CN113338868B - 一种海洋石油勘探开发简易采油平台 - Google Patents

Abstract

本发明属于石油开采技术领域，涉及一种海洋石油勘探开发简易采油平台，包括：抱紧部，可拆卸式套装固定在钢柱上；清理部，用于清理钢柱上的附着物，设置在抱紧部的下侧，清理部通过升降装置和抱紧部连接，清理部包括：第一弧形片；第二弧形片，其一端和第一弧形片的一端铰接，另一端和第一弧形片的另一端锁合固定，第二弧形片和第一弧形片构成第一环形圈；多个清理头，分别设置在第一弧形片和第二弧形片上，且在第一环形圈上均布设置。本发明的采油平台在定期机械化清理后，使得附着物减少，对钢柱的腐蚀程度降低，因此钢柱的使用寿命提高，且整个清理钢柱附着物的人力经济成本低，实用性好，值得推广。

Description

一种海洋石油勘探开发简易采油平台

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，具体涉及一种海洋石油勘探开发简易采油平台。

背景技术

海底石油是埋藏于海洋底层以下的沉积岩及基岩中的矿产资源之一，海底石油及天然气的开采始于20世纪初，但在相当长时期内仅发现少量的海底油田，直到60年代后期海上石油的勘探和开采才获得突飞猛进的发展。现在全世界已有100多个国家和地区在近海进行油气勘探，40多个国家和地区在150多个海上油气田进行开采，海上原油产量逐日增加，日产量已超过100万吨，约占世界总量的25％。

随着海上油气业生产的发展，海洋石油和天然气开采设备也在不断发展。其中，固定式的海洋石油勘探生产平台是现代海上油田的典型代表，这种平台结构的基本构成包括上部结构、导管架和钢柱，上部结构一般由一个或几个组块组成，组块是生产设施、生活设施及动力设备的大本营。上部结构安装在导管架顶部，通过桩腿连接构件和水泥浆与导管架结合为一个整体。导管架设在海底，浸泡在水中。导管架以下部分是钢柱，钢柱全部打入大陆架上通过桩壁与土壤的摩擦力和桩尖提供的承载力支撑整个平台以及承受所受到的自然环境荷载，如风力、波浪力、冰力、流力、地震力等。

但是由于钢柱很容易附着牡蛎、藤壶等多种海洋生物，这些海洋生物在附着的过程中会分泌出一种酸性物质，严重腐蚀钢柱，从而造成海洋采油平台的使用寿命锐减。在防止腐蚀的尝试过程中，人们曾定期人工清理过，但是工作量非常大，劳动效率也很低，后来人们曾使用过氧化亚铜涂料，虽然涂料中的毒素杀死了大量附着生物，可是同时也使得其他一些海洋动物被误伤或者误杀，还增加了海洋的污染。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种海洋石油勘探开发简易采油平台，以解决上述提出的技术问题。

本发明的技术方案是：

一种海洋石油勘探开发简易采油平台，包括固定式的生产平台，还包括：

抱紧部，用于可拆卸式套装固定在生产平台的钢柱上；

清理部，用于清理钢柱上的附着物，设置在所述抱紧部的下侧，所述清理部通过升降装置和抱紧部连接，所述清理部包括：

第一弧形片；

第二弧形片，其一端和第一弧形片的一端铰接，另一端和第一弧形片的另一端锁合固定，所述第二弧形片和第一弧形片构成第一环形圈；

多个清理头，分别设置在所述第一弧形片和第二弧形片上，且在所述第一环形圈上均布设置。

优选的，所述抱紧部包括：

第三弧形片；

第四弧形片，其一端和第三弧形片的一端铰接，另一端和第三弧形片的另一端锁合固定，所述第四弧形片和第三弧形片构成第二环形圈；

多个同步驱动的夹紧组件，分别设置在所述第三弧形片和第四弧形片上，且在所述第二环形圈上均布设置。

优选的，所述夹紧组件包括：

第三驱动装置，固定在所述第二环形圈的外侧壁上，所述第三驱动装置的输出轴垂直穿过所述第二环形圈的周向侧壁后套装固定槽型凸轮，所述槽型凸轮的轮槽开设在背离第三驱动装置的一侧，所述轮槽的深度呈渐变，所述轮槽内卡装设置有顶杆的一端，所述顶杆的另一端穿设在用于导向的U型支架上，所述U型支架与所述第二环形圈的周向内侧壁固定，所述顶杆背离槽型凸轮的一端的末端固定有卡爪，所述卡爪和U型支架之间还设置有弹性件，所述弹性件套装设置在顶杆上。

