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海上钻井支持平台随动对中气动软连接器

阅读:877发布:2021-01-16

专利汇可以提供海上钻井支持平台随动对中气动软连接器专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型海上钻井支持平台随动对中 气动 软连接器提供了一种随动对中气动软连接器,应用于海上钻井支持平台与其他平台间的连接。该软连接器的储气罐同 气缸 和 活塞 筒三位一体,结构紧凑;储气罐存储的气体实时补充气缸所需气量的差额,活塞筒通过气缸上下腔室气体的压缩或膨胀以及内外 弹簧 伸缩的作用 力 ,共同平衡平台振荡 载荷 ,自动调整径向位移量;对中器实现随动对中,使气缸和活塞筒保持同轴心,且调偏器完成 角 度调偏,保证调偏器上端面保持 水 平;上导向器结合下导向器实现径向导向作用,使气缸与活塞筒的轴线相重合,同时二者通过密封体的组合式填料密封结构进行密封;自动补气器保证自动补气或关气,压力安全 阀 实现气压紧急释放,整套装置易于拆装、操作和维护。,下面是海上钻井支持平台随动对中气动软连接器专利的具体信息内容。

1.一种海上钻井支持平台随动对中气动软连接器,其特征在于:
一调偏器;所述调偏器完成气缸活塞筒的度调偏,上支座与下支座采用相同结构且呈十字形交叉布置,其支架均采用U形结构;十字轴外形呈“十”字形,各端的轴颈依次与上支座和下支座轴承孔内的推圆柱滚子轴承配合;
一气缸;所述气缸内的气体通过压缩或膨胀来平衡振荡载荷,上部采用椭圆形单封头,单封头外缘处安装有压力安全,缸体壁的上部和下部分别加工有等间距分层布置的密封性螺纹孔,缸体的内表面需要进行研磨处理,其下部的法兰盘通过双头螺柱与密封体联接;
一储气罐;所述气缸外均匀布置双数个储气罐,通过安装调节阀,实现储气罐同气缸合为一体,奇数储气罐的上部调节阀关闭而下部调节阀开启,以保证其与气缸下腔室联通,而偶数储气罐的上部调节阀开启而下部调节阀关闭,以保证其与气缸上腔室联通;
一上导向器;所述上导向器与活塞筒始终保持点接触,调整端盖内环面下部采用圆锥面,以调节导向球的径向距离;上导向体内环面中部设有凹环,用于定位均匀排列的圆球形导向球,而下部采用圆锥面,其内放置与密封体相同的填料,上导向体内钻有类“L”形流道;
一密封体;所述密封体采用组合式填料密封结构,上导向器内的填料、密封压盖内的填料体和密封筒内的矩形密封圈一起实现气缸与活塞筒间的静密封,上导向器、密封体和下导向器与活塞筒间的环形空腔内始终充满润滑油,以实现气缸与活塞筒间的润滑和动密封;密封压盖采用组化设计,每个密封压盖内钻有与上导向器相同的流道;
一下导向器;所述下导向器与活塞筒始终保持线接触,并结合上导向器使活塞筒的轴线始终与气缸轴线相重合,下导向体内环面上下端部的结合处设有沿圆周方向均匀布置的圆锥孔形凸台,导向滚柱的上锥面嵌入该凸台内而实现定位;
一活塞筒;所述活塞筒自动调整径向位移量,活塞将气缸分隔成上下两个腔室,上腔室内的气压小于下腔室内的气压;活塞采用环壁中空的全环体结构,其外环面与缸体的内表面配合构成移动副;内外弹簧由内而外布置于气缸与活塞筒之间,且内外弹簧的旋向相反;
活塞衬嵌入活塞宽槽内且其外环面直径略大于活塞外径;外筒体和内筒体均采用柱形圆筒,实现储气罐同气缸和活塞筒合为一体,两筒体所构成的环形空间用作气缸下腔室供气的通道;
一对中器;所述对中器实现软连接器的随动对中,对中球体采用柱体与球体相结合的构造,下部球体表面研磨处理并加工有分层排列的全环液槽;对中压盖和对中本体上部的球面均需进行精细加工,同时其球面处于同一球心,且均与对中球体间隙配合构成转动副;
