CN208085961U - 一种具有自平衡结构的石油钻井平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种具有自平衡结构的石油钻井平台，作业总平台的四个边沿的中心位置分别设置有第一检测装置、第二检测装置、第三检测装置和第四检测装置；作业总平台还设置有配重结构，配重结构设置为四个，分别为第一配重结构、第二配重结构、第三配重结构和第四配重结构，四个配重结构分别设置于作业总平台的四个边沿的中心位置；通过设置四个一维倾斜传感器，就可以对倾斜情况进行判断，当平台发生倾斜时，对平台的倾斜情况进行判断，通过配重结构带动配重物运动就可以调节整个平台的中心位置，这样的微调可以使得在受力情况下更加稳定，保证平稳性和安全性，同时可以根据环境情况进行改变，有较强的环境适应能力。

Description

一种具有自平衡结构的石油钻井平台

技术领域

本实用新型涉及智能家居设备，更具体地说，涉及一种具有自平衡结构的石油钻井平台。

背景技术

石油，地质勘探的主要对象之一，是一种粘稠的、深褐色液体，被称为“工业的血液”。地壳上层部分地区有石油储存。主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。石油的成油机理有生物沉积变油和石化油两种学说，前者较广为接受，认为石油是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成，属于生物沉积变油，不可再生；后者认为石油是由地壳内本身的碳生成，与生物无关，可再生。石油主要被用来作为燃油和汽油，也是许多化学工业产品，如溶液、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。

随着人类对油气资源开发利用的深化，油气勘探开发从陆地转入海洋。因此，钻井工程作业也必须在浩瀚的海洋中进行。在海上进行油气钻井施工时，几百吨重的钻机要有足够的支撑和放置的空间，同时还要有钻井人员生活居住的地方，海上石油钻井平台就担负起了这一重任。由于海上气候的多变、海上风浪和海底暗流的破坏，海上钻井装置的稳定性和安全性更显重要。海上钻井平台（drilling platform）是主要用于钻探井的海上结构物。平台上装钻井、动力、通讯、导航等设备，以及安全救生和人员生活设施，是海上油气勘探开发不可缺少的手段。主要分为移动式平台和固定式平台两大类。

但是目前由于平台上的支撑总成要设置较高，而平台建立在支撑总成的顶部，所以难免造成平台重心较高，而这样一来，虽然大部分支撑总成在埋入海面，但是受海风影响仍然会导致单向受力，产生偏移，造成安全隐患。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型目的是提供一种具有自平衡结构的石油钻井平台。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种具有自平衡结构的石油钻井平台，包括支撑总成、钻井总成、停机坪平台、作业总平台以及操作平台，所述支撑总成支撑所述石油钻井平台，所述停机坪平台设置于所述作业总平台的上方，所述作业总平台设置于所述操作平台的上方，所述钻井总成的操作设备设置于所述操作平台，其特征在于：所述作业总平台的四个边沿的中心位置分别设置有第一检测装置、第二检测装置、第三检测装置和第四检测装置；所述作业总平台还设置有配重结构，所述配重结构设置为四个，分别为第一配重结构、第二配重结构、第三配重结构和第四配重结构，四个所述配重结构分别设置于所述作业总平台的四个边沿的中心位置；

所述第一检测装置包括第一一维倾斜传感器以及第一配重结构，所述第一一维倾斜传感器和第一配重结构之间通过第一触发电路连接，所述第一一维倾斜传感器的检测方向背离所述作业总平台的中心设置，用于检测倾斜角度并输出第一采样电压，所述第一触发电路配置有第一基准电压，当所述第一采样电压大于所述第一基准电压时，所述第一触发电路输出第一触发信号，所述第一配重结构受控于第一触发信号工作；

所述第二检测装置包括第二一维倾斜传感器以及第二配重结构，所述第二一维倾斜传感器和第二配重结构之间通过第二触发电路连接，所述第二一维倾斜传感器的检测方向背离所述作业总平台的中心设置，用于检测倾斜角度并输出第二采样电压，所述第二触发电路配置有第二基准电压，当所述第二采样电压大于所述第二基准电压时，所述第二触发电路输出第二触发信号，所述第二配重结构受控于第二触发信号工作；