优选的，所述清理头包括：

一端固定在所述第一环形圈的周向内侧壁上的支撑杆，所述支撑杆的另一端与用于铲除附着物的铲板固定连接。

优选的，所述支撑杆用第一液压缸替代，所述第一液压缸的活塞杆末端与铲板固定连接，所述第一液压缸的缸体套装固定第一轴的一端，所述第一轴的另一端穿过所述第一环形圈后与第一驱动装置的输出轴套装固定，所述第一驱动装置固定在所述第一环形圈的外侧壁上。

优选的，还包括结构相同的第一同步驱动结构和第二同步驱动结构，所述第一同步驱动结构设置在所述第一弧形片上，用于驱动所述第一弧形片上的多个清理头同步动作，所述第二同步驱动结构设置在所述第二弧形片上，用于驱动所述第二弧形片上的多个清理头同步动作，所述第一同步驱动结构包括：

多个第二轴，分别垂直穿设在所述第一环形圈的周向侧壁上，其位于第一环形圈内的一端连接第一液压缸背离铲板的一端，其另一端分别与第一连杆的一端套装固定，每两个第一连杆之间设置有第二连杆，所述第二连杆的两端分别与相邻的两个第一连杆铰接，其中一个第二轴背离铲板的一端与第二驱动装置的输出轴套装固定，所述第二驱动装置固定在所述第一环形圈的外侧壁上。

优选的，所述清理头上还设置有加压水清理结构。

优选的，所述加压水清理结构包括：

固定在所述第一环形圈的外侧壁上的加压泵，所述加压泵的出口端与拉瓦尔喷管的一端连接，所述拉瓦尔喷管的另一端与分流器的入口连接，分流器的多个出口与均布设置在所述铲板上的多个引流孔一一对应连通。

与现有技术相比，本发明提供的一种海洋石油勘探开发简易采油平台，利用其上的抱紧部可以和生产平台的钢柱套装固定，抱紧部采用两个弧形片和弧形片上的多个夹紧组件构成，两个弧形片的一端铰接一端卡扣式连接，使得整体可以方便的与钢柱连接或者拆除，抱紧部下方通过升降装置连接有用于清理钢柱上的附着物的清理部，升降装置可以带动清理部上下移动，使得清理部的作业面积增大，清理部采用了两个弧形片和设置在弧形片上的多个清理头构成，清理头同步工作，提高了对钢柱表面的清理效率。本发明的采油平台在定期机械化清理后，使得附着物减少，对钢柱的腐蚀程度降低，因此钢柱的使用寿命提高，且整个清理钢柱附着物的人力经济成本低，实用性好，值得推广。

附图说明

图1为本发明的实施例1的整体结构的主视图；

图2为本发明的实施例1的清理部的俯视图；

图3为本发明的实施例3的整体结构的主视图；

图4为本发明的实施例3的清理部的俯视图；

图5为本发明的实施例4的整体结构的主视图；

图6为本发明的实施例4的清理部的俯视图；

图7为本发明的抱紧部的俯视图；

图8为本发明的局部结构A的示意图；

图9为本发明的加压水清理结构的俯视图。

具体实施方式

本发明提供了一种海洋石油勘探开发简易采油平台，下面结合图1到图9的结构示意图，对本发明进行说明。

实施例1

如图1所示，本发明提供的一种海洋石油勘探开发简易采油平台，其结构包括固定式的生产平台，还包括用于可拆卸式套装固定在生产平台的钢柱上的抱紧部1，如图7和图8所示，抱紧部1包括第三弧形片101和第四弧形片102，第四弧形片102的一端和第三弧形片101的一端铰接，另一端和第三弧形片101的另一端通过第一卡扣结构可拆卸式连接连接，当第一卡扣结构锁合时，第四弧形片102和第三弧形片101构成第二环形圈，在第二环形圈上均布设置有多个同步驱动的夹紧组件103，夹紧组件103用于将本装置固定在钢柱上端。

