CN203250466U - 自升式海洋钻井平台模型 - Google Patents

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刘炯
赵海峰
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Abstract

本实用新型属于教学设备技术领域,特别是自升式海洋钻井平台模型,其特征是由以下模型构成:平台(1):用于安装钻机系统设备模型;桩脚(11):用于支撑平台及其上所有重量及钻井作业的全部载荷;导柱(13):实现支撑平台升降的导柱;及通过装在桩脚内腔的4个升降油缸并可将平台升起或降落的升降装置;加载装置(14);操作控制设备;动力设备:电机——供液压站及钻井作业动力;基座:用于安装桩脚、平台、钻机系统设备,承担平台系统及钻机系统全部设备重量及钻井作业的全部载荷。本实用新型目的是为石油海洋工程科研单位及石油院校提供整体自升式钻井平台模型,供他们在试验室内对其进行功能、性能试验及应力测试,为自升式海洋平台的研制、教学提供方便快捷地试验研究条件。

Description

自升式海洋钻井平台模型
技术领域:
[0001] 本实用新型属于教学演示模型技术领域,特别是用于石油院校和海洋工程科研单位在实验室内进行自升式海洋钻井平台性能、功能试验及应力测试模型。
背景技术:
[0002] 模型试验方法虽然很早就有人使用,但其迅速发展还是近几十年内的事,特别是质量纲分析法引入模型设计(1914年)后,才使模型试验方法得到系统的发展。测量技术的不断改进以及各种新颖材料的发现和应用也为模型试验方法创造了条件。目前模型试验方法在飞机、航天、建筑、行业得到广泛的应用,石油钻机行业也正在应用,但由于石油海洋自升式平台特别高大、笨重、设备繁多的特点,迄今为止整体模型试验方法在石油海洋自升式平台中仍未得到应用,
发明内容
[0003] 本实用新型目的是为石油海洋工程科研单位及石油院校提供整体自升式钻井平台模型,供他们在试验室内对其进行功能、性能试验及应力测试,为自升式海洋平台的研制、教学提供方便快捷地试验研究条件。
[0004] 具体地说,自升式海洋钻井平台模型,其特征是由以下模型构成:
[0005] 平台:用于安装钻机系统设备模型;
[0006] 桩脚:用于支撑平台及其上所有重量及钻井作业的全部载荷;
[0007] 导柱:实现支撑平台升降的导柱;及通过装在桩脚内腔的4个升降油缸并可将平台升起或降落的升降装置;
[0008] 加载装置;
[0009] 操作控制设备;
[0010] 动力设备:电机-供液压站及钻井作业动力;
[0011] 基座:用于安装桩脚、平台、钻机系统设备,承担平台系统及钻机系统全部设备重量及钻井作业的全部载荷。
[0012] 本模型将自升式海洋钻井平台按比例缩小,并具有以下特点:
[0013] (I)基本结构包括了自升式钻井平台基本设备
[0014] ①平台系统设备
[0015] 1.平台模型
[0016] 2.桩脚模型
[0017] 3.起吊机模型
[0018] 4.升降装置模型
[0019] 5.加载装置模型
[0020] 6.控制设备、液压站、操作台(包括液控系统、电控系统)
[0021] ②钻机系统模型(即钻机模型,在ZL200820221619.5专利中已有叙述,[0022] 本专利不再赘述,仅说明钻机系统模型与平台模型的关系)。
[0023] 以上各模型单独设置,按照平台实际工作状态连接装配。
[0024] (2)具有自升式钻井平台的基本功能:
[0025] a.钻井功能
[0026] b.升降功能
[0027] (3)模型设计原理:模型是按照相似理论设计的,根据量钢分析法来确定模型与原型的相似关系。
[0028] 本实用新型有益效果:(I)填补了自升式海洋钻井平台模型的空白。使以前无法进行的试验得以实现,如破坏性试验。为自升式钻井平台的研制提供了科学的依据,使以前难以进行的试验,可以在试验室短期内完成,有效的加快了自升式海洋平台研制的进度,为在短期内我国海洋工程赶超世界先进水平提供了有力的保证。(2)完善了石油院校教学设备,丰富了教学内容,使教学更加直观,使学生能较快的掌握自升式钻井平台模型的性能和原理,为快速、高质量培养石油钻机研制人材创造了有利的条件。
[0029] 本实用新型的经济效益如下:
[0030] (I)教学:1台模型可供300名学生一年期间的教学和实习用,和在油田实习相比可节约教学经费700万元人民币,每年我们可生产20台;如果10台用于教学,一年可创经济效益7000万元人民币;如果模型用10年可创7亿人民币。
[0031] (2)钻机研制:一台模型一年作50次试验,和在实物上作相比可节约经费5000万元;如果5台用于研制钻机,每年可创效益2.5亿元,如果模型用10年,可创效益25亿元人民币。
附图说明
[0032] 图1为本实用新型结构示意图。
[0033] 图2为本实用新型结构侧视图。
[0034] 图3为本实用新型结构俯视图。
具体实施方式
[0035] 如图1-3所示,本实用新型各设备作用及功能说明:
[0036] (I)、平台1:用于安装钻机系统设备模型、起吊机、生活楼、飞机场模型。
[0037] (2)、桩脚ll:a.用于支撑平台及其上所有重量及钻井作业的全部载荷。b.为平台升降的导柱13。
[0038] (3)、升降装置:包括液压站模型、升降油缸、操作台模型。通过装在桩脚内腔的4个升降油缸,可将平台升起或降落。
[0039] (4)、加载装置14:包括液压站模型、油缸、操作台、绞车模型。
[0040] a.给井架加载时,油缸下端与基座模型连接,油缸上端与大钩模型连接,首先拉紧大钩,然后通过油缸拉力对井架、天车、游车大钩、底座模型加载,可从操作台压力表上读得加载数据。
[0041] b.给平台模型井口构件加载时,使油缸下端与基座模型连接,油缸上端与平台模型连接,通过油缸拉力对平台模型加载,并可从操作台压力表中读得加载数据。[0042] (5)、操作控制设备:包括液压站、操作台(对液电控制、平台升降、加载及钻井作业的控制)。
[0043] (6)、动力设备:电机一供液压站及钻井作业动力。
[0044] (7)、基座:用于安装桩脚、平台、钻机系统设备,承担平台系统及钻机系统全部设备重量及钻井作业的全部载荷。
[0045] 在平台I上安装的钻机系统设备模型包括:飞机场3、生活楼4、起吊机5。
[0046] 所述钻井作业的全部载荷包括塔形井架8、天车7、游车6、泥浆循环系统9、钻杆10。
具体实施方法:
[0047] 首先按要求划出井口位置,用挖洞铲在井口位置挖一个1.5米深,直径为120毫米的洞,将表层套管装入洞中,夯实井口周围泥土,然后按要求安装好平台系统设备及钻井系统设备。
[0048] 平台升降试验:将升降液缸(4个或3个均在桩脚内)下端与桩脚的下端连接,上端通过销轴与平台连接(桩脚在销轴上下运行的对应部位设有开槽,可使升降油缸带动平台上下运行,起到平台升降的效果),通过操作台启动升降油缸,平台即可上升或下降,可从操作台的压力表读得平台的载荷数据。
[0049] 加载试验(可作应力测试)
[0050] (I)井架模型加载试验:
[0051] 给井架加载时,油缸下端与基座连接,油缸上端通过加载工装与大钩模型连接,首先拉紧大钩,然后通过油缸拉力对井架、天车、游车大钩模型加载,可从操作台压力表上读得加载数据。
[0052] (2)平台加载试验:
[0053] 给平台加载时,使油缸下端与基座连接,油缸上端与平台模型上的加载部位连接,通过油缸拉力对平台模型加载,并可从操作台压力表中读得加载数据。
[0054] (3)应力测试:
[0055] 应变片或传感器一般贴在应力较大的构件或关键构件上,通过应变仪等仪器便可在加载的同时测得相应的构件上的应变,即可换算成应力。
[0056] (4)打井试验:在申请人在先专利ZL20820221619.5专利中已有叙述,本专利不再赘述。

