[发明专利]一种夹持模块防摇摆装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油工业及海洋工程领域，具体涉及一种夹持模块防摇摆装置。

背景技术

夹持模块在石油工业和海洋工程领域应用非常广泛，包括在管子堆场和猫道之间移运钻具和管子处理系统。本文研究的夹持模块主要应用在管子堆场和猫道之间移运钻具的设备，该类型的设备夹持模块姿态的控制分为两类：第一类是夹持模块与设备主体之间通过水平销轴铰接，夹持模块绕水平轴转动自由，通过载荷和夹持器自重实现竖直状态；第二类是主动控制，即在夹持模块和设备主体之间通过液缸或马达等原件连接，在运动过程中实时控制夹持模块的姿态，使其成竖直状态。第一类在设备使用过程中，夹持模块在启动和制动时，摆动较大，夹持钻具时不安全，容易出现钻具滑落的现象，同时容易损坏机械结构；第二类控制较复杂，特别是设备主体由两节以上的臂组成时，各节臂的俯仰运动对夹持模块的姿态均产生影响，需实时计算各节臂的运动来控制夹持模块的姿态，控制很复杂。

发明内容

针对现有技术存在的问题，提供一种易于控制的夹持模块防摇摆装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

    一种夹持模块防摇摆装置，包括设备主体和夹持模块，所述设备主体与所述夹持模块的一端铰接，还包括一个液压阻尼系统，所述液压阻尼系统包括液缸和调速阀，所述液缸的缸体与所述设备主体和所述夹持模块这两者之一铰接，所述液缸的活塞与所述设备主体和所述夹持模块这两者之一的另一个铰接；所述调速阀的两个油口分别与所述液缸的有杆腔和无杆腔相连通。

    作为本发明的优选实施方式，所述液压阻尼系统还包括第一溢流阀和第二溢流阀，所述第一溢流阀的进油口与所述液缸的有杆腔相连，所述第一溢流阀的回油口与液缸的无杆腔相连；所述第二溢流阀的进油口与所述液缸的无杆腔相连，所述第二溢流阀的回油口与所述液缸的有杆腔相连。

    作为本发明的优选实施方式，所述液压阻尼系统还包括球阀和蓄能器，所述球阀的进油口和所述蓄能器的油口都与所述液缸的无杆腔相连。

    作为本发明的优选实施方式，还包括主体支座和夹持模块支座，所述主体支座设置在所述设备主体上用于与所述液缸的一端相连接，所述夹持模块支座设置在夹持模块上用于与所述液缸的另一端连接。

    作为本发明的优选实施方式，包括两个所述液压阻尼系统，两个所述液压阻尼系统对称设置在所述设备主体与所述夹持模块的两侧。

夹持模块防摇摆装置的工作过程和原理为：当设备主体向上开始摆动时，夹持模块由于自身的重力有保持竖直状态的趋势，如果设备主体启动速度较大，夹持模块会绕着水平轴往复剧烈摇摆，通过液压阻尼系统使液缸为夹持模块提供阻尼力，防止夹持模块往复摇摆。当设备主体向上摆动过程中，夹持模块两侧的液缸始终提供阻尼力，但该阻尼力远小于夹持模块自身的重力，夹持模块在主体摆动过程中始终趋于竖直状态。当设备主体向上摆动停止时，夹持模块由于自身的重力和惯性，会产生绕着水平旋转轴往复摆动的趋势，此时液缸会产生阻止夹持模块往复摆动的阻尼力，防止夹持模块往复摇摆。当设备主体向下开始或停止摆动时，夹持模块也会产生绕水平轴往复摇摆的趋势，液缸对夹持模块会产生阻尼力，防摇摆装置作用过程与主体向上摆动相同。当设备主体向下摆动过程中，夹持模块防摇摆装置作用过程与主体向上摆动过程相同。