进一步的，如图8所示，夹紧组件103的具体结构包括：

固定在第二环形圈的外侧壁上的第三驱动装置1031，第三驱动装置1031的输出轴垂直穿过第二环形圈的周向侧壁后套装固定槽型凸轮1036，槽型凸轮1036的轮槽开设在背离第三驱动装置1031的一侧，轮槽的深度渐变，轮槽内卡装设置有顶杆1035的一端，顶杆1035的另一端穿设在用于导向的U型支架1032上，U型支架1032与第二环形圈的周向内侧壁固定，顶杆1035背离槽型凸轮1036的一端的末端固定有卡爪1033，卡爪1033和U型支架1032之间还设置有弹性件1034，弹性件1034套装设置在顶杆1035上。

其中，第三驱动装置1031是步进电机，当步进电机启动后，带动固定在其输出轴上的槽型凸轮1036同步转动，由于槽型凸轮1036上的轮槽的深度渐变，因此，随着槽型凸轮1036的转动，深度渐变的轮槽顶着卡装在其内的顶杆1035沿着其深度方向上下移动，使得卡爪1033的伸出位置发生变化，多个卡爪1033同步移动，从而使得多个卡爪1033组成的夹紧组件103的可夹持直径发生变化，以便适应不同的夹持直径的夹持需要。

使用前，打开第一卡扣结构，使得第四弧形片102和第三弧形片101的铰接端沿着铰接轴转动，从而使得第四弧形片102和第三弧形片101的第一卡扣结构所在端的开度增大，方便将抱紧部1套装在钢柱上，在套装位置将抱紧部1套装好之后，锁定第一卡扣结构，启动第三驱动装置1031，即可带动槽型凸轮1036转动，深度渐变的轮槽顶着卡装在其内的顶杆1035沿着其深度方向上下移动，使得卡爪1033的伸出位置发生变化，完成抱紧部1与钢柱的固定。

为了控制夹紧的力度，还可以在卡爪1033上设置压力传感器，压力传感器实时检测压力信息并上传给外设的控制器进行处理，当检测到的压力信息大于预设的上阈值时，控制器发出控制指令给第三驱动装置1031，使得第三驱动装置1031停止动作即可完成整个装夹过程，该检测使得装夹固定的可靠性得到了提高。

如图1所示，在抱紧部1的下侧设置清理部3，清理部3用于清理钢柱上的附着物，清理部3通过升降装置2和抱紧部1连接，升降装置2一方面用于调整清理部3的位置，另一方面用于连接清理部3和抱紧部1，使得装置的整体性增强。具体的，升降装置2可以优选为第二液压缸。

如图2所示，清理部3的结构包括：

第一弧形片301和第二弧形片302，第二弧形片302的一端和第一弧形片301的一端铰接，另一端和第一弧形片301的另一端通过第二卡扣结构锁合固定，第二弧形片302和第一弧形片301构成第一环形圈。

在第一环形圈上均布设置多个清理头，具体的，清理头的结构包括：

支撑杆310，支撑杆310的一端垂直固定在第一环形圈的周向内侧壁上，支撑杆310的另一端与用于铲除附着物的铲板305固定连接。

使用前，打开第二卡扣结构，使得第一弧形片301和第二弧形片302的铰接端沿着铰接轴转动，从而使得第一弧形片301和第二弧形片302的第二卡扣结构所在端的开度增大，方便将清理部3套装在钢柱上，在套装位置将清理部3套装好之后，锁定第二卡扣结构即可。