一自动补气器;所述自动补气器通过球阀和减压阀接于活塞筒内筒体底部,经电磁阀自动控制管路上的排气阀,实现自动补气或关气,保证气缸上腔室内的气压始终低于下腔室。
2.根据权利要求1所述的海上钻井支持平台随动对中气动软连接器,其特征在于:所述调偏器的上支座通过螺栓实现调偏器与海上钻井支持平台联接物的连接,而下支座的底座通过焊接与气缸进行固定。
3.根据权利要求1或2所述的海上钻井支持平台随动对中气动软连接器,其特征在于:
所述上支座和下支座的支架的两侧加工有对称布置的轴承孔,轴承孔外粗内细,其中细孔内嵌与之间隙配合的套筒,粗孔内依次布置双列推力圆柱滚子轴承和垫圈,实现十字轴转动功能的同时平衡十字轴的轴向受力;
所述轴承盖的凸台外径小于推力圆柱滚子轴承内圈的外径;
所述注油槽筒体的端壁上设计有沿圆周方向均匀布置的注油孔。
4.根据权利要求1所述的海上钻井支持平台随动对中气动软连接器,其特征在于:所述气缸缸体壁的每层管螺纹孔沿圆周方向均匀排列;
所述压力安全阀在气缸内气压超过限值的危险工况时,自动放气而释放压力;
所述储气罐的结构和尺寸均相同,罐体壁上加工有与气缸壁同位置同管径的螺纹孔,通过调节阀可以控制储气罐的进排气量。
5.根据权利要求1所述的海上钻井支持平台随动对中气动软连接器,其特征在于:所述上导向器的调整端盖外环面上部的直径小于气缸缸体的内径,其内环面上部与活塞筒外壁构成全环矩形凹槽,用于放置内弹簧并实现内弹簧下端的定位;
所述上导向体外环面上部与气缸缸体壁面构成全环矩形凹槽,用于放置外弹簧并实现外弹簧下端的定位,而外环面中部直径等于气缸缸体的内径,并与气缸间采用间隙配合;
所述上导向体内主流道垂向布置且管径较大,而辅流道与平面呈一定角度倾斜布置,润滑油经由辅流道出口喷入上导向体与活塞筒间的环形空腔内。
6.根据权利要求1所述的海上钻井支持平台随动对中气动软连接器,其特征在于:所述密封体的密封筒内环面下部加工有全环凹槽,下导向器与密封筒通过螺纹联接后压缩凹槽内的矩形密封圈,矩形密封圈产生径向补偿力而辅助填料体进行密封;
所述密封压盖的外径等于密封筒的内环面直径且二者采用间隙配合,密封压盖内环面的下部采用与上导向器相同的圆锥面,其内放置填料体;
所述密封压盖内主流道的轴线与上导向器和密封筒的主流道轴线相重合,而辅流道与上导向器和密封筒的辅流道相平行。
7.根据权利要求1所述的海上钻井支持平台随动对中气动软连接器,其特征在于:所述下导向器的导向滚柱采用两端为圆锥面的柱形结构,沿下导向体内环面均匀垂向排列。
8.根据权利要求1所述的海上钻井支持平台随动对中气动软连接器,其特征在于:所述活塞筒的活塞外环面上加工有等间距分层排列的矩形凹槽,凹槽分为宽槽和窄槽,且宽槽和窄槽交错布置,宽槽内嵌活塞衬而窄槽内充满润滑油;
所述活塞环壁外环面下部与气缸缸体壁面构成全环矩形凹槽,用于放置外弹簧并实现外弹簧上端的定位;内环面下部与外筒体的外壁构成全环矩形凹槽,用于放置内弹簧并实现内弹簧上端的定位;
所述活塞衬的材质选用耐蚀高镍,采用截面为矩形的全环形结构。
9.根据权利要求1或8所述的海上钻井支持平台随动对中气动软连接器,其特征在于:
所述活塞筒的外筒体上下两端封闭,定位螺母下部嵌入活塞内环面而其上端面与外筒体的上端平齐;外筒体的外壁上加工有分层排列的锥形孔眼,上层孔眼在垂向上低于活塞的底端面,而下层孔眼与储气罐调节阀所在圆面平齐,且孔眼外粗内细;
所述活塞筒的内筒体上端开槽而下端封闭,且其上端面与外筒体平齐,内筒体下端采用倒圆锥面与外筒体下壁进行定位,而上端与外筒体孔眼间采用过盈配合实现内筒体的固定;
所述内筒体的内环面采用倒圆锥面和圆柱面相结合的上粗下细构造;
