自升式钻井平台锁紧机构制造技术

本发明专利技术公开了一种自升式钻井平台锁紧机构，包括桩腿齿条和对称布置在桩腿齿条两侧的两套锁紧机构，所述自升式钻井平台内设有一刚性框架，桩腿齿条竖直贯穿刚性框架，每套锁紧机构包括一个齿块、一个上千斤顶、一个下千斤顶、两个水平千斤顶、一个水平油缸和一个倾斜油缸，上、下千斤顶竖直固定在刚性框架内并分别位于齿块的上、下两侧；两个水平千斤顶水平固定在刚性框架内并位于齿块的后方；水平油缸位于两个水平千斤顶之间，水平油缸的一端与所述齿块相铰接，另一端与刚性框架相铰接；倾斜油缸的一端与齿块相铰接，另一端与刚性框架相铰接，且倾斜油缸的轴线与竖直方向的夹角为锐角。本发明专利技术操纵更加简单、方便，安全性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自升式钻井平台，具体涉及一种用于对自升式钻井平台的桩腿进行锁定的锁紧机构。
技术介绍
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。海上钻井平台主要分为移动式平台和固定式平台两大类，其中，固定式平台又可分为导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台等。固定式钻井平台大都建在浅水中，它是借助导管架固定在海底而高出海面不再移动的装置，平台上面铺设甲板用于放置钻井设备。支撑固定平台的桩腿是直接打入海底的，所以，固定式钻井平台的稳定性好，但因平台不能移动，故钻井的成本较高。为解决平台的移动性和深海钻井问题，又出现了多种移动式钻井平台，主要包括坐底式钻井平台、自升式钻井平台、钻井浮船、半潜式钻井平台、张力腿式平台、牵索塔式平口寸ο自升式钻井平台由平台、桩腿和升降机构组成，平台能沿桩腿升降，一般无自航能力。工作时桩腿下放插入海底，平台被抬起到离开海面的安全工作高度，并对桩腿进行预压，以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷。完井后平台降到海面，拔出桩腿并全部提起，整个平台浮于海面，由拖轮拖到新的井位。1953年美国建成第一座自升式平台，这种平台对水深适应性强，工作稳定性良好，发展较快，约占移动式钻井装置总数的1/2。中国自行制造的自升式钻井平台“渤海一号”平台的四根桩腿是由圆形的钢管做成的，桩腿的高度有七十多米，升降装置是插销式液压控制机构。该型钻井平台造价较低、运移性好、对海底地形的适应性强，因而，中国海上钻井多使用自升式钻井平台。在自升式钻井平台到达工作地点后，平台由升降系统提升到气隙高度，需要将平台固定，保证平台能够在安全的高度平稳地进行钻完井作业，此时，自升式钻井平台锁紧机构开始发挥作用，它的主要作用就是将平台固定在桩腿上，并且将平台的各种载荷通过锁紧机构传递给桩腿。中国技术专利200920211771. X公开了一种自升式工程平台锁紧装置，包括一与工程平台的桩腿齿条相啮合的齿块，该工程平台锁紧装置还包括复位油缸、插销油缸、上蜗轮蜗杆顶升器、下蜗轮蜗杆顶升器和两个侧蜗轮蜗杆顶升器，所述复位油缸和所述两个侧蜗轮蜗杆顶升器均设置在所述齿块背对于所述桩腿齿条的背面侧，用于驱动所述齿块沿水平方向移动；复位油缸的活塞杆与所述齿块相连；所述上蜗轮蜗杆顶升器和所述下蜗轮蜗杆顶升器分别位于齿块的上方和下方，用于驱动齿块沿垂直方向移动；所述插销油缸设置在所述齿块的侧面，用于阻止所述齿块向所述桩腿齿条方向倾斜转动，该插销油缸设有一插销。在锁紧时，首先要保证齿块与桩腿齿条的齿型对准，使它们能够顺利啮合。该锁紧装置是通过上、下蜗轮蜗杆顶升器的推动使齿块与桩腿齿条对准的，但这样至少存在以下问题第一、齿块与桩腿齿条对准后，上、下蜗轮蜗杆顶升器对齿块形成夹紧状态，随后用复位油缸推动齿块平移与桩腿齿条哨合时会比较困难；第二、由于齿块在对准时与哨合时的水平位置是不同的，在这两种状态下，上、下蜗轮蜗杆顶升器都需要夹紧齿块，要兼顾齿块的不同位置，这给上、下蜗轮蜗杆顶升器的布置造成困难。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种结构更加合理、操纵更方便的自升式钻井平台锁紧机构，以克服现有技术的上述缺陷。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案一种自升式钻井平台锁紧机 构，包括桩腿齿条和对称布置在桩腿齿条两侧的两套锁紧机构，所述自升式钻井平台内设有一刚性框架，桩腿齿条竖直贯穿所述刚性框架，每套锁紧机构包括一个齿块、一个上千斤顶、一个下千斤顶、两个水平千斤顶、一个水平油缸和一个倾斜油缸，所述上千斤顶和下千斤顶竖直固定在刚性框架内并分别位于所述齿块的上、下方；所述两个水平千斤顶水平固定在刚性框架内并位于所述齿块的后方；所述水平油缸位于两个水平千斤顶之间，水平油缸的一端与所述齿块相铰接，另一端与刚性框架相铰接；所述倾斜油缸位于上千斤顶和水平千斤顶之间，倾斜油缸的一端与所述齿块相铰接，另一端与刚性框架相铰接，且倾斜油缸的轴线与竖直方向的夹角为锐角。优选地，所述齿块的前面设有锁紧齿条，齿块的上表面、下表面和背面均为平面，且所述背面与上表面、下表面相垂直。优选地，所述上千斤顶、下千斤顶和水平千斤顶均为自锁式液压千斤顶。优选地，所述刚性框架内还安装一摄像头。优选地，所述刚性框架为矩形框架。