CN113389527A - 一种海洋压裂用高压软管卷扬滚筒辅助装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及钻井设备技术领域，且公开了一种海洋压裂用高压软管卷扬滚筒辅助装置，包括固定筒、高压软管和高压软管卷扬滚筒，所述高压软管穿过固定筒与高压软管卷扬滚筒固定连接，所述固定筒的上表面对称固定安装有导轮，所述导轮上缠绕有钢丝绳，所述固定筒上对称固定安装有收卷信号电路，所述固定筒中部固定安装有浮动通道，两个所述导向通道的另一端分别与固定筒固定连接。通过浮动通道和夹紧装置的设置，使得高压软管与高压软管卷扬滚筒之间建立柔性连接，避免压裂船晃动时，高压软管与高压软管卷扬滚筒之间产生拉扯，防止两者因为拉扯出现损伤，甚至高压软管被扯断，提高装置防护性和安全性。

Description

一种海洋压裂用高压软管卷扬滚筒辅助装置
技术领域
本发明涉及钻井设备技术领域，具体为一种海洋压裂用高压软管卷扬滚筒辅助装置。
背景技术
海洋石油钻采增产压裂作业时，压裂液由压裂船上的柱塞泵泵注到井下。井口位于固定的海洋平台上，为了与相对浮动的压裂船建立压裂液输送的通道，必须建立柔性连接，因此选用高压软管用于连接压裂船与海洋平台，同时将高压压裂液由柱塞泵加压经井口注入到井下，为尽量少占用船上的空间，同时也为回收高压软管提供动力，故利用高压软管卷扬滚筒为高压软管提供放置空间，在施工结束回收软管时提供动力，但其在使用过程中存在一些不足，如下：
由于海洋作业中可能出现风浪，压裂船在风浪中晃动，故而高压软管卷扬滚筒与高压软管之间需要保持相对柔性连接，在高压软管过长时进行收卷，在高压软管过短时进行松卸，但目前的高压软管卷扬滚筒需要人工进行控制收卷，无法进行快速反应，存在高压软管与高压软管卷扬滚筒之间拉扯的可能，导致设备损坏，同时，当遇到突发状况时，无法及时将高压软管与高压软管卷扬滚筒断开，导致高压软管拉扯高压软管卷扬滚筒，使得滚筒的转速超过自身阈值，导致驱动装置损坏，甚至整体设备损坏。
发明内容
本发明提供了一种海洋压裂用高压软管卷扬滚筒辅助装置，具备柔性连接、自动化程度高，防护性好的优点，解决了上述背景技术中的问题。
本发明提供如下技术方案：一种海洋压裂用高压软管卷扬滚筒辅助装置，包括固定筒、高压软管和高压软管卷扬滚筒，所述高压软管穿过固定筒与高压软管卷扬滚筒固定连接，所述固定筒的上表面对称固定安装有导轮，所述导轮上缠绕有钢丝绳，所述固定筒上对称固定安装有收卷信号电路，所述固定筒中部固定安装有浮动通道，所述浮动通道的顶部和底部对称固定连接有导向通道，两个所述导向通道的另一端分别与固定筒固定连接，所述固定筒上且位于浮动通道底端导向通道的下方对称固定安装右导向通道，所述固定筒的内部且且以高压软管为中心对称活动安装有夹紧装置，所述夹紧装置的上表面与钢丝绳的一端固定连接，所述固定筒的外侧活动套接有配重块，所述配重块的上表面与钢丝绳的另一端固定连接，所述固定筒的内腔顶部对称固定连接有弹簧Ⅰ，所述弹簧Ⅰ与钢丝绳活动套接；
所述夹紧装置包括固定块，所述固定块的上固定安装有磁铁，所述磁铁的内侧面固定安装有耐磨橡胶环金属连杆，所述固定块的正面与背面对称活动连接有金属连杆，两个所述固定块通过金属连杆电性连接。
优选的，所述固定筒上且位于放卷信号电路的底部活动卡接有剪切密封装置，所述剪切密封装置的内部开设有通孔，所述高压软管与通孔活动套接，所述剪切密封装置包括固定箱和电磁阀，所述固定箱的内腔且位于高压软管的左侧固定安装有橡胶块，所述固定箱的内部且位于高压软管的右侧活动安装有切刀，所述固定箱的内部且位于切刀的上方开设有空腔，所述空腔顶部均匀固定连接有弹簧Ⅱ，所述弹簧Ⅱ的底端固定连接有活塞板，所述活塞板与空腔活动连接，所述固定箱的内部且位于空腔的右下角固定安装有电磁阀，所述空腔中且位于活塞板的下方充有液压油，所述空腔通过电磁阀与切刀的底部空间连通。