所述活塞筒的内筒体中央的流道作为气缸上腔室供气的通道。
10.根据权利要求1所述的海上钻井支持平台随动对中气动软连接器,其特征在于:所述对中器的对中球体上部柱体外径小于外筒体外径并通过焊接实现对中器与活塞筒间的联接,下部球体表面的各液槽内充满滑油,且球体内部钻有锥形圆孔;
所述对中压盖顶部钻有倒圆锥面,锥面小端圆面直径大于对中球体上部柱体的外径;
所述对中本体通过法兰实现软连接器与浮式等深水平台甲板间的固定。

说明书全文

海上钻井支持平台随动对中气动软连接器

技术领域

[0001] 本实用新型适用于海上深油气田和边际油田平台间的连接器,特别涉及一种海上钻井支持平台与其他平台之间连接时可以随动对中的气动软连接器。

背景技术

[0002] 随着海上深水油气田和边际油田开发战略的不断推进,深水油气开发的平台建造将会更具规模,深水浮式平台对上部组的重量十分敏感,为减少平台甲板的占用面积并减轻上部组块重量,深水平台往往会考虑在其上部组块上只布置修井作业时用的井架等必要钻采装置,而钻井或打调整井作业用的支持模块和配套设施,以及相关操作人员和所需配备的生活楼则安排于专的海上钻井支持平台。
[0003] 海上钻井支持平台与浮式等深水平台间连接时需要配置专门的连接器。目前,国外由于技术保密等原因,迄今尚未见到有关连接器设计原理和结构细节方面的文献报道;国内在可移动式钻井平台与导管架固定平台间连接时往往采用焊接栈桥等联接物的固定方式,而海上钻井支持平台与浮式等深水平台间连接的方式至今尚未进行研究也没有相关的工程化应用成果,与此同时深水平台在钻井或打调整井作业期间会不断发生振荡和漂移,使得现有的固定栈桥等联接物的平台连接方式不再适用。
[0004] 为此,有必要依据浮式等深水平台作业期间振荡和漂移等实际工况,通过采用新技术、新方法及加工工艺,研发新型随动对中气动软连接器,以实现海上钻井支持平台与其他深水平台间的连接,同时达到减少深水平台的甲板面积和减轻平台上部组块重量的目的。发明内容
[0005] 为了克服现有可移动式钻井平台与导管架固定平台间连接器技术存在的缺陷和不足,并改善国内海上钻井支持平台与其他平台间连接方式尚处于起步阶段的研究现状,本实用新型的目的是提供一种适合海上钻井支持平台与其他浮式等深水平台之间连接时用的随动对中气动软连接器。该软连接器依据气动机构和随动对中机构的特殊构造,具备结构紧凑,储气罐同气缸活塞筒三位一体,平衡平台振荡载荷,自动调整径向位移,气缸与活塞筒径向导向,随动对中和度调偏,自动快速放气等特点。
[0006] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是开发一种海上钻井支持平台随动对中气动软连接器,主要由调偏器、气缸、储气罐、活塞筒、上导向器、密封体、下导向器、对中器和自动补气器等几部分组成。随动对中气动软连接器通过调偏器固定于海上钻井支持平台的栈桥等联接物,需要进行作业时,通过对中器与浮式等深水平台的甲板进行连接;在深水平台进行向上或向下的垂向振荡时,气缸和储气罐内具有一定压的气体压缩或膨胀并结合弹簧伸缩而共同作用于活塞筒,以平衡掉振荡载荷,自动调整径向位移量;而在深水平台发生水平漂移或偏斜时,对中器依据球形机构进行随动对中,保证气缸和活塞筒始终同轴心,同时调偏器也随之进行相应角度的调偏,保证调偏器上端面和对中器下端面始终保持水平。
