[发明专利]机械式隔水管悬挂补偿装置

说明书

本发明涉及一种机械式隔水管悬挂补偿装置，该装置包括：弹性补偿机构，螺旋紧定机构，减摩机构，滑轮组，底座支撑等。所述的弹性补偿机构上端与螺旋紧定机构相连接，内部从上到下依次装有弹簧a、伸缩杆、钢球和弹簧b，弹性补偿机构下端与滑轮组进行连接，整体固定安装在底座支撑上。螺旋紧定机构的伸缩臂在螺旋作用下对隔水管进行夹紧和定位，弹性补偿机构通过弹簧的压缩与释放实现位移补偿，减摩机构通过伸缩杆与伸缩筒之间的钢球组降低伸缩杆的摩损，可以在滑轮上绕钢丝绳来实现对弹性补偿装置的行程控制。本发明的机械式隔水管悬挂补偿装置可以有效降低海洋波浪升沉运动对隔水管的影响，保证隔水管工作的稳定性。

技术领域

本发明涉及一种用于浮式钻井船上的机械式隔水管悬挂补偿装置，实现减少海洋波浪升沉运动对隔水管影响的目的。

背景技术

鉴于陆地和浅海区块油气开发接近饱和，深海油气资源将是世界原油增长的主要阵地。当我们开采海洋石油资源时，隔水管是开采海洋石油资源过程中的重要环节，它极大的影响了钻井效率和钻井安全。

隔水管作为串联井口和海洋平台的关键环节，是海洋浮式钻井装备中非常重要的一环。在海洋油气钻井作业时，隔水管固定安装在船体上，会随着船体一起运动,船体受到周期性升沉及纵横摇运动,从而会导致悬挂着的隔水管系统也出现有规律性的升沉及纵横摇活动。在作业过程中，载荷的复杂性、自身结构的非线性变化、环境的恶劣等因素，导致隔水管成为海洋钻井设备中十分薄弱的环节，保证隔水管的安全是海洋油气装备的重点，也是海洋油气开发的必然要求。

因为海浪具有不规则性与多向性，海洋钻井工作环境恶劣，故海洋钻井隔水管是一种具有高风险、高难度、高技术、高附加值的石油钻井装备。在深海钻采作业过程中，由于风、浪、流的共同影响，浮式钻井船会承受六个自由度的作用。深水隔水管面临的问题有：振动、失稳、回弹、共振。海水、管内流体引发隔水管振动；重力、海水、管内流体引发隔水管轴向失稳；在隔水管底端突然断裂时，顶部张紧力和流体都使隔水管回弹；船吊着隔水管，隔水管下端断开时就会随着船起降，因而有惯性，可能发生共振。鉴于这些问题，本发明研究设计了相应的结构，保证隔水管的安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种机械式隔水管悬挂补偿装置，以满足降低海洋波浪深沉运动对隔水管影响的需求，提高隔水管的工作稳定性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述的机械式隔水管悬挂补偿装置包括螺旋紧定机构、弹性补偿机构、减摩机构、滑轮组、支撑底座，弹性补偿机构上端与隔水管卡盘相连接，内部安装减摩机构，下端与滑轮组和滑轮架相连接，整体固定安装在支撑底座上；所述螺旋紧定机构包括后盖、螺钉a、隔水管卡盘、伸缩臂、螺纹轴，后盖与隔水管卡盘通过螺钉a连接固定，4个伸缩臂对称安装在隔水管卡盘内部，螺纹轴通过螺旋作用安装在后盖上，并通过旋转将螺纹轴推靠在伸缩臂上，使伸缩臂能够沿着隔水管卡盘的径向移动；所述弹性补偿机构包括弹簧a、伸缩筒、伸缩杆、弹簧b、导向套、防尘圈，伸缩筒顶部与隔水管卡盘底部通过螺钉b连接固定，弹簧a、伸缩杆、钢球、弹簧b依次装入到伸缩筒内，伸缩筒下端与导向套通过螺栓与螺母连接固定，防尘圈安装在导向套下部；所述减摩机构包括钢球，通过在伸缩杆上部与伸缩筒间隙内装入钢球，实现降低伸缩杆在移动过程中与伸缩筒间的摩擦的目的，并且减摩机构整体安放在伸缩筒中，位于弹簧a与弹簧b之间；所述滑轮组包括滑轮架、滑轮，滑轮架与滑轮安装在光杆上，光杆通过螺钉c固定在支撑底座上，伸缩杆下端与滑轮架采用螺纹连接固定；采用4个弹性补偿机构对称分布来支撑隔水管悬挂装置中的静载；采用螺旋紧定机构中4个对称分布的伸缩臂通过螺纹轴的螺旋作用对隔水管进行夹紧和定位；可以在滑轮上绕钢丝绳来缩短弹性补偿机构的位移长度；隔水管卡盘内部对称安装4个立柱来增加隔水管卡盘强度；在光杆上安装螺钉c，可保证在滑轮组工作过程中光杆不会滑落。