[发明专利]海洋液压钻机提升及补偿装置

说明书

本发明公开了一种海洋液压钻机提升及补偿装置，在浮式钻井平台海洋钻机的井架上固定安装有多个提升液缸，所述的提升液缸的活塞杆向上共同与滑轮支撑架传动连接，提升液缸的底部与液缸支撑架相连，提升液缸的缸体通过液缸固定组件与井架固定连接；滑轮支撑架上安装有滑轮组，在井架内竖直设置有一对导轨，滑轮支撑架通过两端的滚轮在导轨中上下滑动；钢丝绳一端与死绳固定件相连，钢丝绳另一端绕过滑轮组后与顶驱连接梁相连，顶驱连接梁与顶驱相连，顶驱安装在顶驱导向架上，顶驱向下连接有吊卡。本发明装置，在满足提升系统能力的前提下，能大幅降低提升系统的装机功率，节能性能优异、集成化程度高、稳定性好。

技术领域

本发明属于海洋石油钻井设备技术领域，涉及一种海洋液压钻机提升及补偿装置。

背景技术

海洋钻机作为海洋石油勘探、开发的重要装备，其性能直接决定了浮式钻井平台的作业能力、作业效率以及整个系统的先进性，其中海洋钻机的提升系统因其承担了起下钻具、下放水下设备、钻进等功能，提升系统的性能是影响浮式钻井平台钻井作业经济性和安全性的重要因素。

以液压作为驱动方式的液压钻机，由于其能量密度大、空间占用少、重量轻、集成化和自动化程度高，其中以液压缸、钢丝绳和滑轮组组合成的提升系统比传统绞车、钢丝绳及游动设备组成的提升系统在井架结构设计、钻机重量和重心、系统可靠性方面的优势明显，逐渐被越来越多的海洋钻机所使用，成为新一代海洋钻机中替代传统交流变频钻机的趋势。

海洋钻井作业时受波浪和风的影响较大，波浪使浮式钻井平台发生升沉运动，带动钻具与海底发生硬接触，导致钻压不稳定。为解决该问题，海洋钻机需配套钻柱升沉补偿装置，根据其安装位置可分为游车、天车、死绳以及快绳钻柱补偿装置，该装置的原理为：通过液缸和蓄能器组成“液气弹簧”，减小升沉运动对钻柱的影响。部分钻柱补偿装置还配备有主动补偿功能，该功能主要通过收集平台运动参数实现对钻压的主动调节，从而提高了钻柱补偿装置的补偿精度。钻柱补偿装置作为钻柱重量的承载设备，在工作行程内往复运动，需安装额外的导向和锁紧装置，整套装置结构复杂、配套设备多、重量重、可靠性要求高，制造难度较大。

随着海洋油气开发的深入，对于海洋钻机液压提升系统的能耗、集成度、效率、可靠性等方面的要求也越来越高，为满足现阶段及未来的要求，研制集成度高、节能的新型海洋液压钻机提升系统尤为迫切。

发明内容

本发明的目的是提供一种海洋液压钻机提升及补偿装置，解决了现有提升系统结构复杂、驱动功率大、配套设备多、重量重、制造难度较大的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种海洋液压钻机提升及补偿装置，在浮式钻井平台海洋钻机的井架上固定安装有多个提升液缸，所述的提升液缸的活塞杆向上共同与滑轮支撑架传动连接，提升液缸的底部与液缸支撑架相连，提升液缸的缸体通过液缸固定组件与井架固定连接；滑轮支撑架上安装有滑轮组，在井架内竖直设置有一对导轨，滑轮支撑架通过两端的滚轮在导轨中上下滑动；钢丝绳一端与死绳固定件相连，钢丝绳另一端绕过滑轮组后与顶驱连接梁相连，顶驱连接梁与顶驱相连，顶驱安装在顶驱导向架上，顶驱向下连接有吊卡。

本发明的海洋液压钻机提升及补偿装置，其特征还在于：

所述的提升液缸为柱塞缸，其出油口安装有液缸阀组，液缸阀组通过油路控制阀组与驱动装置连通；油路控制阀组安装在井架钻台面上，驱动装置立式安装在钢结构架体内；工作气瓶组就近安装在驱动装置附近，在下层甲板上分别安装有调压柜、备用气瓶组、空气压缩机组以及液压站，空气压缩机组与备用气瓶组直接连通，空气压缩机组另外通过调压柜与工作气瓶组连通。

所述的驱动装置的结构是，驱动装置包括上部的等速液缸和下部的气液转换器，等速液缸和气液转换器之间通过连接组件各自利用一圈螺栓连接为一体，气液转换器底端通过螺栓固定在安装底座上，整个驱动装置通过安装底座与甲板安装面配焊固定。