优选的，所述固定箱的内部且位于切刀的下方活动安装有活塞环，所述活塞环的右侧固定连接有长钉。
优选的，所述切刀与水平面呈45度夹角。
优选的，所述固定块靠近放卷信号电路的一侧活动安装有活动辊，两个所述夹紧装置的长度之和等于浮动通道的长度。
本发明具备以下有益效果：
1、通过浮动通道和夹紧装置的设置，使得高压软管与高压软管卷扬滚筒之间建立柔性连接，避免压裂船晃动时，高压软管与高压软管卷扬滚筒之间产生拉扯，防止两者因为拉扯出现损伤，甚至高压软管被扯断，提高装置防护性和安全性，同时通过收卷信号电路和放卷信号电路的设置，使得当外界拉扯力过大，高压软管卷扬滚筒自行启动对其上的高压软管进行放卷，并当外界高压软管过长且拉扯力减小时，高压软管卷扬滚筒自行启动对其上的高压软管进行收卷，实现对高压软管自动收、放卷的自动化控制，提高收放卷的反应速度，减少人工操作的时差。
2、通过剪切密封装置的设置，使得高压软管受到外界的拉扯过大和需要释放的速率超过高压软管卷扬滚筒转动速率的阈值，高压软管对高压软管卷扬滚筒造成拉扯时，切刀对高压软管进行切断，并插入橡胶块中，形成封口，以此切断高压软管与高压软管卷扬滚筒之间的连接，避免外部过大的拉扯力导致高压软管卷扬滚筒损坏，同时长钉穿透高压软管，将高压软管的断头留在固定箱中，避免断开的高压软管中的压裂油流出污染环境。
附图说明
图1为本发明结构正视示意图；
图2为本发明结构俯视局部示意图；
图3为本发明结构图1中A-A处示意图；
图4为本发明结构示意图。
图中：1、固定筒；2、导轮；3、钢丝绳；4、收卷信号电路；5、导向通道；6、浮动通道；7、放卷信号电路；8、夹紧装置；9、配重块；10、弹簧Ⅰ；11、高压软管；12、剪切密封装置；13、固定块；14、磁铁；15、耐磨橡胶环；16、金属连杆；17、活动辊；18、固定箱；19、橡胶块；20、切刀；21、活塞环；22、长钉；23、活塞板；24、弹簧Ⅱ；25、电磁阀；26、液压油。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，一种海洋压裂用高压软管卷扬滚筒辅助装置，包括固定筒1、高压软管11和高压软管卷扬滚筒，高压软管11穿过固定筒1与高压软管卷扬滚筒固定连接，固定筒1的上表面对称固定安装有导轮2，导轮2上缠绕有钢丝绳3，固定筒1上对称固定安装有收卷信号电路4，固定筒1中部固定安装有浮动通道6，浮动通道6的顶部和底部对称固定连接有导向通道5，两个导向通道5的另一端分别与固定筒1固定连接，固定筒1上且位于浮动通道6底端导向通道5的下方对称固定安装右导向通道5，固定筒1的内部且且以高压软管11为中心对称活动安装有夹紧装置8，夹紧装置8的上表面与钢丝绳3的一端固定连接，固定筒1的外侧活动套接有配重块9，配重块9的上表面与钢丝绳3的另一端固定连接，固定筒1的内腔顶部对称固定连接有弹簧Ⅰ10，弹簧Ⅰ10与钢丝绳3活动套接；夹紧装置8包括固定块13，固定块13的上固定安装有磁铁14，磁铁14的内侧面固定安装有耐磨橡胶环金属连杆15，固定块13的正面与背面对称活动连接有金属连杆16，两个固定块13通过金属连杆16电性连接，首先，当压裂船在海上轻微晃动时，拉动高压软管11进行轻微晃动，此时夹紧装置8位于浮动通道6中，受到浮动通道6的挤压，与高压软管11的外壁紧密结合，当压裂船向上浮动时，则此时高压软管11相对下移，高压软管11拉动夹紧装置8在浮动通道6中向下位移，当压裂船向下浮动时，外界拉力减小，在配重块9的拉动下，使得夹紧装置8携带高压软管11向上位移，故而使得高压软管11与高压软管卷扬滚筒之间建立柔性连接，避免