[0007] 调偏器用来完成气缸和活塞筒的角度调偏,并保证调偏器的上端面始终保持水平,它包括上支座、轴承盖、推力圆柱滚子轴承垫圈、套筒、十字轴、注油槽、螺塞和下支座,其主要材质选用不锈316L。上支座与下支座采用相同结构且呈十字形交叉布置,其中上支座的底座中央加工有凹槽,而四周布置有螺孔,并通过螺栓实现调偏器与海上钻井支持平台联接物的连接;而下支座的底座通过焊接与气缸进行固定。上支座和下支座的支架均采用U形结构,支架的两侧加工有对称布置的轴承孔,轴承孔外粗内细,其中细孔内嵌与之间隙配合的套筒,粗孔内依次布置双列推力圆柱滚子轴承和垫圈,实现十字轴转动功能的同时平衡十字轴的轴向受力;粗孔外的凸台上加工有螺钉孔,并通过螺钉与轴承盖进行联接,轴承盖中央设有柱形凸台,凸台外径小于推力圆柱滚子轴承内圈的外径,以实现推力圆柱滚子轴承内圈定位。十字轴用来实现调偏器各个角度的调偏,其材质采用35CrMo,外形呈“十”字形,十字轴各端的轴颈依次与上支座和下支座轴承孔内的推力圆柱滚子轴承配合。上支座和下支座的轴承孔壁上均加工有螺纹孔,与注油槽的外螺纹进行联接,及时补充推力圆柱滚子轴承的润滑油,注油槽采用柱形筒体结构,筒体的内外环面上均加工有密封性管螺纹,且筒体的端壁上设计有沿圆周方向均匀布置的注油孔。注油槽内螺纹孔与螺塞联接,实现润滑油的密封。
[0008] 气缸内的气体具有一定压力并通过压缩或膨胀来平衡振荡载荷,气缸的材质选用不锈钢316L且内硬铬,采用立式容器的构造,分为单封头和缸体两部分。气缸上部采用椭圆形单封头,单封头上部通过焊接的钢管与调偏器进行固定,单封头外缘处安装有压力安全,压力安全阀在气缸内气压超过限值的危险工况时,通过机械作用自动放气而释放压力。单封头通过圆周焊与缸体进行连接,缸体壁的上部和下部分别加工有等间距分层布置的密封性管螺纹孔,每层管螺纹孔沿圆周方向均匀排列;缸体的内表面需要进行研磨处理,其下部的法兰盘通过双头螺柱与密封体联接,且两法兰盘间通过丁腈橡胶垫进行密封。
[0009] 储气罐用来存储与气缸等压力的气体,实时补充气缸上下腔室内所需的气体或者吸储气缸内多余的气体,其材质选用压力容器材料Q345R,罐腔通体内衬不锈钢316L。为适应气缸气量调整的需要并保证气缸所受载荷的均布性,气缸外均匀布置双数个储气罐,每个储气罐的结构和尺寸均相同。每个储气罐包括上下双封头和罐体三部分,上封头和下封头均采用椭圆形结构,并通过圆周焊与罐体进行固定;罐体壁上加工有与气缸壁同位置同管径的螺纹孔,通过安装调节阀,实现储气罐同气缸合为一体,且通过调节阀可以控制储气罐的进排气量;同时,奇数储气罐的上部调节阀关闭而下部调节阀开启,以保证其与气缸下腔室联通,而偶数储气罐的上部调节阀开启而下部调节阀关闭,以保证其与气缸上腔室联通;下封头的底部设计有泄放阀,用于排放储气罐内沉积的杂物。
[0010] 上导向器与活塞筒始终保持点接触来实现径向导向作用,它包括调整端盖、导向球和上导向体,其主要材质选用不锈钢316L。调整端盖外环面上部的直径小于气缸缸体的内径,而外环面的下部加工有外螺纹;其内环面上部与活塞筒外壁构成全环矩形凹槽,用于放置内弹簧并实现内弹簧下端的定位,而内环面下部则采用圆锥面,以调节导向球的径向距离,保证导向球与活塞筒的外环面始终保持点接触。上导向体采用阶梯回转体结构,其外环面上部与气缸缸体壁面构成全环矩形凹槽,用于放置外弹簧并实现外弹簧下端的定位,而外环面中部直径等于气缸缸体的内径,并与气缸间采用间隙配合,外环面下部通过外螺纹实现上导向器在密封体上部的定位。上导向体内环面上部通过内螺纹与调整端盖进行联接,内环面中部设有凹环,用于定位均匀排列的圆球形导向球,导向球的材质选用轴承钢,而内环面的下部采用圆锥面,其内放置与密封体相同的填料。上导向体内钻有类“L”形流道,其中主流道垂向布置且管径较大,而辅流道与水平面呈一定角度倾斜布置,润滑油经由辅流道出口喷入上导向体与活塞筒间的环形空腔内。
