CN115285873B - 一种海洋工程勘察倍速加压长行程给进系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海洋工程勘察倍速加压长行程给进系统，包括两个滑车总成，每个滑车总成包括：油缸、滑车架、起拔轮组件及加压轮，油缸筒固定设置，滑车架下部固定板可沿油缸筒滑动，油缸杆体在伸出时可带动滑车架沿油缸筒滑动，两个滑车板顶端通过两块上夹持板设置有起拔轮组件，两个滑车板底端分别通过一对下夹持板设置有一个加压轮。本发明的倍速加压长行程给进系统可实现升沉补偿架在竖直方向上的精准给进，能够在作业时加压或减压，不需要额外的动力供应，具有长行程，重心下移，低位承载等优点，结构稳定可在作业时快速起下钻，防止油缸杆体长行程伸出时滑车架扭矩过大对井架造成损害，满足中小型勘探船舶的稳定性要求。

Description

一种海洋工程勘察倍速加压长行程给进系统

技术领域

本发明涉及海洋钻探船技术领域，尤其涉及一种海洋工程勘察倍速加压长行程给进系统。

背景技术

海洋工程地质勘探船用于海洋地质勘探，它用于检测潜在的地质危害因素和施工限制因素，评价工程地质条件。海洋工程勘探技术是确保安全和控制风险的技术，它可以最大限度地减少海上油气勘探钻井和后续开发的风险。

海洋工程地质勘探船为了完成海洋工程地质勘探、钻井地质研究等任务，需要具备工程地质钻井功能，能在一定海洋环境下，能满足作业深度，具有一定钻井深度作业能力，并达到钻井取芯的目的及要求，目前，海洋工程地质勘探船在钻井作业时采用的基本是钻井设备自身重力加压，在钻井作业时存在压力不够、钻井作业机构移动缓慢、不够精准导致钻进作业缓慢问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种海洋工程勘察倍速加压长行程给进系统，解决勘探船钻井作业缓慢、不够精准的问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种海洋工程勘察倍速加压长行程给进系统：包括两个滑车总成，每个滑车总成包括：油缸、滑车架、起拔轮组件及加压轮；

油缸包括油缸筒、油缸杆体，油缸筒固定设置；

滑车架包括两个对称设置的滑车板，两个滑车板中间上、下部分别通过固定板固定连接形成滑车架；

油缸置于滑车架中间，油缸筒底部穿过滑车架下部固定板，滑车架下部固定板可沿油缸筒滑动，油缸杆体顶端穿过滑车架上部固定板，并使用双层螺帽固定，油缸杆体在伸出时可带动滑车架沿油缸筒滑动；

两个滑车板顶端分别通过螺栓连接有一块上夹持板，两块上夹持板中间设置有起拔轮组件，两个滑车板底端分别通过螺栓连接有一对下夹持板，每对下夹持板之间均设置有一个加压轮。

本发明通过固定板将两块滑车板固定形成一个滑车架，油缸筒设置于滑车架中间，油缸杆体顶端通过双层螺帽与滑车架上部固定板固定连接，油缸筒穿过滑车架下部固定板，滑车架下部固定板可沿油缸筒滑动，通过可带动滑车架移动的油缸，实现滑车架在井架内的上下移动，来实现设备工作位的调整。

优选的，所述油缸筒底部还设置有底座，底座底部设有螺纹孔，底座与连接支座通过螺栓连接，连接支座底部为方形垫片，连接支座与井架连接。

本发明的油缸筒固定设置，油缸筒底部支座通过螺栓与连接支座连接，连接支座设置于井架上，相较于油缸筒底部支座直接设置于井架上，连接支座底部的方形垫片可分散油缸工作时油缸筒底部底座对于井架的压强，保护结构安全。