压裂船晃动时，高压软管11与高压软管卷扬滚筒之间产生拉扯，防止两者因为拉扯出现损伤，甚至高压软管11被扯断，提高装置防护性和安全性，当外界拉扯力过大，需要对高压软管卷扬滚筒上的高压软管11进行放卷时，高压软管11拉动夹紧装置8向下，进入放卷信号电路7所在的区域，两个夹紧装置8在两个磁铁14的相互作用下与高压软管11分离，并放卷信号电路7连接，接通线路，控制高压软管卷扬滚筒进行放卷，当高压软管在夹板上过长时，高压软管11降低对夹紧装置8的拉力，则夹紧装置8在配重块9的作用下向上进入收卷信号电路4所在的区域，并对弹簧Ⅰ10进行压缩，同理，此时接通线路，使得高压软管卷扬滚筒进行收卷，实现对高压软管自动收、放卷的自动化控制，提高收放卷的反应速度，减少人工操作的时差；固定筒1上且位于放卷信号电路7的底部活动卡接有剪切密封装置12，剪切密封装置12的内部内部开设有通孔，高压软管11与通孔活动套接，剪切密封装置12包括固定箱18和电磁阀25，固定箱18的内腔且位于高压软管11的左侧固定安装有橡胶块19，固定箱18的内部且位于高压软管11的右侧活动安装有切刀20，固定箱18的内部且位于切刀20的上方开设有空腔，空腔顶部均匀固定连接有弹簧Ⅱ24，弹簧Ⅱ24的底端固定连接有活塞板23，活塞板23与空腔活动连接，固定箱18的内部且位于空腔的右下角固定安装有电磁阀25，空腔中且位于活塞板23的下方充有液压油26，空腔通过电磁阀25与切刀20的底部空间连通，当高压软管11受到外界的拉扯时，需要释放的速率超过高压软管卷扬滚筒转动速率的阈值，高压软管11对高压软管卷扬滚筒造成拉扯时，则打开电磁阀25，弹簧Ⅱ24推动活塞板23挤压液压油26通过电磁阀25，并推动切刀20对高压软管11进行剪切，切断高压软管11，并插入橡胶块19中，也切断高压软管11与高压软管卷扬滚筒之间的连接，避免外部过大的拉扯力导致高压软管卷扬滚筒损坏；固定箱18的内部且位于切刀20的下方活动安装有活塞环21，活塞环21的右侧固定连接有长钉22，当切断高压软管11时，与此同时液压油26推动活塞环21向左平移，长钉22穿透高压软管11插入固定箱18中，对高压软管11进行固定，活塞环21与高压软管11接触，对通孔进行密封，有效避免断开的高压软管11中的压裂油流出污染环境；切刀20与水平面呈45度夹角，当高压软管11向下移动时，切刀20斜向上切割高压软管11，两者相互作用，增加切割力，能够将高压软管11快速切断；固定块13靠近放卷信号电路7的一侧活动安装有活动辊17，使得夹紧装置8在固定筒1和浮动通道6的内部滑行时，减少摩擦力；两个夹紧装置8的长度之和等于浮动通道6的长度，使得夹紧装置8在进入浮动通道6，受到浮动通道6内壁的挤压，能够对高压软管11夹紧。
工作原理，首先，当压裂船在海上轻微晃动时，拉动高压软管11进行轻微晃动，此时夹紧装置8位于浮动通道6中，受到浮动通道6的挤压，与高压软管11的外壁紧密结合，当压裂船向上浮动时，则此时高压软管11相对下移，高压软管11拉动夹紧装置8在浮动通道6中向下位移，当压裂船向下浮动时，外界拉力减小，在配重块9的拉动下，使得夹紧装置8携带高压软管11在浮动通道6中向上位移；当外界拉扯力过大，需要对高压软管卷扬滚筒上的高压软管11进行放卷时，高压软管11拉动夹紧装置8向下，进入放卷信号电路7所在的区域，两个夹紧装置8在两个磁铁14的相互作用下与高压软管11分离，并放卷信号电路7连接，接通线路，控制高压软管卷扬滚筒进行放卷，当高压软管在夹板上过长时，高压软管11降低对夹紧装置8的拉力，则夹紧装置8在配重块9的作用下向上进入收卷信号电路4所在的区域，并对弹簧Ⅰ10进行压缩，同理，此时接通线路，使得高压软管卷扬滚筒进行收卷，实现对高压软管自动收、放卷；当高压软管11受到外界的拉扯时，需要释放的速率超过高压软管卷扬滚筒转动速率的阈值，高压软管11对高压软管卷扬滚筒造成拉扯时，则打开电磁阀25，弹簧Ⅱ24推动活塞板23挤压液压油26通过电磁阀25，并推动切刀20对高压软管11进行剪切，切断高压软管11，并插入橡胶块19中，同时液压油26推动活塞环21向左平移，长钉22穿透高压软管11插入固定箱18中，对高压软管11进行固定，活塞环21与高压软管11接触，对通孔进行密封。