Claims (6)

1.自升式海洋钻井平台模型,其特征是由以下模型构成: 平台(I):用于安装钻机系统设备模型; 桩脚(11):用于支撑平台及其上所有重量及钻井作业的全部载荷; 导柱(13):实现支撑平台升降的导柱;及通过装在桩脚内腔的4个升降油缸并可将平台升起或降落的升降装置; 加载装置(14); 操作控制设备; 动力设备:电机-供液压站及钻井作业动力; 基座:用于安装桩脚、平台、钻机系统设备,承担平台系统及钻机系统全部设备重量及钻井作业的全部载荷。
2.根据权利要求1所述的自升式海洋钻井平台模型,其特征是所述升降装置包括液压站模型、升降油缸、操作台模型。
3.根据权利要求1所述的自升式海洋钻井平台模型,其特征是所述加载装置包括液压站模型、油缸、操作台、绞车模型;且 a.给井架加载时,油缸下端与基座模型连接,油缸上端与大钩模型连接,首先拉紧大钩,然后通过油缸拉力对井架、天车、游车大钩、底座模型加载,可从操作台压力表上读得加载数据; b.给平台模型井口构件加载时,使油缸下端与基座模型连接,油缸上端与平台模型连接,通过油缸拉力对平台模型加载,并可从操作台压力表中读得加载数据。
4.根据权利要求1所述的自升式海洋钻井平台模型,其特征是所述操作控制设备:包括液压站、操作台,且通过操作台实现对液电控制、平台升降、加载及钻井作业的控制。
5.根据权利要求1所述的自升式海洋钻井平台模型,其特征是在平台(I)上安装的钻机系统设备模型包括:飞机场(3)、生活楼(4)、起吊机(5)。
6.根据权利要求1所述的自升式海洋钻井平台模型,其特征是所述钻井作业的全部载荷包括塔形井架(8)、天车(7)、游车(6)、泥浆循环系统(9)、钻杆(10)。
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