海上钻井支持平台随动对中气动软连接器制造技术

本实用新型专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
海上钻井支持平台随动对中气动软连接器
本技术适用于海上深水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。
技术介绍
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块的重量十分敏感，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门的海上钻井支持平台。 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。 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。
技术实现思路
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，本技术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，储气罐同气缸和活塞筒三位一体，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，随动对中和角度调偏，自动快速放气等特点。 本技术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力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。 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钢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的定位。十字轴用来实现调偏器各个角度的调偏，其材质采用35CrMo，夕卜形呈“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。 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且内镀硬铬，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阀，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。 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。 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，用于定位均勻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。 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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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和活塞筒的角度调偏，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力圆柱滚子轴承配合；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阀，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，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；密封压盖采用组块化设计，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。...

【技术特征摘要】
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和活塞筒的角度调偏，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力圆柱滚子轴承配合； 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阀，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，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；密封压盖采用组块化设计，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；活塞米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苜1J ; 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...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春花，刘新福，周超，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：新型
国别省市：山东;37