优选的，所述起拔轮组件包括线缆轮、起拔轮；

所述起拔轮为两个，分别设置在线缆轮的两侧，线缆轮、起拔轮均可在两块上夹持板之间转动；

所述两个加压轮可在每对下夹持板之间转动，加压轮的转动方向与起拔轮同向。

优选的，所述两个上夹持板均设置有导轮连接部，用于安装上导轮总成；

两个导轮连接部远离起拔轮组件的一侧均设置有上导轮总成，导轮连接部与上导轮总成通过螺栓连接。

优选的，所述上导轮总成包括第一导轮、第二导轮；

所述第一导轮为两个，第一导轮的转动方向与起拔轮同向，第二导轮设置在两个第一导轮之间，且第二导轮的外顶面低于两个第一导轮，第二导轮的转动方向与第一导轮垂直。

本发明的上导轮总成通过两个第一导轮及第二导轮可形成一个空腔，在具体安装时，该倍速给进系统设置在井架内部，井架内部两侧架体上均设置有外导轨，上导轮总成与外导轨配合使用，在油缸作用下，滑车架沿外导轨运动。

优选的，所述两个滑车板下部的外侧均设置有下导轮总成，下导轮总成与滑车板通过螺栓连接，下导轮总成包括第三导轮、第四导轮；

所述第四导轮为两个，第四导轮的转动方向与起拔轮同向，第三导轮设置在两个第四导轮之间，且第三导轮的外顶面低于两个第四导轮，第三导轮的转动方向与第四导轮垂直。

本发明的下导轮总成通过两个第四导轮及第三导轮形成一个空腔，在具体安装时，该给进系统设置在井架内部，井架内部设置有两条内导轨，下导轮总成与内导轨配合使用，在油缸作用下，滑车架沿内导轨运动；

设置于滑车架上部及下部的上导轮总成、下导轮总成均通过螺栓与滑车架连接，在损坏时可方便更换。

优选的，所述两块上夹持板、两对下夹持板均通过两个夹持总成固定；

两个夹持总成对称设置，每个夹持总成包括两个连接杆、螺栓、及螺帽，每个连接杆的自由端设置有通孔，螺杆穿过两个通孔，两端使用螺帽固定。

夹持总成将两块上夹持板、两对下夹持板进一步进行固定，保证结构的稳定性。

优选的，还包括：两个加压绳固定端、两个起拔绳固定端；

两个加压绳固定端及两个两个起拔绳固定端均固定设置于井架上，不与滑车架连接，不随滑车架运动；

每个加压绳固定端与一个加压轮位置对应，位于同一竖直剖面，每个起拔绳固定端与一个起拔轮位置对应，位于同一竖直剖面。

优选的，还包括起拔绳、加压绳，起拔绳、加压绳均为钢缆；

起拔绳的一端与一个起拔绳固定端连接，起拔绳绕过与该起拔绳固定端对应的起拔轮，绕过升沉补偿架一端的减压轮，再绕过另一个起拔轮，然后回到另一个起拔绳固定端固定；

加压绳的一端与一个加压绳固定端连接，加压绳绕过与该加压绳固定端对应的加压轮，绕过升沉补偿架一端的加压轮，再绕过另一个加压轮，然后回到另一个加压绳固定端固定。

本发明通过上述方式进行升沉补偿架的吊装工作，可实现油缸推动滑车架进而带动升沉补偿架进行上下的精准给进，同时该给进系统能够进行加压或减压。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明的海洋工程勘察倍速加压长行程给进系统，通过设置于井架下部的油缸推动滑车架在井架内部上下移动，滑车架外侧设置的上、下导轮总成与井架内部设置的外导轨、内导轨配合使用，钢缆绕过起拔轮、加压轮对升沉补偿架进行吊装，可实现升沉补偿架在竖直方向上的精准给进，该倍速加压长行程给进系统能够在作业时加压或减压，不需要额外的动力供应，具有长行程，重心下移，低位承载等优点，结构稳定可在作业时快速起下钻，防止油缸杆体长行程伸出时滑车架扭矩过大对井架造成损害，满足中小型勘探船舶的稳定性要求。