[0011] 密封体采用组合式填料密封结构实现气缸与活塞筒间的密封,它包括密封压盖、填料体、密封筒、密封螺钉和矩形密封圈,其主要材质选用不锈钢316L。密封筒上部设有法兰盘并通过双头螺栓将密封体固定于气缸的下部,其下部设计有沿圆周方向均匀排列的凸台,凸台内钻有交叉布置的流道,流道入口通过螺纹与密封螺钉联接,实现流道内滑油的密封。密封筒内环面下部加工有全环凹槽,下导向器与密封筒通过螺纹联接后压缩凹槽内的矩形密封圈,矩形密封圈产生径向补偿力而辅助填料体进行密封。密封压盖采用组块化设计,每个密封压盖采用柱形筒体结构,其外径等于密封筒的内环面直径且二者采用间隙配合,密封压盖内环面的下部采用与上导向器相同的圆锥面,其内放置填料体,由此上导向器内的填料、密封压盖内的填料体和密封筒内的矩形密封圈一起实现气缸与活塞筒间的静密封;每个密封压盖内钻有与上导向器相同的流道,其主流道的轴线与上导向器和密封筒的主流道轴线相重合,而辅流道与上导向器和密封筒的辅流道相平行,保证上导向器、密封体和下导向器与活塞筒间的环形空腔内始终充满润滑油,以实现气缸与活塞筒间的润滑和动密封。
[0012] 下导向器与活塞筒始终保持线接触来实现径向导向作用,并结合上导向器使活塞筒的轴线始终与气缸轴线相重合,最大程度减小活塞筒与气缸间的摩擦。下导向器包括下端盖、导向滚柱和下导向体,其主要材质选用不锈钢316L。下端盖的四周均匀布置有螺栓孔,并通过紧定螺栓与下导向体进行联接。下导向体采用筒体结构,其内环面上下端部的结合处设有沿圆周方向均匀布置的圆锥孔形凸台,导向滚柱的上锥面嵌入该凸台内而实现定位。导向滚柱的材质选用轴承钢,并采用两端为圆锥面的柱形结构,沿下导向体内环面均匀垂向排列,由此导向滚柱与活塞筒的外环面始终保持线接触。
[0013] 活塞筒通过气缸上下腔室气体的压缩或膨胀以及内外弹簧伸缩所施加的作用力,自动调整径向位移量,它由定位螺母、活塞、活塞衬、外筒体和内筒体组成。活塞和内外筒体的材质选用热强度和耐磨性较高而线膨胀系数较低的,活塞表面涂保护层,同时活塞将气缸分隔成上下两个腔室,上腔室内的气压小于下腔室内的气压,其差值用于保持内外弹簧初始处于自由状态。活塞采用环壁中空的全环体结构,其外环面进行精细加工,并与缸体的内表面配合构成移动副,同时外环面上加工有等间距分层排列的矩形凹槽,凹槽分为宽槽和窄槽,且宽槽和窄槽交错布置,宽槽内嵌活塞衬而窄槽内充满润滑油,以减小气缸与活塞间的摩擦。活塞环壁外环面下部与气缸缸体壁面构成全环矩形凹槽,用于放置外弹簧并实现外弹簧上端的定位;而内环面设有环形卡箍,卡箍上的内螺纹实现活塞与外筒体间的联接,内环面下部与外筒体的外壁构成全环矩形凹槽,用于放置内弹簧并实现内弹簧上端的定位,由此内外弹簧由内而外布置于气缸与活塞筒之间,且内外弹簧的旋向相反,以平衡相互间的径向作用力。活塞衬用来进一步减轻活塞与气缸间的摩擦,其材质选用耐蚀高镍铸铁,采用截面为矩形的全环形结构,活塞衬嵌入活塞宽槽内并且其外环面直径略大于活塞外径。外筒体和内筒体均采用柱形圆筒,实现储气罐同气缸和活塞筒合为一体,两筒体所构成的环形空间用作气缸下腔室供气的通道,而内筒体中央的流道作为气缸上腔室供气的通道。外筒体上下两端封闭,其外壁进行精细加工,且上部通过外螺纹与定位螺母联接,定位螺母下部嵌入活塞内环面而其上端面与外筒体的上端平齐,实现活塞在外筒体上的紧。外筒体上壁加工有圆形孔眼,下壁设有倒圆锥形盲孔,而外壁上加工有分层排列的锥形孔眼,每层孔眼沿圆周方向均匀布置,上层孔眼在垂向上低于活塞的底端面,而下层孔眼与储气罐调节阀所在圆面平齐;且孔眼外粗内细,对由气缸下腔室进入内外筒体环形空间内的气体具有一定的压缩增压作用。内筒体上端开槽而下端封闭,且其上端面与外筒体平齐,内筒体下端采用倒圆锥面与外筒体下壁进行定位,而上端与外筒体孔眼间采用过盈配合实现内筒体的固定。内筒体的内环面采用倒圆锥面和圆柱面相结合的上粗下细构造,以方便自动补气器中的气体通过活塞筒顺利进入气缸上腔室,同时对由气缸上腔室进入活塞筒内的气体具有一定的压缩增压作用。