优选地，所述刚性框架上设有供所述桩腿齿条竖直贯穿的通孔，所述上千斤顶和下千斤顶安装在紧靠所述通孔边缘的位置。优选地，当齿块与桩腿齿条啮合时，所述倾斜油缸的轴线与竖直方向的夹角为45。。优选地，还包括液压控制系统，所述上千斤顶、下千斤顶、水平千斤顶、水平油缸和倾斜油缸均与液压控制系统相连接。本专利技术的自升式钻井平台锁紧机构，在齿块与桩腿齿条的对准和啮合动作过程中，仅需要水平油缸和倾斜油缸配合即可完成。各个千斤顶只是在齿块与桩腿齿条啮合后起到夹紧作用，不需要参与齿块与桩腿齿条的对准和啮合过程。因此，与现有技术相比，本专利技术锁紧机构操纵更加简单、方便，安全性高，在齿块与桩腿齿条的对准和啮合过程中，各个千斤顶均处于收缩状态，不会对齿块的移动造成阻碍，因此对准更加容易；上、下千斤顶伸出时，齿块是固定不动的(啮合状态)，这给上、下千斤顶的布置带来了方便，只要将上、下千斤顶安装在紧靠桩腿齿条的位置即可，无需兼顾齿块的不同位置。利用本专利技术锁紧机构，可以使钻井平台固定在桩腿上，并且将平台的各种载荷通过锁紧机构传递给桩腿，能够实现钻井平台在水面以上一定距离固定，使钻井平台在钻井作业时不会受到海洋风浪的影响，大大提升了自升式钻井平台的作业功能。附图说明图I为本专利技术自升式钻井平台锁紧机构在松开状态的示意图。图2为本专利技术中齿块的示意图。图3为本专利技术自升式钻井平台锁紧机构的控制原理示意图。图4为齿块与桩腿齿条对准时的状态示意图。 图5为齿块与桩腿齿条啮合时的状态示意图。图6为水平夹紧后的状态示意图。图7为竖直夹紧后的状态示意图。图中I、锁紧机构2、桩腿齿条3、刚性框架10、齿块11、上千斤顶12、倾斜油缸13、水平千斤顶 14、水平油缸15、摄像头16、下千斤顶30、通孔101、锁紧齿条102、上表面103、背面104、下表面具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明，本领域技术人员由此可以更清楚地了解本专利技术的其他优点及功效。需要说明的是，说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，仅用以配合具体实施方式，供本领域技术人员更清楚地了解本专利技术的构思，并非用以限制本专利技术的保护范围。任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术的功效及目的达成的情况下，均应仍落在本专利技术的保护范围之内。为了便于描述，各部件的相对位置关系是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如前、后、上、下、左、右等的位置关系是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自升式钻井平台锁紧机构，包括桩腿齿条（2）和对称布置在桩腿齿条（2）两侧的两套锁紧机构（1），其特征是，所述自升式钻井平台内设有一刚性框架（3），桩腿齿条（2）竖直贯穿所述刚性框架（3），每套锁紧机构（1）包括一个齿块（10）、一个上千斤顶（11）、一个下千斤顶（16）、两个水平千斤顶（13）、一个水平油缸（14）和一个倾斜油缸（12），所述上千斤顶（11）和下千斤顶（16）竖直固定在刚性框架（3）内并分别位于所述齿块（10）的上、下方；所述两个水平千斤顶（13）水平固定在刚性框架（3）内并位于所述齿块（10）的后方；所述水平油缸（14）位于两个水平千斤顶（13）之间，水平油缸（14）的一端与所述齿块（10）相铰接，另一端与刚性框架（3）相铰接；所述倾斜油缸（12）位于上千斤顶（11）和水平千斤顶（13）之间，倾斜油缸（12）的一端与所述齿块（10）相铰接，另一端与刚性框架（3）相铰接，且倾斜油缸（12）的轴线与竖直方向的夹角为锐角。

【技术特征摘要】
1.一种自升式钻井平台锁紧机构，包括桩腿齿条(2)和对称布置在桩腿齿条(2)两侧的两套锁紧机构(1)，其特征是，所述自升式钻井平台内设有一刚性框架(3)，桩腿齿条(2)竖直贯穿所述刚性框架(3)，每套锁紧机构(I)包括一个齿块(10)、一个上千斤顶(11)、一个下千斤顶(16)、两个水平千斤顶(13)、一个水平油缸(14)和一个倾斜油缸(12)，所述上千斤顶(11)和下千斤顶(16)竖直固定在刚性框架(3)内并分别位于所述齿块(10)的上、下方；所述两个水平千斤顶(13)水平固定在刚性框架(3)内并位于所述齿块(10)的后方；所述水平油缸(14)位于两个水平千斤顶(13)之间，水平油缸(14)的一端与所述齿块(10)相铰接，另一端与刚性框架(3)相铰接；所述倾斜油缸(12)位于上千斤顶(11)和水平千斤顶(13)之间，倾斜油缸(12)的一端与所述齿块(10)相铰接，另一端与刚性框架(3)相铰接，且倾斜油缸(12)的轴线与竖直方向的夹角为锐角。2.根据权利要求I所述的自升式钻井平台锁紧机构，其特征是，所述齿块(10)的前面设有锁紧齿条(101 )，齿块(10)的上表面(102...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘爱永，范会渠，张维磋，唐谦，
申请(专利权)人：上海利策科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：