所述第三检测装置包括第三一维倾斜传感器以及第三配重结构，所述第三一维倾斜传感器和第三配重结构之间通过第三触发电路连接，所述第三一维倾斜传感器的检测方向背离所述作业总平台的中心设置，用于检测倾斜角度并输出第三采样电压，所述第三触发电路配置有第三基准电压，当所述第三采样电压大于所述第三基准电压时，所述第三触发电路输出第三触发信号，所述第三配重结构受控于第三触发信号工作；

所述第四检测装置包括第四一维倾斜传感器以及第四配重结构，所述第四一维倾斜传感器和第四配重结构之间通过第四触发电路连接，所述第四一维倾斜传感器的检测方向背离所述作业总平台的中心设置，用于检测倾斜角度并输出第四采样电压，所述第四触发电路配置有第四基准电压，当所述第四采样电压大于所述第四基准电压时，所述第四触发电路输出第四触发信号，所述第四配重结构受控于第四触发信号工作；

所述配重结构包括

延伸平台，固定于所述作业总平台并与所述作业总平台平行设置；

延伸轨道，设置于所述延伸平台上；

配重物，连接于所述延伸轨道上并可在所述延伸轨道上移动；

驱动结构，包括驱动杆、驱动座以及驱动电机，所述驱动电机和所述驱动杆均连接于所述驱动座上，所述驱动电机用于带动所述驱动杆转动，所述驱动座上设置有丝杠结构用于配合所述驱动杆，当所述驱动杆转动时，所述丝杠结构带动所述驱动杆沿所述延伸轨道方向运动，所述驱动座固定于所述延伸平台上，所述驱动杆与所述配重物固定连接，所述配重结构工作时，所述驱动结构带动所述配重物向背离所述作业总平台方向移动。

进一步地：所述作业总平台中心位置设置有水平仪，所述水平仪与所述作业总平台平行设置。

进一步地：所述驱动电机设置为步进电机。

进一步地：所述驱动电机的转轴固定有主动齿轮，所述驱动杆上固定有从动齿轮，所述主动齿轮的半径小于所述从动齿轮的半径，所述主动齿轮啮合所述从动齿轮并带动所述从动齿轮转动。

进一步地：还包括风速传感器，所述风速传感器耦接有风速触发电路，所述风速触发电路配置有风速基准电压，所述风速传感器用于检测风速并输出风速采样电压，所述风速触发电路比较所述风速采样电压和所述风速基准电压，当所述风速采样电压高度所述风速基准电压时，输出风速触发信号，所述第一配重结构或第二配重结构或第三配重结构或第四配重结构接收所述风速触发信号工作。

本实用新型技术效果主要体现在以下方面：通过设置四个一维倾斜传感器，就可以对倾斜情况进行判断，当平台发生倾斜时，对平台的倾斜情况进行判断，通过配重结构带动配重物运动就可以调节整个平台的中心位置，这样的微调可以使得在受力情况下更加稳定，保证平稳性和安全性，同时可以根据环境情况进行改变，有较强的环境适应能力。

附图说明

图1：本实用新型海上钻井平台整体结构示意图；

图2：本实用新型海上钻井平台隐去钻井总成以及支撑总成示意图；；

图3：本实用新型海上钻井平台电路原理图；

图4：本实用新型海上钻井平台俯视图；

图5：本实用新型的配重结构示意图一；

图6：本实用新型的配重结构示意图二；

图7：本实用新型的图5的A-A剖视图；

图8：本实用新型的图5中B-B剖视图。

附图标记：100、支撑总成；200、钻井总成；300、操作平台；400、作业总平台；500、停机坪平台；600、延伸平台；610、延伸轨道；620、配重物；630、驱动结构；631、驱动杆；632、驱动座；633、驱动电机；634、主动齿轮；635、从动齿轮；700、水平仪；S1、第一一维倾斜传感器；U1、第一比较器；X1、第一配重结构；S2、第二一维倾斜传感器；U2、第二比较器；X2、第二配重结构；S3、第三一维倾斜传感器；U3、第三比较器；X3、第三配重结构；S4、第四一维倾斜传感器；U4、第四比较器；X4、第四配重结构；S5、风速传感器。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详述，以使本实用新型技术方案更易于理解和掌握。