附图说明

图1为本发明单侧油缸工作总成立体图；

图2为本发明单侧油缸工作总成主视图；

图3为本发明单侧油缸工作总成侧视图；

图4为本发明倍速加压长行程给进系统的钢丝绳穿绳示意图；

图5为本发明单侧倍速加压长行程给进系统在井架内部安装示意图。

【附图标记说明】

1：油缸；

2：滑车板；

3：起拔轮组件；31：线缆轮；32：起拔轮；

4：加压轮；

5：上导轮总成；51：第一导轮；52：第二导轮；

6：下导轮总成；61：第三导轮；62：第四导轮；

7：底座；

8：双层螺帽；

9：加压绳固定端；

10：起拔绳固定端；

11：导轮连接部；

12：固定板；

13：连接支座；

14：夹持总成；

15：减压轮；

16：加压轮；

17：起拔绳；

18：加压绳；

19：外导轨；

20：内导轨。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例：

如图1、图2、图3所示，为本发明海洋工程勘察倍速加压长行程给进系统单侧滑车总成的示意图，每个滑车总成包括：油缸1、滑车架、起拔轮组件3及加压轮4，油缸1包括油缸筒、油缸杆体，油缸筒固定设置，滑车架包括两个对称设置的滑车板2，两个滑车板2中间上、下部均通过固定板12固定连接形成滑车架，油缸1置于滑车架中间，油缸筒底部穿过滑车架下部固定板12，滑车架下部固定板12可沿油缸筒滑动，油缸杆体顶端穿过滑车架上部固定板12，并使用双层螺帽8固定，油缸杆体在伸出时可带动滑车架沿油缸筒滑动，两个滑车板2顶端分别通过螺栓连接有一块上夹持板，两块上夹持板中间设置有起拔轮组件3，两个滑车板2底端分别通过螺栓连接有一对下夹持板，每对下夹持板之间均设置有一个加压轮4。

所述油缸筒底部还设置有底座7，底座7底部设有螺纹孔，底座7与连接支座13通过螺栓连接，连接支座13底部为方形垫片，连接支座13与井架连接。

本发明的海洋工程勘察倍速加压长行程给进系统共包括两个滑车总成，对称设置在井架的两侧，通过固定设置在井架上的油缸1推动滑车架在井架内部运动，实现倍速加压长行程给进系统工作位的调整。

油缸筒底部的底座7与连接支座13通过螺栓连接，连接支座13与井架连接，连接支座13底部的垫片可分散油缸1及滑车架产生的压力，防止局部压强过大，井架受到破坏。

所述起拔轮组件3包括线缆轮31、起拔轮32，所述起拔轮32为两个，分别设置在线缆轮31的两侧，线缆轮31、起拔轮32均可在两块上夹持板之间转动，所述两个加压轮4可在每对下夹持板之间转动，加压轮4的转动方向与起拔轮32同向。

所述两个上夹持板均设置有导轮连接部11，用于安装上导轮总成5，两个导轮连接部11远离起拔轮组件3的一侧均设置有上导轮总成5，导轮连接部11与上导轮总成5通过螺栓连接。

所述上导轮总成5包括第一导轮51、第二导轮52，所述第一导轮51为两个，第一导轮51的转动方向与起拔轮32同向，第二导轮52设置在两个第一导轮51之间，且第二导轮52的外顶面低于两个第一导轮51，第二导轮52的转动方向与第一导轮51垂直。

所述两个滑车板2下部的外侧均设置有下导轮总成6，下导轮总成6与滑车板2通过螺栓连接，下导轮总成6包括第三导轮61、第四导轮62，所述第四导轮62为两个，第四导轮62的转动方向与起拔轮32同向，第三导轮61设置在两个第四导轮62之间，且第三导轮61的外顶面低于两个第四导轮62，第三导轮61的转动方向与第四导轮62垂直。

本发明通过起拔轮组件3、加压轮4实现对升沉补偿架的吊装，当油缸1工作时，滑车架沿井架向上运动，与本发明倍速加压长行程给进系统配合使用的井架截面为C形，井架开口一侧的两根架体内部均设有外导轨19，分别与两个上导轮总成5配合使用，井架内部设置有两根内导轨20，分别与两个下导轮总成6配合使用，滑车架可通过外导轨19、内导轨20在井架内部作上下运动，位于滑车架上、下部的上导轮总成5、下导轮总成6可使滑车架在井架内移动更稳定，快速，上导轮总成5、下导轮总成6与滑车架通过螺栓连接，可方便维修更换。

所述两块上夹持板、两对下夹持板均通过两个夹持总成14固定，两个夹持总成14对称设置，每个夹持总成14包括两个连接杆、螺栓、及螺帽，每个连接杆的自由端设置有通孔，螺杆穿过两个通孔，两端使用螺帽固定。