使用时，控制第二液压缸伸出，即可带动清理部3向下移动，沿着钢柱的长度方向对钢柱表面进行清理。

实施例2

作为基于实施例1基础上的进一步改进方案，为了增强对钢柱表面清理的效果，在清理头上设置了加压水清理结构4。

进一步的，如图9所示，加压水清理结构4的结构包括：

固定在所述第一环形圈的外侧壁上的加压泵401，加压泵401的出口端与拉瓦尔喷管402的一端连接，拉瓦尔喷管402的另一端与分流器403的入口连接，分流器403的多个出口与均布设置在所述铲板305上的多个引流孔一一对应连通。

使用中，通过就地取材，利用加压泵401将水加压后，经由拉瓦尔喷管402增速，然后经分流器403的多个出口流出，喷射在钢柱表面，进一步的对钢柱表面进行冲洗，使得残留物得到有效清理。

实施例3

作为基于实施例2基础上的进一步改进方案，为了方便调整清理头的清理直径范围，如图3和图4所示，将支撑杆310用第一液压缸304替代，第一液压缸304的活塞杆末端与铲板305固定连接，第一液压缸304的缸体套装固定第一轴308的一端，第一轴308的另一端穿过第一环形圈后与第一驱动装置309的输出轴套装固定，第一驱动装置309固定在第一环形圈的外侧壁上。

需要调整时，启动第一液压缸304，使得第一液压缸304的活塞杆伸出或者收回即可方便的调整活塞杆末端的铲板305的位置。

其中，第一驱动装置309是舵机，启动第一驱动装置309可以带动铲板305在一定的倾角范围内转动，进而达到铲除附着物的目的。

实施例4

作为基于实施例3基础上的进一步改进方案，为了方便同步调整，同时节省动力源，如图5和图6所示，还包括结构相同的第一同步驱动结构和第二同步驱动结构，第一同步驱动结构设置在第一弧形片301上，用于驱动第一弧形片301上的多个清理头同步动作，第二同步驱动结构设置在第二弧形片302上，用于驱动第二弧形片302上的多个清理头同步动作。

其中，第一同步驱动结构的具体结构包括：

分别垂直穿设在第一环形圈的周向侧壁上的多个第二轴311，第二轴311位于第一环形圈内的一端连接第一液压缸304背离铲板305的一端，其另一端分别与第一连杆307的一端套装固定，每两个第一连杆307之间设置有第二连杆306，第二连杆306的两端分别与相邻的两个第一连杆307铰接，其中一个第二轴311背离铲板305的一端与第二驱动装置303的输出轴套装固定，第二驱动装置303固定在第一环形圈的外侧壁上。

其中，第二驱动装置303是舵机。

当舵机启动时，带动第二轴311和第一连杆307的一端同步摆动，第一连杆307通过第二连杆306将运动一一传递到其他连接结构上，使得多个第二轴311同步动作，带动铲板305转动一定角度，进行铲除作业。

与现有技术相比，本发明提供的一种海洋石油勘探开发简易采油平台，利用其上的抱紧部可以和生产平台的钢柱套装固定，抱紧部采用两个弧形片和弧形片上的多个夹紧组件构成，两个弧形片的一端铰接一端卡扣式连接，使得整体可以方便的与钢柱连接或者拆除，抱紧部下方通过升降装置连接有用于清理钢柱上的附着物的清理部，升降装置可以带动清理部上下移动，使得清理部的作业面积增大，清理部采用了两个弧形片和设置在弧形片上的多个清理头构成，清理头同步工作，提高了对钢柱表面的清理效率。本发明的采油平台在定期机械化清理后，使得附着物减少，对钢柱的腐蚀程度降低，因此钢柱的使用寿命提高，且整个清理钢柱附着物的人力经济成本低，实用性好，值得推广。

以上公开的仅为本发明的较佳的具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种海洋石油勘探开发简易采油平台，包括固定式的生产平台，其特征在于，还包括：

抱紧部（1），用于可拆卸式套装固定在生产平台的钢柱上；所述抱紧部（1）包括：

第三弧形片（101）；

第四弧形片（102），其一端和第三弧形片（101）的一端铰接，另一端和第三弧形片（101）的另一端锁合固定，所述第四弧形片（102）和第三弧形片（101）构成第二环形圈；

