CN203321369U - 一种直接液缸式钻柱升沉补偿装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直接液缸式钻柱升沉补偿装置，包括在支架总成的平台上竖直固定安装有外缸体，外缸体的内腔中设置有内缸体，内缸体上下端分别通过一组密封锁紧环与外缸体密封连接，内缸体的下端设置有密封及导向总成，内缸体中的活塞杆向下穿出密封及导向总成后与下耳板连接；内缸体的活塞腔通过管线与高压空气瓶组连通。本实用新型的有益效果是，所有部件装置全集成到一个架体上做为一个整体，工作时上端与游车连接，下端与顶驱或水龙头连接，不需要复杂的管路系与平台联系，能很好的实现钻柱升沉补偿问题，且维护方便，结构简单，占用平台空间小。

Description

一种直接液缸式钻柱升沉补偿装置

技术领域

本实用新型属于海洋油气钻井装备技术领域，涉及一种直接液缸式钻柱升沉补偿装置。

背景技术

在深海油气勘探作业过程中，需要使用浮式钻井平台或船，浮式钻井平台或船在波浪作用下，除前后左右发生摇摆外，还将产生上下升沉运动。浮式钻井平台或船随波浪周期性的上下升沉运动将引起井架及大钩上悬吊的整个钻杆柱上下运动，钻杆柱上下运动将使大钩上的拉力增加或减少，并直接影响着井底钻压的变化，钻压的变化不利于钻进，甚至损坏钻具，而且当钻压减到一定限度，将使钻头脱离井底，无法继续钻进。因此，为了保证浮动钻井平台正常钻进，提高钻井生产率，就必须解决钻柱升沉补偿问题，消除钻杆柱与井底的相对运动，并保持恒定钻压。

目前在用的升沉补偿装置主要有两种，分别是游车升沉补偿装置和天车升沉补偿装置。游车升沉补偿装置中储能器和储气罐等都装在甲板上，而且连接管线较多，占用甲板面积大；也存在液缸密封多，液体漏失问题严重，管路长，摩擦损失大等问题。天车升沉补偿装置，虽然占用钻井船甲板的面积及空间均少，船体甲板上只有压气机、油泵、调节控制阀组等;而且管线短，密封少，不需高压柔性胶管，摩擦小。但因升沉补偿装置的构件都集成在井口顶部井架上，需要有强度大、结构复杂的特制天车和井架，结构不当还会降低钢丝绳的寿命。另外升沉补偿装置在天车上，维修保养不便。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种直接液缸式钻柱升沉补偿装置，解决了现有技术中存在的钻井平台或船在波浪作用下产生升沉动作，导致钻杆柱与海底出现相对运动，不能保持恒定钻压的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种直接液缸式钻柱升沉补偿装置，包括在支架总成的平台上竖直固定安装有外缸体，外缸体的内腔中设置有内缸体，内缸体上下端分别通过一组密封锁紧环与外缸体密封连接，内缸体的下端设置有密封及导向总成，内缸体中的活塞杆向下穿出密封及导向总成后与下耳板连接；内缸体的活塞腔通过管线与高压空气瓶组连通。

本实用新型的直接液缸式钻柱升沉补偿装置，其特点还在于：

支架总成的平台下方设置有锁紧机构。

锁紧机构采用电机驱动、气动马达驱动或采用机械结构驱动。

支架总成上部位置设置有上耳板。

本实用新型的有益效果是，所有部件装置全集成到一个架体上做为一个整体，工作时上端与游车连接，下端与顶驱或水龙头连接，不需要复杂的管路装置与平台联系，能很好的实现钻柱升沉补偿问题，维护方便，结构简单，占用平台空间小。

附图说明

图1是本实用新型装置的结构示意图。

图中，1.支架总成，2.外缸体，3.内缸体，4.活塞杆，5.管线，6.缸盖，7.上耳板，8.密封锁紧环，9.高压空气瓶组，10.密封及导向总成，11.锁紧机构，12.下耳板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