[0014] 对中器实现软连接器的随动对中,使气缸和活塞筒始终保持同轴心,避免活塞筒发生偏心磨损,它包括对中球体、对中压盖和对中本体。对中球体的材质选用与活塞相同的铸铁,采用柱体与球体相结合的构造,上部柱体外径小于外筒体外径并通过焊接实现对中器与活塞筒间的联接,下部球体表面研磨处理并加工有分层排列的全环液槽,各液槽内充满滑油,且球体内部钻有锥形圆孔,以避免对中球体内应力集中。对中压盖和对中本体的材质选用不锈钢316L,其上部的球面均需进行精细加工。对中压盖顶部钻有倒圆锥面,锥面小端圆面直径大于对中球体上部柱体的外径,以保证软连接器的调偏角度,而且其下部通过内螺纹与对中本体进行联接。对中本体通过法兰实现软连接器与浮式等深水平台甲板间的固定,同时对中压盖和对中本体上部的球面处于同一球心,且均与对中球体间隙配合构成转动副,以保证对中球体在对中压盖和对中本体内的自由度,而其下部钻有与球面相联通的圆锥面,便于随时补充润滑油。
[0015] 自动补气器包括球阀、减压阀、电磁阀、安全阀、排气阀和管件,其气源直接采用深水平台公用系统的仪表气,通过球阀接于活塞筒外筒体底部,并通过球阀和减压阀接于活塞筒内筒体底部,同时经电磁阀自动控制管路上的排气阀,实现自动补气或关气,以维持气缸和储气罐内的供气量,并保证气缸上腔室内的气压始终低于下腔室。
[0016] 本实用新型所能达到的技术效果是,该软连接器的储气罐同气缸和活塞筒三位一体,具备结构紧凑的特点;活塞筒通过气缸上下腔室气体的压缩或膨胀以及内外弹簧伸缩所施加的作用力,共同平衡平台振荡载荷,从而自动调整径向位移量;储气罐用来存储与气缸等压力的气体,实时补充气缸上下腔室内所需的气体或者吸储气缸内多余的气体;对中器实现软连接器的随动对中,使气缸和活塞筒始终保持同轴心,同时调偏器完成气缸和活塞筒的角度调偏,保证调偏器上端面始终保持水平,避免活塞筒发生偏心磨损;上导向器结合下导向器共同实现径向导向作用,使活塞筒的轴线始终与气缸轴线相重合;密封体采用组合式填料密封结构实现气缸与活塞筒间的密封;自动补气器通过电磁阀自动控制管路上的排气阀自动补气或关气,压力安全阀实现超压危险工况时气压的紧急释放,整套装置易于拆装、操作和维护。附图说明
[0017] 图1是根据本实用新型所提出的海上钻井支持平台随动对中气动软连接器的典型结构简图。
[0018] 图2是海上钻井支持平台随动对中气动软连接器中调偏器的结构简图。
[0019] 图3是海上钻井支持平台随动对中气动软连接器中气缸和储气罐的结构简图。
[0020] 图4是海上钻井支持平台随动对中气动软连接器中导向器和密封体的俯视图。
[0021] 图5是海上钻井支持平台随动对中气动软连接器中活塞筒和对中器的结构简图。
[0022] 图6是海上钻井支持平台随动对中气动软连接器的作业流程简图。
[0023] 图中1-调偏器,2-气缸,3-储气罐,4-活塞筒,5-上导向器,6-密封体,7-下导向器,8-对中器,9-自动补气器,10-上支座,11-轴承盖,12-推力圆柱滚子轴承,13-垫圈,14-套筒,15-十字轴,16-注油槽,17-螺塞,18-下支座,19-压力安全阀,20-单封头,21-缸体,22-上封头,23-罐体,24-调节阀,25-下封头,26-泄放阀,27-调整端盖,28-导向球,29-上导向体,30-密封压盖,31-密封筒,32-填料体,