多个同步驱动的夹紧组件（103），分别设置在所述第三弧形片（101）和第四弧形片（102）上，且在所述第二环形圈上均布设置；

清理部（3），用于清理钢柱上的附着物，设置在所述抱紧部（1）的下侧，所述清理部（3）通过升降装置（2）和抱紧部（1）连接，所述清理部（3）包括：

第一弧形片（301）；

第二弧形片（302），其一端和第一弧形片（301）的一端铰接，另一端和第一弧形片（301）的另一端锁合固定，所述第二弧形片（302）和第一弧形片（301）构成第一环形圈；

多个清理头，分别设置在所述第一弧形片（301）和第二弧形片（302）上，且在所述第一环形圈上均布设置；

所述清理头包括：

一端固定在所述第一环形圈的周向内侧壁上的支撑杆（310），所述支撑杆（310）的另一端与用于铲除附着物的铲板（305）固定连接；

还包括结构相同的第一同步驱动结构和第二同步驱动结构，所述第一同步驱动结构设置在所述第一弧形片（301）上，用于驱动所述第一弧形片（301）上的多个清理头同步动作，所述第二同步驱动结构设置在所述第二弧形片（302）上，用于驱动所述第二弧形片（302）上的多个清理头同步动作，所述第一同步驱动结构包括：

多个第二轴（311），分别垂直穿设在所述第一环形圈的周向侧壁上，其位于第一环形圈内的一端连接第一液压缸（304）背离铲板（305）的一端，其另一端分别与第一连杆（307）的一端套装固定，每两个第一连杆（307）之间设置有第二连杆（306），所述第二连杆（306）的两端分别与相邻的两个第一连杆（307）铰接，其中一个第二轴（311）背离铲板（305）的一端与第二驱动装置（303）的输出轴套装固定，所述第二驱动装置（303）固定在所述第一环形圈的外侧壁上。

2.根据权利要求1所述的一种海洋石油勘探开发简易采油平台，其特征在于，所述夹紧组件（103）包括：

第三驱动装置（1031），固定在所述第二环形圈的外侧壁上，所述第三驱动装置（1031）的输出轴垂直穿过所述第二环形圈的周向侧壁后套装固定槽型凸轮（1036），所述槽型凸轮（1036）的轮槽开设在背离第三驱动装置（1031）的一侧，所述轮槽的深度呈渐变，所述轮槽内卡装设置有顶杆（1035）的一端，所述顶杆（1035）的另一端穿设在用于导向的U型支架（1032）上，所述U型支架（1032）与所述第二环形圈的周向内侧壁固定，所述顶杆（1035）背离槽型凸轮（1036）的一端的末端固定有卡爪（1033），所述卡爪（1033）和U型支架（1032）之间还设置有弹性件（1034），所述弹性件（1034）套装设置在顶杆（1035）上。

3.根据权利要求1所述的一种海洋石油勘探开发简易采油平台，其特征在于，所述支撑杆（310）用第一液压缸（304）替代，所述第一液压缸（304）的活塞杆末端与铲板（305）固定连接，所述第一液压缸（304）的缸体套装固定第一轴（308）的一端，所述第一轴（308）的另一端穿过所述第一环形圈后与第一驱动装置（309）的输出轴套装固定，所述第一驱动装置（309）固定在所述第一环形圈的外侧壁上。

4.根据权利要求1或3所述的一种海洋石油勘探开发简易采油平台，其特征在于，所述清理头上还设置有加压水清理结构（4）。

5.根据权利要求4所述的一种海洋石油勘探开发简易采油平台，其特征在于，所述加压水清理结构（4）包括：

固定在所述第一环形圈的外侧壁上的加压泵（401），所述加压泵（401）的出口端与拉瓦尔喷管（402）的一端连接，所述拉瓦尔喷管（402）的另一端与分流器（403）的入口连接，分流器（403）的多个出口与均布设置在所述铲板（305）上的多个引流孔一一对应连通。

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