个弧形围栏杆与弧形固定板同轴，两个弧形围栏杆的背面分别通过一个安装板安装在机架上；两个弧形围栏杆的相对端分别设有一个弹性开合门机构，弹性开合门机构包括固定板、挡管弹簧及挡管球，固定板上设有腰型孔，通过螺栓固定在弧形围栏杆端部；所述的挡管球通过挡管弹簧安装在固定板上，挡管弹簧的中心线垂直于固定板设置。
上述的以横躺方式存放的海底钻机钻管库弧形转动支撑机构中，所述分隔盘上储管槽处装有钻管等间距分隔机构，钻管等间距分隔机构包括等距分隔挡片、转轴和弹簧，转轴固定在储管槽的边缘，等距分隔挡片通过转轴铰接在分隔盘上，弹簧的一端与等距分隔挡片连接，弹簧的另一端与另一等距分隔挡片连接或者直接固定在分隔盘上，等距分隔挡片上设有凸起，凸起和弹簧配合能够将钻管等间距卡紧在分隔盘的储管槽内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1．本发明利用弧形支撑架对钻管库带储管槽的圆形分隔盘进行转动支撑，有效地解决了由于钻管库重量大、长度长，钻管库的主轴和主轴两端的轴承都设计小易引起弯曲变形而无法旋转的问题。
2．本发明可以根据支撑力大小的需要，通过支撑力调节机构实时调整弧形转动支撑机构对钻管库的支撑力。
3．本发明的环形围栏可以对海底钻机钻管库中的钻管起很好的保护作用。
4．本发明的钻管等间距分隔机构利用等距分隔挡片上的凸起和弹簧配合可以很可靠地将钻管等间距卡紧在分隔盘的储管槽内。
5．本发明还具有结构简单紧凑、操控方便，易于加工制造，成本低等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的弧形支撑架与分隔盘的安装示意图。
图3是本发明在海底钻机上的安装位置示意图。
图4是本发明的弧形支撑架实施例1的正面结构示意图。
图5是本发明的弧形支撑架实施例1的背面结构示意图。
图6是本发明的弧形支撑架实施例2的正面结构示意图。
图7是本发明的分隔盘与钻管在分隔盘上等间距存放的示意图。
图8是本发明的钻管等间距分隔机构的结构及其安装示意图。
图9是本发明的环形围栏的结构示意图。
图10是本发明的环形围栏的弧形固定板打开状态示意图。
图11是本发明的环形围栏的弹性开合门机构的结构示意图。
图中：1-弧形支撑架，101-底板，102-纵梁，103-弧板，104-弧条，105-滚轴，106-腰型孔，107-紧固螺栓，108-调节螺栓，109-调节板，110-弧形滑块，2-钻管库，201-分隔盘，202-钻管等间距分隔机构，20201-等距分隔挡片，20202-转轴，20203-弹簧，203-钻管，3-环形围栏，301-弧形固定板，302-弹性开合门机构，30201-固定板，30202-挡管弹簧，30203-挡管球，4-安装板，5-机架，501-机架支撑梁，502-背部滑轨，6-安装板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1-3所示，本发明包括机架5、3个环形围栏3、3个带储管槽的圆形分隔盘201及3个弧形支撑架1（环形围栏、分隔盘和支撑架的数量不限于3个，可以是2个，也可以多于3个），所述3个弧形支撑架1固定安装在机架5的背部滑轨502上，平行且同轴设置。所述的3个分隔盘201分别支撑在3个弧形支撑架1上，弧形支撑架1的弧形支撑面与相对应的分隔盘边缘圆弧面接触。如图4-6所示，所述弧形支撑架包括底板101、纵梁102及弧板103；底板101安装在机架上，纵梁102安装在底板101上，弧板103安装在纵梁102上；所述弧板的顶面上安装有弧条104，弧条104的截面为U形，弧条104的凹槽内设有带润滑机构的多个滚轴105或弧形滑块110；多个滚轴105形成的外切圆或弧形滑块的内弧面对分隔盘201的外圆面形成滚动支撑或滑动支撑。所述弧板103与纵梁102之间设有支撑力调节机构，如图4、5所示，所述的支撑力调节机构包括调节板109及设置在弧板103上的腰型孔106，调节板109固定安装在弧板103上，垂直于弧板103水平设置。调节板109上设有螺栓孔，通过调节螺栓108与纵梁102的顶部连接。所述的纵梁102上对应于弧板上的腰型孔106设有螺栓孔，通过紧固螺栓107与弧板103连接。