参照图1和图2所示，一种具有倾斜检测的石油钻井平台，包括支撑总成100、钻井总成200、停机坪平台500、作业总平台400以及操作平台300，所述支撑总成100支撑所述石油钻井平台，所述停机坪平台500设置于所述作业总平台400的上方，所述作业总平台400设置于所述操作平台300的上方，所述钻井总成200的操作设备设置于所述操作平台300，所述作业总平台400的四个边沿的中心位置分别设置有第一检测装置、第二检测装置、第三检测装置和第四检测装置；所述作业总平台400还设置有配重结构，所述配重结构设置为四个，分别为第一配重结构X1、第二配重结构X2、第三配重结构X3和第四配重结构X4，四个所述配重结构分别设置于所述作业总平台的四个边沿的中心位置；

所述第一检测装置包括第一一维倾斜传感器S1以及第一配重结构X1，所述第一一维倾斜传感器S1和第一配重结构X1之间通过第一触发电路连接，所述第一一维倾斜传感器S1的检测方向背离所述作业总平台400的中心设置，用于检测倾斜角度并输出第一采样电压，所述第一触发电路配置有第一基准电压，当所述第一采样电压大于所述第一基准电压时，所述第一触发电路输出第一触发信号，所述第一配重结构X1受控于第一触发信号工作；所述第一触发电路包括第一基准单元以及第一比较器U1，所述第一基准单元提供第一基准电压，所述第一比较器U1用于比较第一基准电压和所述第一采样电压并输出所述第一触发信号。一维倾角传感器采用高性能智能MEMS倾角敏感元件，实现对倾斜角度的测量，QXJ1型一维倾角传感器最大角度量程可以到±90°，精度较其他的倾斜角传感器要高，而其可以是电压输出型，而第一基准单元由串联设置的R11、R12、R13组成，而R11和R12耦接的节点提供所述第一基准电压，而R13设置为可调电阻，用于第一基准电压的大小，而第一比较器U1的输出端通过一开关单元连接于第一配重结构X1，使得第一比较器U1输出高电平时开关单元导通就可以使第一配重结构X1工作。

所述第二检测装置包括第二一维倾斜传感器S2以及第二配重结构X2，所述第二一维倾斜传感器S2和第二配重结构X2之间通过第二触发电路连接，所述第二一维倾斜传感器S2的检测方向背离所述作业总平台400的中心设置，用于检测倾斜角度并输出第二采样电压，所述第二触发电路配置有第二基准电压，当所述第二采样电压大于所述第二基准电压时，所述第二触发电路输出第二触发信号，所述第二配重结构X2受控于第二触发信号工作；所述第二触发电路包括第二基准单元以及第二比较器U2，所述第二基准单元提供第二基准电压，所述第二比较器U2用于比较第二基准电压和所述第二采样电压并输出所述第二触发信号。而其可以是电压输出型，而第二基准单元由串联设置的R21、R22、R23组成，而R21和R22耦接的节点提供所述第二基准电压，而R23设置为可调电阻，用于第二基准电压的大小，而第二比较器U2的输出端通过一开关单元连接于第二配重结构X2，使得第二比较器U2输出高电平时开关单元导通就可以使第二配重结构X2工作。

所述第三检测装置包括第三一维倾斜传感器S3以及第三配重结构X3，所述第三一维倾斜传感器S3和第三配重结构X3之间通过第三触发电路连接，所述第三一维倾斜传感器S3的检测方向背离所述作业总平台400的中心设置，用于检测倾斜角度并输出第三采样电压，所述第三触发电路配置有第三基准电压，当所述第三采样电压大于所述第三基准电压时，所述第三触发电路输出第三触发信号，所述第三配重结构X3受控于第三触发信号工作；所述第三触发电路包括第三基准单元以及第三比较器U3，所述第三基准单元提供第三基准电压，所述第三比较器U3用于比较第三基准电压和所述第三采样电压并输出所述第三触发信号。而其可以是电压输出型，而第三基准单元由串联设置的R31、R32、R33组成，而R31和R32耦接的节点提供所述第三基准电压，而R33设置为可调电阻，用于第三基准电压的大小，而第三比较器U3的输出端通过一开关单元连接于第三配重结构X3，使得第三比较器U3输出高电平时开关单元导通就可以使第三配重结构X3工作。

