CN209099986U - 一种节能减震天车升沉补偿系统 - Google Patents

Abstract

一种节能减震天车升沉补偿系统用于海洋钻井船浮式钻井系统，当钻井船上下升沉时，保证钻井钻压稳定，具有节能减震功能。一种节能减震天车升沉补偿系统，其包括天车顶架、减震弹簧组、天车导轨、滚轮装置、天车底座、两侧液缸、液缸支架、摇臂机构、摇臂机构支架、死绳、快绳、游动绳；天车通过滚轮装置安装于天车导轨上，两侧液缸与天车相连并推拉天车在导轨上下运动，实现钻柱的补偿；减震弹簧组与天车相连，弹簧拉力支撑部分天车重量，实现液缸的节能，弹簧组随天车上下运动弹性变形的拉力不断变化，对天车起到缓冲减震的作用。

Description

一种节能减震天车升沉补偿系统

技术领域

本实用新型涉及石油、天然气、海底矿产勘探钻井工程技术领域，主要是用于海洋钻井船浮式钻井系统的天车升沉补偿系统。

背景技术

目前在浮动钻井船上使用的钻柱升沉补偿系统主要有绞车型主动补偿系统、死绳恒张力升沉补偿装置、游车补偿系统和天车升沉补偿系统。绞车型主动补偿系统由于结构和控制系统比较复杂，研究应用比较少。死绳恒张力升沉补偿装置需装设传感信号和传令等电控制系统，结构比较复杂，对钢丝绳的磨损也比较严重，故实际应用比较少。游车补偿系统目前应用比较多，只需要在游动滑车与大钩间装设升沉补偿装置，它不需要特制的井架及天车，但其缺点是液缸密封多，液压油漏失问题严重，管路长，摩擦损伤大等缺点，还有待进一步改进。原有的天车升沉补偿装置，拉动天车滑轮组上下运动的液缸设在天车顶架上，高度高、风载大，液缸维护保养也不方便，需要强度大、结构复杂的天车和井架保持稳定，还有待进一步优化应用。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种用于海洋钻井船浮式钻井作业时，补偿钻柱上下运动，具有节能减震的天车升沉补偿系统，以解决现有天车升沉补偿系统所表露出的问题，减轻结构件的重量，减少钢丝绳的磨损，降低钻机的能耗，提高钻井的经济效益。

具体地说，一种节能减震天车升沉补偿系统，其包括天车顶架、减震弹簧组、天车导轨、天车、滚轮装置、天车底座、两侧液缸、摇臂机构、液缸支架、摇臂机构支架、死绳、快绳、游动绳；天车通过滚轮装置安装于天车导轨上， 两侧液缸与天车相连并推拉天车在导轨上下运动，游动绳绕在天车和游车轮系上，两侧液缸液压管线与液压站相连并在控制系统的控制下实现钻柱的补偿。

减震弹簧组上端与顶架连接，下端与天车连接，通过弹簧组的弹性变形变化来实现天车上下运动的缓冲。

弹簧为大型弹簧，弹簧组选用单件或多件组合。

在天车底座两侧设有摇臂机构支架，摇臂机构一端与支架连接，另一端与天车轴连接，摇臂机构上设有辅助轮系，死绳和快绳通过摇臂机构辅助轮系分别与死绳固定器和绞车相连。

本实用新型一种节能减震天车升沉补偿系统，优点是：一、结构上用油缸推拉天车上下运动，油缸支点设在天车底座两侧下方支架上，操作简单，便于维护。二、天车上端设置弹簧组，弹簧的弹性变形既能支撑天车部分重量，又能起到缓冲减震作用，减少液缸的能耗。三、摇臂机构轮系有效减少了钢丝绳的磨损。四、满足浮动钻井船的钻井作业，结构上做成依靠液缸推拉上下运动来补偿海浪的升沉运动，安全可靠，改善其他补偿系统的不足。