参照图1，本实用新型装置的结构是，包括在支架总成1的平台上竖直固定安装有外缸体2，外缸体2的内腔中设置有内缸体3，内缸体3上下端分别通过一组密封锁紧环8与外缸体2密封连接，内缸体3的上端面设置有缸盖6，内缸体3的下端设置有密封及导向总成10，内缸体3中的活塞杆4向下穿出密封及导向总成10后与下耳板12连接；内缸体3的活塞腔通过管线5与高压空气瓶组9连通；在支架总成1的平台下方设置有锁紧机构11，支架总成1上部位置设置有上耳板7，用于对外连接。

外缸体2和内缸体3之间采用活塞或不采用活塞均可。在外缸体2和内缸体3可设多种安全阀并配合其它检测系统使用，实现安全保护。

高压空气瓶组9至少是一组高压空气瓶，并且根据需要可以安装到支架总成1上任何位置。

锁紧机构11采用电机驱动、气动马达驱动或采用机械结构驱动，用于对活塞杆4和下耳板12进行位置锁紧。

本实用新型装置的工作原理是，

预先在低位填充好高压气体和液体，安装在游车与大钩或顶驱之间，上耳板7和游车连接，下耳板12和大钩/顶驱连接，高压空气瓶组9填充好高压气体，外缸体2和内缸体3所形成的腔体及内缸体3和活塞杆4形成的腔体填充好液体；

当钻井船随波浪做升沉运动时，游车带动直接液缸式钻柱升沉补偿装置周期性上下运动，而直接液缸式钻柱升沉补偿装置中的活塞杆4和下耳板12与大钩则可基本保持不动，这时，直接液缸式钻柱升沉补偿装置中的液体在外缸体2和内缸体3所形成的腔体及内缸体3和活塞杆4形成的腔体中流动压缩高压空气瓶组9中的高压气体。腔体中液体保持近视恒定的压力，液体压力对活塞杆4环面支持整个钻杆柱的重量，气体的压力可以调节。这样，就可以实现控制钻杆柱的拉力大小。当直接液缸式钻柱升沉补偿装置不进行升沉补偿时，下耳板12随活塞杆4回收到支架总成1的平台下方中，锁紧机构11对下耳板12和活塞杆4进行锁紧并成为一体，从而使游车与大钩或顶驱连结在一起，在起下钻时进行工作，满足浮式钻井平台或钻井船的钻井要求。

本实用新型装置中设有各种安全阀、检测阀，实时监测，能够有效防止钻柱系统发生突然断开等突发事件，确保升沉补偿装置安全可靠运行，结构简单、易于操作和维护，能为海洋浮式钻井平台或钻井船进行钻井作业提供有效的安全保障。

Claims (4)

1.一种直接液缸式钻柱升沉补偿装置，其特点在于：包括在支架总成（1）的平台上竖直固定安装有外缸体（2），外缸体（2）的内腔中设置有内缸体（3），内缸体（3）上下端分别通过一组密封锁紧环（8）与外缸体（2）密封连接，内缸体（3）的下端设置有密封及导向总成（10），内缸体（3）中的活塞杆（4）向下穿出密封及导向总成（10）后与下耳板（12）连接；内缸体（3）的活塞腔通过管线（5）与高压空气瓶组（9）连通。

2.根据权利要求1所述的直接液缸式钻柱升沉补偿装置，其特点在于：所述的支架总成（1）的平台下方设置有锁紧机构（11）。

3.根据权利要求1所述的直接液缸式钻柱升沉补偿装置，其特点在于：所述的锁紧机构（11）采用电机驱动、气动马达驱动或采用机械结构驱动。

4.根据权利要求1所述的直接液缸式钻柱升沉补偿装置，其特点在于：所述的支架总成（1）上部位置设置有上耳板（7）。

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