通过夹持总成14将两块上夹持板、两对下夹持板进一步进行固定，保证结构在使用时的稳定性，防止出现事故。

本发明的倍速加压长行程给进系统还包括：两个加压绳固定端9、两个起拔绳固定端10，两个加压绳固定端9及两个两个起拔绳固定端10均固定设置于井架上，不与滑车架连接，不随滑车架运动，每个加压绳固定端9与一个加压轮4位置对应，位于同一竖直剖面，每个起拔绳固定端10与一个起拔轮32位置对应，位于同一竖直剖面。

本发明的两个加压绳固定端9与两个起拔绳固定端10均固定于井架上，不随滑车架运动，两个加压绳固定端9分别与两个加压轮4位置对应，两个起拔绳固定端10分别与两个起拔轮32位置对应，可保证钢缆穿绳后，钢缆与起拔轮32、加压轮4只在竖直方向上有作用力，不产生扭力，在整体结构工作时，运行更稳定安全。

如图4所示，还包括起拔绳17、加压绳18，起拔绳17、加压绳18均为钢缆，起拔绳17的一端与一个起拔绳固定端10连接，起拔绳17绕过与该起拔绳固定端10对应的起拔轮32，绕过升沉补偿架一端的减压轮15，再绕过另一个起拔轮32，然后回到另一个起拔绳固定端10固定，加压绳18的一端与一个加压绳固定端9连接，加压绳18绕过与该加压绳固定端9对应的加压轮4，绕过升沉补偿架一端的加压轮16，再绕过另一个加压轮4，然后回到另一个加压绳固定端9固定。

本发明通过上述方式进行升沉补偿架的吊装工作，可通过油缸1推动滑车架进而带动升沉补偿架实现在竖直方向上的精准给进，同时该倍速加压长行程给进系统能够在作业时加压或减压，不需要额外的动力供应，当钻杆在浅层钻进作业时，可通过加压绳18与加压轮16配合，额外增加一定压力，可加快钻进作业，当钻杆在深层作业时，可通过起拔绳17与减压轮15配合，减小钻杆收到的作用力，防止钻头受力过大发生崩坏，在油缸1限位内，滑车架可一直在井架内部运动，行程长，可满足升沉补偿架的长行程给进，油缸1相对升沉补偿架能实现1:2的倍速给进。

本发明油缸1的油缸筒固定于井架下部，不随滑车架移动，使倍速加压长行程给进系统整体重心下移，低位承载，满足中小型勘探船舶的稳定性要求。

本发明的上导轮总成5、下导轮总成6均为三向导轮设计，可将滑车架牢固的设置在井架内部，防止油缸杆体长行程伸出时滑车架扭矩过大对井架造成损害，配合井架内部的外导轨19、内导轨20使用，可使滑车架移动稳定，可在作业时快速起下钻。

工作原理：

如图5所示，本发明的海洋工程勘察倍速加压长行程给进系统，为门式双油缸钢丝绳倍速给进结构，将两个一样的滑车总成安装在钻井船两侧的井架内，如图4所示，完成滑车总成与升沉补偿架之间钢缆的穿绳吊装工作，准备工作完成后，启动油缸1，两个油缸杆体同步从油缸筒内伸出；

油缸杆体带动滑车架在井架内运动，滑车架两侧的上导轮总成5分别沿设置在井架内部两侧的外导轨19、滑车架两侧的下导轮总成6分别沿设置在井架内部的内导轨20向上移动，加压绳固定端9、起拔绳固定端10固定不动；

此时，升沉补偿架在两个滑车架的带动下向上运动，且升沉补偿架的上升速度为油缸1工作速度的两倍，可快速将升沉补偿架提升到工作高度；

当进行钻井作业时，油缸杆体回缩，钻杆开始工作，此时加压绳18在滑车架向下运动时可给予升沉补偿架一个额外向下的力，在钻井作业时可增加一部分压力，有助于钻井作业。

如上所述，便可较好的实现本发明。

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来说，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作出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种海洋工程勘察倍速加压长行程给进系统，其特征在于，包括两个滑车总成，每个滑车总成包括：油缸(1)、滑车架、起拔轮组件(3)及加压轮(4)；