附图说明

图1为一种节能减震天车升沉补偿系统结构图；

图2为一种节能减震天车升沉补偿系统结构图（图1侧视图）；

图3为一种节能减震天车升沉补偿系统结构图低位图（即天车在低位的结构图）；

图4为一种节能减震天车升沉补偿系统结构图中位图（即天车在中间位的结构图）；

图5为一种节能减震天车升沉补偿系统结构图高位图（即天车在高位的结构图）；

图号说明：天车顶架（1）、减震弹簧组（2）、天车导轨（3）、天车（4）、滚轮装置（5）、天车底座（6）、两侧液缸（7）、摇臂机构（8）、液缸支架（9）、摇臂机构支架（10）、死绳（11）、快绳（12）、游动绳（13）。

具体实施方式

如图1-5所示，本节能减震天车升沉补偿系统主要由天车顶架1、天车底座6、天车导轨3、天车4、滚轮装置5、两侧液缸7、摇臂机构8、液缸支架9、摇臂机构支架10、减震弹簧组2、液路控制系统、死绳11、快绳12、游动绳13等组成。天车4通过滚轮装置5安装于天车导轨3上， 两侧液缸7与天车4相连并推拉天车4在天车导轨3上下运动，游动绳13绕在天车4和游车轮系上，死绳11和快绳12通过摇臂机构8分别与死绳固定器和绞车相连，两侧液缸7通过液压管线与液路控制系统相连并在控制系统的控制下实现钻柱的补偿。

在天车顶架1与天车4之间安装减震弹簧组2，弹簧组的弹性变形既能支撑天车部分重量，减少液缸的能耗，天车向下运动时，弹簧组弹性变形不断变大，拉力不断增加，天车向下运动速度减缓，天车向上运动时，弹簧组弹性变形不断变小，拉力不断减少，相当于天车自重不断增加，天车向上运动速度减缓，从而起到缓冲减震作用。

弹簧为大型弹簧；弹簧组选用单件或多件组合。

天车4在两侧液缸7的推拉下沿天车导轨3运动，天车通过两侧液缸7的推拉来完成补偿作用，两侧液缸7的作用力直接加在液缸支架9上，通过天车底座6传递至井架，死绳11、快速12分别与死绳固定器和绞车的相对长度不变，死绳轮、快绳轮通过摇臂机构与天车轴连成一体。

节能减震天车升沉补偿系统工作过程描述：当船体上升时，天车4相对于天车顶架1向下运动，这时通过液缸控制系统控制液缸伸缩杆缩回，当船体下降时，情况正好相反，天车4相对于天车顶架1向上运动，这时通过液缸控制系统控制液缸伸缩杆伸出，液缸的伸出、缩回长度是通过控制系统根据船体升沉量来控制。天车上设有锁紧装置，可以根据需要将天车固定在导轨的合适位置，从而实现安装和起下钻等作业工作。

Claims (3)

1.一种节能减震天车升沉补偿系统，其特征是天车顶架（1）、减震弹簧组（2）、天车导轨（3）、天车（4）、滚轮装置（5）、天车底座（6）、两侧液缸（7）、摇臂机构（8）、液缸支架（9）、摇臂机构支架（10）、死绳（11）、快绳（12）、游动绳（13）；两侧液缸（7）与天车（4）相连并推拉天车（4）在天车导轨（3）上下运动，死绳（11）和快绳（12）通过摇臂机构（8）分别与死绳固定器和绞车相连，天车顶架（1）与天车（4）之间安装减震弹簧组（2）用于节能减震。

2.根据权利要求1所述的一种节能减震天车升沉补偿系统，其特征是：天车底座（6）两侧设有液缸支架（9），天车底座（6）另外两端设有摇臂机构支架（10）。

3.根据权利要求1所述的一种节能减震天车升沉补偿系统，其特征是：弹簧为大型弹簧，弹簧组选用单件或多件组合。