如图7、8所示，所述分隔盘201上每个储管槽处分别装有钻管等间距分隔机构202，钻管等间距分隔机构202包括等距分隔挡片20201、转轴20202和弹簧20203，转轴20202固定在储管槽的边缘，等距分隔挡片20201通过转轴20202铰接在分隔盘201上，弹簧20203的一端与等距分隔挡片20201连接，弹簧20203的另一端可根据需要与另一等距分隔挡片20201连接或者直接固定在分隔盘201上，等距分隔挡片20201上设有凸起，凸起和弹簧20203配合能够将钻管等间距卡紧在分隔盘201的储管槽内。
如图9、10、11所示，3个环形围栏3安装在机架5上，平行设置，环形围栏3的内径略大于钻管库2的外径，环形围栏3与钻管库2同轴。所述的环形围栏3包括两个弧形围栏杆、弧形固定板301及两个弹性开合门机构302。所述的两个弧形围栏杆分别与弧形固定板301的两端连接，两个弧形围栏杆与弧形固定板301同轴，两个弧形围栏杆的背面分别通过安装板4和安装板6安装在机架5上。两个弧形围栏杆的相对端分别设有一个弹性开合门机构302，弹性开合门机构302包括固定板30201、挡管弹簧30202及挡管球30203，固定板30201上设有两个腰型孔，通过螺栓固定在弧形围栏杆端部。所述的挡管球30203通过挡管弹簧30202安装在固定板30201上，挡管弹簧30202的中心线垂直于固定板30201设置。
Claims (4)
1.一种以横躺方式存放的海底钻机钻管库弧形转动支撑机构，其特征是：包括机架、若干环形围栏、n个带储管槽的圆形分隔盘及n个弧形支撑架，n为大于等于2的整数，所述n个弧形支撑架固定安装在机架的背部滑轨上，平行且同轴设置；所述的n个分隔盘分别支撑在n个弧形支撑架上，弧形支撑架的弧形支撑面与相对应的分隔盘边缘圆弧面接触；所述分隔盘用于对整个钻管库及其上存储的钻管形成能够转动的辅助支撑；
环形围栏安装在机架上，环形围栏的内径大于钻管库的外径，环形围栏与钻管库同轴，环形围栏上设有一个开口，该开口允许钻管进出钻管库；所述的环形围栏包括两个弧形围栏杆、弧形固定板及两个弹性开合门机构；所述的两个弧形围栏杆分别与弧形固定板的两端连接，两个弧形围栏杆与弧形固定板同轴，两个弧形围栏杆的背面分别通过一个安装板安装在机架上；两个弧形围栏杆的相对端分别设有一个弹性开合门机构，弹性开合门机构包括固定板、挡管弹簧及挡管球，固定板上设有腰型孔，通过螺栓固定在弧形围栏杆端部；所述的挡管球通过挡管弹簧安装在固定板上，挡管弹簧的中心线垂直于固定板设置；
所述弧形支撑架包括底板、纵梁及弧板；底板安装在机架的背部滑轨上，纵梁安装在底板上，弧板安装在纵梁上；弧板的顶面上设有弧形凹槽，凹槽内设有带润滑机构的多个滚轴或弧形滑块；多个滚轴形成的外切圆或弧形滑块的内弧面对分隔盘外圆面形成滚动支撑或滑动支撑。
2.根据权利要求1所述的以横躺方式存放的海底钻机钻管库弧形转动支撑机构，其特征是：所述弧板的顶面上安装有弧条，弧条的截面为U形，弧条的凹槽内设有带润滑机构的多个滚轴或弧形滑块。
3.根据权利要求1所述的以横躺方式存放的海底钻机钻管库弧形转动支撑机构，其特征是：所述弧板与纵梁之间设有支撑力调节机构，支撑力调节机构包括调节板及设置在弧板上的腰型孔，调节板固定安装在弧板上，垂直于弧板水平设置；调节板上设有螺栓孔，通过调节螺栓与纵梁顶部连接；所述的纵梁上对应于弧板上的腰型孔设有螺栓孔，通过紧固螺栓与弧板连接。
4.根据权利要求1所述的以横躺方式存放的海底钻机钻管库弧形转动支撑机构，其特征是：所述分隔盘上储管槽处装有钻管等间距分隔机构，钻管等间距分隔机构包括等距分隔挡片、转轴和弹簧，转轴固定在储管槽的边缘，等距分隔挡片通过转轴铰接在分隔盘上，弹簧的一端与等距分隔挡片连接，弹簧的另一端与另一等距分隔挡片连接或者直接固定在分隔盘上，等距分隔挡片上设有凸起，凸起和弹簧配合能够将钻管等间距卡紧在分隔盘的储管槽内。
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