油缸(1)包括油缸筒、油缸杆体，油缸筒固定设置；

滑车架包括两个对称设置的滑车板(2)，两个滑车板(2)中间上、下部均通过固定板(12)固定连接形成滑车架；

油缸(1)置于滑车架中间，油缸筒底部穿过滑车架下部固定板(12)，滑车架下部固定板(12)可沿油缸筒滑动，油缸杆体顶端穿过滑车架上部固定板(12)，并使用双层螺帽(8)固定，油缸杆体在伸出时可带动滑车架沿油缸筒滑动；

两个滑车板(2)顶端分别通过螺栓连接有一块上夹持板，两块上夹持板中间设置有起拔轮组件(3)，两个滑车板(2)底端分别通过螺栓连接有一对下夹持板，每对下夹持板之间均设置有一个加压轮(4)；

所述起拔轮组件(3)包括线缆轮(31)、起拔轮(32)；

所述起拔轮(32)为两个，分别设置在线缆轮(31)的两侧，线缆轮(31)、起拔轮(32)均可在两块上夹持板之间转动；

所述两个加压轮(4)可在每对下夹持板之间转动，加压轮(4)的转动方向与起拔轮(32)同向；

还包括两个加压绳固定端(9)、两个起拔绳固定端(10)；

两个加压绳固定端(9)及两个起拔绳固定端(10)均固定设置于井架上，不与滑车架连接，不随滑车架运动；

每个加压绳固定端(9)与一个加压轮(4)位置对应，位于同一竖直剖面，每个起拔绳固定端(10)与一个起拔轮(32)位置对应，位于同一竖直剖面；

还包括起拔绳(17)、加压绳(18)；

起拔绳(17)、加压绳(18)均为钢缆；

起拔绳(17)的一端与一个起拔绳固定端(10)连接，起拔绳(17)绕过与该起拔绳固定端(10)对应的起拔轮(32)，绕过升沉补偿架一端的减压轮(15)，再绕过另一个起拔轮(32)，然后回到另一个起拔绳固定端(10)固定；

加压绳(18)的一端与一个加压绳固定端(9)连接，加压绳(18)绕过与该加压绳固定端(9)对应的加压轮(4)，绕过升沉补偿架一端的加压轮(16)，再绕过另一个加压轮(4)，然后回到另一个加压绳固定端(9)固定。

2.根据权利要求1所述的倍速加压长行程给进系统，其特征在于，所述油缸筒底部还设置有底座(7)，底座(7)底部设有螺纹孔，底座(7)与连接支座(13)通过螺栓连接，连接支座(13)底部为方形垫片，连接支座(13)与井架连接。

3.根据权利要求1所述的倍速加压长行程给进系统，其特征在于，所述两个上夹持板均设置有导轮连接部(11)，用于安装上导轮总成(5)；

两个导轮连接部(11)远离起拔轮组件(3)的一侧均设置有上导轮总成(5)，导轮连接部(11)与上导轮总成(5)通过螺栓连接。

4.根据权利要求3所述的倍速加压长行程给进系统，其特征在于，所述上导轮总成(5)包括第一导轮(51)、第二导轮(52)；

所述第一导轮(51)为两个，第一导轮(51)的转动方向与起拔轮(32)同向，第二导轮(52)设置在两个第一导轮(51)之间，且第二导轮(52)的外顶面低于两个第一导轮(51)，第二导轮(52)的转动方向与第一导轮(51)垂直。

5.根据权利要求4所述的倍速加压长行程给进系统，其特征在于，所述两个滑车板(2)下部的外侧均设置有下导轮总成(6)，下导轮总成(6)与滑车板(2)通过螺栓连接，下导轮总成(6)包括第三导轮(61)、第四导轮(62)；

所述第四导轮(62)为两个，第四导轮(62)的转动方向与起拔轮(32)同向，第三导轮(61)设置在两个第四导轮(62)之间，且第三导轮(61)的外顶面低于两个第四导轮(62)，第三导轮(61)的转动方向与第四导轮(62)垂直。

6.根据权利要求1所述的倍速加压长行程给进系统，其特征在于，所述两块上夹持板、两对下夹持板均通过两个夹持总成(14)固定；

两个夹持总成(14)对称设置，每个夹持总成(14)包括两个连接杆、螺栓、及螺帽，每个连接杆的自由端设置有通孔，螺杆穿过两个通孔，两端使用螺帽固定。