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种海洋压裂用高压软管卷扬滚筒辅助装置，包括固定筒(1)、高压软管(11)和高压软管卷扬滚筒，所述高压软管(11)穿过固定筒(1)与高压软管卷扬滚筒固定连接，其特征在于：所述固定筒(1)的上表面对称固定安装有导轮(2)，所述导轮(2)上缠绕有钢丝绳(3)，所述固定筒(1)上对称固定安装有收卷信号电路(4)，所述固定筒(1)中部固定安装有浮动通道(6)，所述浮动通道(6)的顶部和底部对称固定连接有导向通道(5)，两个所述导向通道(5)的另一端分别与固定筒(1)固定连接，所述固定筒(1)上且位于浮动通道(6)底端导向通道(5)的下方对称固定安装右导向通道(5)，所述固定筒(1)的内部且且以高压软管(11)为中心对称活动安装有夹紧装置(8)，所述夹紧装置(8)的上表面与钢丝绳(3)的一端固定连接，所述固定筒(1)的外侧活动套接有配重块(9)，所述配重块(9)的上表面与钢丝绳(3)的另一端固定连接，所述固定筒(1)的内腔顶部对称固定连接有弹簧Ⅰ(10)，所述弹簧Ⅰ(10)与钢丝绳(3)活动套接；
所述夹紧装置(8)包括固定块(13)，所述固定块(13)的上固定安装有磁铁(14)，所述磁铁(14)的内侧面固定安装有耐磨橡胶环金属连杆(15)，所述固定块(13)的正面与背面对称活动连接有金属连杆(16)，两个所述固定块(13)通过金属连杆(16)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种海洋压裂用高压软管卷扬滚筒辅助装置，其特征在于：所述固定筒(1)上且位于放卷信号电路(7)的底部活动卡接有剪切密封装置(12)，所述剪切密封装置(12)的内部开设有通孔，所述高压软管(11)与通孔活动套接，所述剪切密封装置(12)包括固定箱(18)和电磁阀(25)，所述固定箱(18)的内腔且位于高压软管(11)的左侧固定安装有橡胶块(19)，所述固定箱(18)的内部且位于高压软管(11)的右侧活动安装有切刀(20)，所述固定箱(18)的内部且位于切刀(20)的上方开设有空腔，所述空腔顶部均匀固定连接有弹簧Ⅱ(24)，所述弹簧Ⅱ(24)的底端固定连接有活塞板(23)，所述活塞板(23)与空腔活动连接，所述固定箱(18)的内部且位于空腔的右下角固定安装有电磁阀(25)，所述空腔中且位于活塞板(23)的下方充有液压油(26)，所述空腔通过电磁阀(25)与切刀(20)的底部空间连通。
3.根据权利要求2所述的一种海洋压裂用高压软管卷扬滚筒辅助装置，其特征在于：所述固定箱(18)的内部且位于切刀(20)的下方活动安装有活塞环(21)，所述活塞环(21)的右侧固定连接有长钉(22)。
4.根据权利要求2所述的一种海洋压裂用高压软管卷扬滚筒辅助装置，其特征在于：所述切刀(20)与水平面呈45度夹角。
5.根据权利要求1所述的一种海洋压裂用高压软管卷扬滚筒辅助装置，其特征在于：所述固定块(13)靠近放卷信号电路(7)的一侧活动安装有活动辊(17)，两个所述夹紧装置(8)的长度之和等于浮动通道(6)的长度。
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