33-密封螺钉,34-矩形密封圈,35-下导向体,36-导向滚柱,37-下端盖,38-定位螺母,39-活塞,40-活塞衬,41-外弹簧,42-内弹簧,43-外筒体,44-内筒体,45-对中球体,46-对中压盖,47-对中本体。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图对本实用新型作进一步的说明,但本实用新型并不局限于以下实施例
[0025] 在图1中,海上钻井支持平台随动对中气动软连接器由调偏器1、气缸2、储气罐3、活塞筒4、上导向器5、密封体6、下导向器7、对中器8和自动补气器9组成。该软连接器的装配程序为,首先将活塞筒4的内筒体插入外筒体内,并焊接于对中器8,依次将下导向器7、密封体6和上导向器5套入活塞筒4的外筒体的外壁,并通过螺纹联接实现三者间的固定;然后将各储气罐3与气缸2联接好,再将调偏器1焊接于气缸2;接着把内外弹簧放入气缸2下腔室并将活塞接于外筒体的顶部,再通过双头螺栓将调偏器1、气缸2和储气罐3与密封体6进行联接;最后将自动补气器9接于活塞筒4外筒体和内筒体的底部。
[0026] 在图1中,组装好的随动对中气动软连接器通过紧固螺栓与海上钻井支持平台栈桥等联接物进行联接。在需要进行钻井或打调整井作业时,该软连接器随海上钻井支持平台联接物吊放定位于浮式等深水平台,并通过紧固螺栓与深水平台甲板间进行固定,由此随动对中气动软连接器实现海上钻井支持平台和其他深水平台间的联接。
[0027] 在图1中,随动对中气动软连接器进行调试时,首先,对整个软连接器进行气密性试验;然后,检查活塞筒4的活塞在气缸2内是否移动灵活无阻滞;接着,检查装置中管线系统接头是否有泄露,是否畅通,以及各管线阀门的开关是否正确;最后,接通自动补气器9的仪表气源,检查气源是否清洁、干燥。
[0028] 在图1中,随动对中气动软连接器进行吹扫时,打开气缸2上的调节阀、储气罐3上的泄放阀和自动补气器9上的球阀和减压阀,然后打开自动补气器9的排气阀并通过管路依次向活塞筒4、气缸2和储气罐3内注入仪表气,最后关闭自动补气器9的排气阀和储气罐3上的泄放阀。
[0029] 在图1中,随动对中气动软连接器进行补气时,自动补气器9的电磁阀自动控制管路上的排气阀,并通过球阀实现气缸2下腔室的自动补气,通过球阀和减压阀实现气缸2上腔室的自动补气,在气缸2的气压恢复后补气完成,由电磁阀控制排气阀自动关气。
[0030] 在图2中,调偏器1通过上支座10与海上钻井支持平台栈桥等联接物进行联接。调偏器1进行安装时,首先,将十字轴15插入上支座10和下支座18的支架内,然后,装入推力圆柱滚子轴承12并通过套筒14和垫圈13进行定位,最后,盖好轴承盖11。调偏器1进行调偏时,十字轴15通过上支座10和下支座18内的推力圆柱滚子轴承12进行转动,实现平台振荡或漂移时气缸2和活塞筒4任意角度的调偏,并保持调偏器1上端面处于水平状态。调偏器1需要注油时,拧开螺塞17,注油枪通过注油槽16向上支座10和下支座18内注入润滑油。
[0031] 在图3中,气缸2与调偏器1通过单封头20焊接在一起;在出现超压危险工况时,通过单封头20外缘的压力安全阀19紧急释放气压;气缸2上腔室通过缸体21上部分层布置的调节阀24与偶数储气罐3联通,而气缸2下腔室通过缸体21下部分层布置的调节阀24与奇数储气罐3联通。储气罐3的气体存储于上封头22、罐体23和下封头25构成的空腔内,储气罐3内的杂物通过下封头25底部的泄放阀26进行排放。
[0032] 在图3中,储气罐3通过调整调节阀24开启与关闭的个数来控制处于储气状态的储气罐3数量;所有奇数和偶数储气罐3的数量相同,同时保证处于储气状态的奇数和偶数储气罐3的总数量相同并且位置均布,以保证气缸2内气压的均布性;另外,通过调整储气罐3的数量和调节阀24的开度来控制气缸2所需补充的差额气量。
