CN204371145U - 一种新型天车升沉补偿装置钢丝绳摇臂机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及天车升沉补偿装置中的一种钢丝绳摇臂机构，它主要由摇臂撑杆一、导向轮转动轴、导向轮转动轴帽、钢丝绳导向轮、液压活塞杆、液压缸、储能器、液压缸转动轴、液压缸转动轴帽、摇臂撑杆二、快绳导向轮、快绳导向轮转动轴和快绳导向轮转动轴帽组成。所述钢丝绳导向轮、摇臂撑杆一、摇臂撑杆二、液压活塞杆由内向外通过导向轮转动轴和导向轮转动轴帽连接，快绳导向轮和摇臂撑杆二另一端安装在快绳导向轮转动轴上，装有储能器的液压缸底部与液压缸转动轴和液压缸转动轴帽配合并能灵活转动。升沉运动补偿过程中，液压缸与储能器能储存或释放该运动过程中的能量。本实用新型结构简单，能提高天车升沉补偿的能量利用率。

Description

一种新型天车升沉补偿装置钢丝绳摇臂机构

技术领域

本实用新型涉及海洋钻井天车升沉补偿装置中的一种钢丝绳摇臂机构。

背景技术

深海油气钻井开发过程中，浮式钻井平台或钻井船在外界风、浪、流的作用下，会产生升沉、纵荡、横荡、平摇、横摇和纵摇的六个自由度的复杂运动，其中浮式钻井平台的升沉运动将带动钻井井架、大钩及其所悬挂的钻柱也随之产生上下运动，引起井底钻压发生波动，还会使大钩产生较大动载和造成井下工具的移位，该类运动严重影响到海洋钻井工作的安全和效率。目前，为了解决浮式钻井平台的升沉补偿问题，需增设升沉补偿装置对该类运动进行有效补偿。

天车升沉补偿装置作为目前海洋钻井作业中应用最广泛且技术可靠度较高的升沉补偿装备，主要通过特制的钻井井架、浮动天车和钢丝绳摇臂机构来达到升沉补偿的目的。目前，投入现场使用的钢丝绳摇臂装置仅由两具可转动的钢支架组成，不能在转动过程中对天车的升沉补偿运动提供额外的补偿能量，且还需要耗费额外的转动机械能，使该机构在使用过程中的利用率低且能耗较高。

发明内容

本实用新型目的是为了克服天车升沉补偿装置中钢丝绳摇臂机构的不足，提供了一种新型钢丝绳摇臂机构，结构简单，便于维护，能有效提高天车升沉补偿的能量利用率和降低摇臂装置的能耗。

本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型一种新型天车升沉补偿装置钢丝绳摇臂机构，主要由摇臂撑杆一、摇臂撑杆二、导向轮转动轴、导向轮转动轴帽、钢丝绳导向轮、液压活塞杆、液压缸、储能器、液压缸转动轴、液压缸转动轴帽、快绳导向轮、快绳导向轮转动轴和快绳导向轮转动轴帽组成。所述摇臂撑杆一、摇臂撑杆二、液压活塞杆和钢丝绳导向轮通过导向轮转动轴连接，并带有导向轮转动轴帽，防止运动过程中导向轮转动轴上安装的部件移位或滑出，臂撑杆一和摇臂撑杆二经过加强筋设计来增强自身结构强度，摇臂撑杆一的另一端与浮动天车相连，钢丝绳导向轮位于摇臂撑杆二和摇臂撑杆一之间，并能在导向轮转动轴上灵活转动，液压活塞杆的上端安装在两摇臂的外侧，快绳导向轮安装在摇臂撑杆二之间，并安装在钻井井架顶部固定的安装座内，两者通过快绳导向轮转动轴相连接，并设计有快绳导向轮转动轴帽来防止快绳导向轮在转动中的移位和左右摆动。液压活塞杆与液压缸相互配合，储能器安装在液压缸下部一侧，液压缸底部与液压缸转动轴和液压缸转动轴帽相互配合，并安装在钻井井架上部预设的固定安装支座内，便于在钢丝绳摇臂机构运动过程中使液压缸连同液压缸活塞杆绕液压缸转动轴灵活转动。钢丝绳摇臂机构在进行升沉运动补偿过程中，钢丝绳在钢丝绳导向轮和快绳导向轮槽内移动，液压缸与储能器相互配合，能储存或释放在摇臂机构运动过程中的能量，用于提高能量利用率和提高升沉运动补偿效率。