所述第四检测装置包括第四一维倾斜传感器S4以及第四配重结构X4，所述第四一维倾斜传感器S4和第四配重结构X4之间通过第四触发电路连接，所述第四一维倾斜传感器S4的检测方向背离所述作业总平台400的中心设置，用于检测倾斜角度并输出第四采样电压，所述第四触发电路配置有第四基准电压，当所述第四采样电压大于所述第四基准电压时，所述第四触发电路输出第四触发信号，所述第四配重结构X4受控于第四触发信号工作。所述第四触发电路包括第四基准单元以及第四比较器U4，所述第四基准单元提供第四基准电压，所述第四比较器U4用于比较第四基准电压和所述第四采样电压并输出所述第四触发信号。而其可以是电压输出型，而第四基准单元由串联设置的R41、R42、R43组成，而R41和R42耦接的节点提供所述第四基准电压，而R43设置为可调电阻，用于第四基准电压的大小，而第四比较器U4的输出端通过一开关单元连接于第四配重结构X4，使得第四比较器U4输出高电平时开关单元导通就可以使第四配重结构X4工作。

还包括风速传感器S5，所述风速传感器S5耦接有风速触发电路，所述风速触发电路配置有风速基准电压，所述风速传感器S5用于检测风速并输出风速采样电压，所述风速触发电路比较所述风速采样电压和所述风速基准电压，当所述风速采样电压高度所述风速基准电压时，输出风速触发信号，所述第一配重结构X1或第二配重结构X2或第三配重结构X3或第四配重结构X4接收所述风速触发信号工作。当检测到风速过高时可以控制任意数量的配重结构工作，原理同样如图所示，较为简单便利。

参照图3所示，所述石油钻井平台设置有配重结构，所述配重结构包括

延伸平台600，固定于所述作业总平台400并与所述作业总平台400平行设置；延伸平台600是通过焊接或一体设置固定在作业总平台400上。

延伸轨道610，设置于所述延伸平台600上；延伸轨道610安装在延伸平台600上，延伸轨道610向背离作业总平台400的方向延伸。

配重物620，连接于所述延伸轨道610上并可在所述延伸轨道610上移动；具体可以通过将延伸轨道610设置为滑槽，配重物620底部设置有滑块或者滚轮设置于滑槽中，这样到配重物620受外力推动时，就可以沿延伸轨道610方向移动，就可以调节重心的位置。

驱动结构630，包括驱动杆631、驱动座632以及驱动电机633，所述驱动电机633和所述驱动杆631均连接于所述驱动座632上，所述驱动电机633用于带动所述驱动杆631转动，所述驱动座632上设置有丝杠结构用于配合所述驱动杆631，当所述驱动杆631转动时，所述丝杠结构带动所述驱动杆631沿所述延伸轨道610方向运动，所述驱动座632固定于所述延伸平台600上，所述驱动杆631与所述配重物620固定连接。所述驱动电机633设置为步进电机，提高控制的精度和可靠性，当控制电机正转时，通过驱动杆631的转动将配重物向背离作业总平台400的方向推动，当电机反转时，通过驱动杆631将配重物拉回作业总平台400从而调节重心，使得整个结构更加平稳。所述驱动电机633的转轴固定有主动齿轮634，所述驱动杆631上固定有从动齿轮635，所述主动齿轮634的半径小于所述从动齿轮635的半径，所述主动齿轮634啮合所述从动齿轮635并带动所述从动齿轮635转动。首先通过齿轮啮合的方式传动，可以尽可能降低传动力矩，起到省力的效果，具体可以通过若干齿轮组件配合传动，提高传动比，同时通过丝杠的结构的设置，变传动为推动和拉动，就可以较为方便施力，提高施力效果。

所述配重结构设置有四个，四个所述配重结构分别设置于所述作业总平台400的四个边沿的中心位置。通过四个配重结构的设置，就可以实现对任意方向的位置的调整，起到一个较佳的调节效果。

所述作业总平台400中心位置设置有水平仪700，所述水平仪700与所述作业总平台400平行设置。水平仪700是一种测量小角度的常用量具。在机械行业和仪表制造中，用于测量相对于水平位置的倾斜角、机床类设备导轨的平面度和直线度、设备安装的水平位置和垂直位置等。通过水平仪700就可以判断整个结构的倾斜方向，这样就可以通过调节配重结构使得水平仪700对中。