[0033] 在图4中,上导向器5结合下导向器7一起完成活塞筒4在气缸2内的导向作用,以保证气缸2的轴线与活塞筒4的轴线在工作中始终处于重合状态。上导向器5进行安装时,首先将导向球28放入上导向体29内环面的凹环内,然后再盖好调整端盖27并调节导向球28的径向距离,最终导向球28与活塞筒4之间保持点接触。下导向器7进行安装时,首先将导向滚柱36嵌入下导向体35内环面的凸台内,然后再盖好下端盖37以定位好导向滚柱36,最终导向滚柱36与活塞筒4之间保持线接触。
[0034] 在图4中,上导向体29内的填料、密封压盖30内的填料体32和密封筒31底部的矩形密封圈34共同组成的静密封,结合上导向器5、密封压盖30和下导向器7与活塞筒4间的动密封,共同保证气缸2与活塞筒4之间的密封性。需要注油时,拧开密封螺钉33,注油枪通过密封筒31、密封压盖30和上导向器5的主流道和辅流道注入润滑油。
[0035] 在图5中,气缸2上下腔室内气体受压或膨胀以及外弹簧41和内弹簧42伸缩的作用力一起施加于活塞39、外筒体43和内筒体44的端面,然后通过活塞39与气缸2构成的移动副实现活塞筒4的实时径向移动,最终完成软连接器自动调整径向位移量。活塞39宽槽内嵌活塞衬40结合窄槽内充润滑油,可以有效减小活塞39与缸体21之间的摩擦。内筒体44、外筒体43和缸体21由里而外依次布置,其中内筒体44的流道为气缸2的上腔室进行供气,而内筒体44和外筒体43所构成的环形空间为气缸2的下腔室进行供气,外筒体43和缸体21的环形空间构成气缸2的下腔室,下腔室中由内而外依次放置内弹簧42和外弹簧41。
[0036] 在图5中,对中球体45的球体表面与对中压盖46和对中本体47的球面之间采用间隙配合,保证对中球体45可以自由转动,由此实现平台振荡或漂移时软连接器的随动对中,使气缸2和活塞筒4之间始终保持同轴心。
[0037] 在图6中,海上钻井支持平台的栈桥等联接物通过随动对中气动软连接器与其他浮式等深水平台完成联接,活塞筒4的活塞39在气缸2上下腔体气体的共同作用下,于缸体21内处于平衡状态,同时外弹簧41和内弹簧42一起处于自由伸长状态。在深水平台进行垂向振荡的情况下,该平衡状态被打破,当深水平台向上振荡时,活塞筒4随之沿气缸2向上移动,压缩气缸2上腔室、偶数储气罐3和内筒体44内的气体,而气缸2下腔室内气体发生相对膨胀,同时外弹簧41和内弹簧42一起被拉伸,活塞筒4移动中受到方向朝下的总作用力越来越大,最终完全平衡掉深水平台所施加的振荡载荷,迫使活塞筒4的活塞39向下移动,重新回归到气缸2缸体21的平衡状态处;当深水平台向下振荡时,活塞筒4随之沿气缸2向下移动,压缩气缸2下腔室、奇数储气罐3以及内筒体44和外筒体43环形空间内的气体,而气缸2上腔室内气体相对膨胀,同时外弹簧41和内弹簧42一起被压缩,活塞筒4移动中受到方向朝上的总作用力逐渐增大,最终完全平衡掉深水平台所施加的振荡载荷,迫使活塞筒4的活塞39向上移动,并重新归于气缸2缸体21的平衡状态,由此该软连接器完成自动调整径向位移量。
[0038] 在图6中,浮式等深水平台发生水平漂移或偏斜时,对中球体45在对中压盖46和对中本体47内随偏斜方向转动相应的角度θ,气缸2、储气罐3和活塞筒4一起也随对中器8进行随动对中,该过程中气缸2和活塞筒4始终保持同轴心,避免发生偏斜磨损;同时调偏器1的十字轴15通过上支座10和下支座18的推力圆柱滚子轴承12随气缸2转动相同的角度θ,由此保持调偏器1上端面和对中器8下端面始终保持水平,实现气缸2和活塞筒4任意角度的调偏。
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