本实用新型钢丝绳摇臂机构的优点：结构简单、便于维护，能提高天车补偿效率和减小能耗。

附图说明

图1是本实用新型一种新型天车升沉补偿装置钢丝绳摇臂机构结构示意图。

图中：1.摇臂撑杆一，2.导向轮转动轴，3.导向轮转动轴帽，4.钢丝绳导向轮，5.液压活塞杆，6.液压缸，7.储能器，8.液压缸转动轴，9.液压缸转动轴帽，10.摇臂撑杆二，11.快绳导向轮转动轴，12.快绳导向轮，13.快绳导向轮转动轴帽。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型一种新型天车升沉补偿装置钢丝绳摇臂机构，主要由摇臂撑杆一1、导向轮转动轴2、导向轮转动轴帽3、钢丝绳导向轮4、液压活塞杆5、液压缸6、储能器7、液压缸转动轴8、液压缸转动轴帽9、摇臂撑杆二10、快绳导向轮转动轴11、快绳导向轮12和快绳导向轮转动轴帽13组成。所述钢丝绳导向轮4、摇臂撑杆二10、摇臂撑杆一1和液压活塞杆5通过导向轮转动轴2连接，四者之间可以在导向轮转动轴2上进行灵活转动，摇臂撑杆一1和摇臂撑杆二10经过加强筋设计增强自身结构强度，摇臂撑杆一1的另一端与浮动天车相连，液压活塞杆5的上端安装于两摇臂的外侧，导向轮转动轴帽3安装在导向轮转动轴2的末端，防止运动过程中导向轮转动轴2上安装的部件移位或滑出。快绳导向轮12安装在摇臂撑杆二10之间，两者通过快绳导向轮转动轴11相连接，快绳导向轮转动轴帽13安装在快绳导向轮转动轴11末端，防止快绳导向轮12在转动中的移位和左右摆动，并将快绳导向轮转动轴11安装在钻井井架上部固定的安装支座内。液压活塞杆5与液压缸6相互配合，储能器7安装在液压缸6下部的一侧，并与液压缸6的内腔体相连通，液压缸6底部与液压缸转动轴8和液压缸转动轴帽9相互配合，并将液压缸转动轴8安装在钻井井架上部预设的固定安装支座内，便于在钢丝绳摇臂机构运动过程中使液压缸6连同液压活塞杆5绕液压缸转动轴8灵活转动。钢丝绳从快绳导向轮12绕过后，再绕过钢丝绳导向轮4后与浮动天车相连，并使钢丝绳在导向轮的轮槽内移动，以避免钢丝绳的磨损，提高钢丝绳的使用寿命。

在天车升沉补偿运动过程中，钢丝绳摇臂机构中摇臂撑杆一1与浮动天车相连接，并带动摇臂撑杆一1在向下移动的过程中，钢丝绳在快绳导向轮12和钢丝绳导向轮4的轮槽内移动，带动摇臂撑杆二10也绕快绳导向轮转动轴11和钢丝绳导向轮转动轴2转动，钢丝绳通过钢丝绳导向轮4会对液压缸活塞杆5形成压力并使其向内运动，液压缸活塞杆5在移动过程中对液压缸6中的液压油进行压缩，并通过储能器7储存能量；浮动天车带动摇臂撑杆一1在向上运动时，储能器7会释放前一运动过程中所储存的能量，通过液压缸6推动液压缸活塞杆5向外运动，对钢丝绳导向轮4和绕过该轮的钢丝绳产生一个推力，帮助天车升沉补偿装置对钻柱的升沉运动进行补偿，达到提高补偿效率和能量利用率、减小升沉运动补偿能耗的目的，并能减小钻井钢丝绳的磨损和提高其使用寿命。

Claims (3)

1.一种新型天车升沉补偿装置钢丝绳摇臂机构，主要由摇臂撑杆一(1)、导向轮转动轴(2)、导向轮转动轴帽(3)、钢丝绳导向轮(4)、液压活塞杆(5)、液压缸(6)、储能器(7)、液压缸转动轴(8)、液压缸转动轴帽(9)、摇臂撑杆二(10)、快绳导向轮转动轴(11)、快绳导向轮(12)和快绳导向轮转动轴帽(13)组成，其特征在于：所述摇臂撑杆一(1)、摇臂撑杆二(10)、液压活塞杆(5)和钢丝绳导向轮(4)通过导向轮转动轴(2)连接，四者之间可以在导向轮转动轴(2)上进行灵活转动，钢丝绳导向轮(4)位于摇臂撑杆二(10)和摇臂撑杆一(1)之间，液压活塞杆(5)的上端安装于两摇臂的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种新型天车升沉补偿装置钢丝绳摇臂机构，其特征在于：液压活塞杆(5)与液压缸(6)相互配合，储能器(7)安装在液压缸(6)下部的一侧，并与液压缸(6)的内腔体相连通，液压缸(6)底部与液压缸转动轴(8)和液压缸转动轴帽(9)相互配合，便于在钢丝绳摇臂机构运动过程中使液压缸(6)连同液压活塞杆(5)绕液压缸转动轴(8)灵活转动。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型天车升沉补偿装置钢丝绳摇臂机构，其特征在于：升沉运动补偿过程中，摇臂撑杆一(1)在向下移动过程中，钢丝绳通过钢丝绳导向轮(4)对液压缸活塞杆(5)形成压力并推动其在液压缸(6)中移动，对液压缸(6)中的液压油进行压缩，使储能器(7)储存能量；摇臂撑杆一(1)与浮动天车相连的一端在向上运动时，储能器(7)会释放所储存的能量，通过液压缸(6)推动液压缸活塞杆(5)向外运动，对钢丝绳导向轮(4)和绕过该轮的钢丝绳产生推力，帮助天车升沉补偿装置对钻柱的升沉运动进行补偿。