当然，以上只是本实用新型的典型实例，除此之外，本实用新型还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种具有自平衡结构的石油钻井平台，包括支撑总成、钻井总成、停机坪平台、作业总平台以及操作平台，所述支撑总成支撑所述石油钻井平台，所述停机坪平台设置于所述作业总平台的上方，所述作业总平台设置于所述操作平台的上方，所述钻井总成的操作设备设置于所述操作平台，其特征在于：所述作业总平台的四个边沿的中心位置分别设置有第一检测装置、第二检测装置、第三检测装置和第四检测装置；所述作业总平台还设置有配重结构，所述配重结构设置为四个，分别为第一配重结构、第二配重结构、第三配重结构和第四配重结构，四个所述配重结构分别设置于所述作业总平台的四个边沿的中心位置；

所述第一检测装置包括第一一维倾斜传感器以及第一配重结构，所述第一一维倾斜传感器和第一配重结构之间通过第一触发电路连接，所述第一一维倾斜传感器的检测方向背离所述作业总平台的中心设置，用于检测倾斜角度并输出第一采样电压，所述第一触发电路配置有第一基准电压，当所述第一采样电压大于所述第一基准电压时，所述第一触发电路输出第一触发信号，所述第一配重结构受控于第一触发信号工作；

所述第二检测装置包括第二一维倾斜传感器以及第二配重结构，所述第二一维倾斜传感器和第二配重结构之间通过第二触发电路连接，所述第二一维倾斜传感器的检测方向背离所述作业总平台的中心设置，用于检测倾斜角度并输出第二采样电压，所述第二触发电路配置有第二基准电压，当所述第二采样电压大于所述第二基准电压时，所述第二触发电路输出第二触发信号，所述第二配重结构受控于第二触发信号工作；

所述第三检测装置包括第三一维倾斜传感器以及第三配重结构，所述第三一维倾斜传感器和第三配重结构之间通过第三触发电路连接，所述第三一维倾斜传感器的检测方向背离所述作业总平台的中心设置，用于检测倾斜角度并输出第三采样电压，所述第三触发电路配置有第三基准电压，当所述第三采样电压大于所述第三基准电压时，所述第三触发电路输出第三触发信号，所述第三配重结构受控于第三触发信号工作；

所述第四检测装置包括第四一维倾斜传感器以及第四配重结构，所述第四一维倾斜传感器和第四配重结构之间通过第四触发电路连接，所述第四一维倾斜传感器的检测方向背离所述作业总平台的中心设置，用于检测倾斜角度并输出第四采样电压，所述第四触发电路配置有第四基准电压，当所述第四采样电压大于所述第四基准电压时，所述第四触发电路输出第四触发信号，所述第四配重结构受控于第四触发信号工作；

所述配重结构包括

延伸平台，固定于所述作业总平台并与所述作业总平台平行设置；

延伸轨道，设置于所述延伸平台上；

配重物，连接于所述延伸轨道上并可在所述延伸轨道上移动；

驱动结构，包括驱动杆、驱动座以及驱动电机，所述驱动电机和所述驱动杆均连接于所述驱动座上，所述驱动电机用于带动所述驱动杆转动，所述驱动座上设置有丝杠结构用于配合所述驱动杆，当所述驱动杆转动时，所述丝杠结构带动所述驱动杆沿所述延伸轨道方向运动，所述驱动座固定于所述延伸平台上，所述驱动杆与所述配重物固定连接，所述配重结构工作时，所述驱动结构带动所述配重物向背离所述作业总平台方向移动。

2.如权利要求1所述的一种具有自平衡结构的石油钻井平台，其特征在于：所述作业总平台中心位置设置有水平仪，所述水平仪与所述作业总平台平行设置。

3.如权利要求1所述的一种具有自平衡结构的石油钻井平台，其特征在于：所述驱动电机设置为步进电机。

4.如权利要求1所述的一种具有自平衡结构的石油钻井平台，其特征在于：所述驱动电机的转轴固定有主动齿轮，所述驱动杆上固定有从动齿轮，所述主动齿轮的半径小于所述从动齿轮的半径，所述主动齿轮啮合所述从动齿轮并带动所述从动齿轮转动。

5.如权利要求1所述的一种具有自平衡结构的石油钻井平台，其特征在于：还包括风速传感器，所述风速传感器耦接有风速触发电路，所述风速触发电路配置有风速基准电压，所述风速传感器用于检测风速并输出风速采样电压，所述风速触发电路比较所述风速采样电压和所述风速基准电压，当所述风速采样电压高度所述风速基准电压时，输出风速触发信号，所述第一配重结构或第二配重结构或第三配重结构或第四配重结构接收所述风速触发信号工作。