[发明专利]一种悬挂隔水管卡盘

说明书

本发明公开了一种悬挂隔水管卡盘，主要包括承载盘、齿轮环、顶盖、伺服电机、控制系统，齿轮环套在承载盘外围，齿轮环与承载盘之间安装有轴承，承载盘上表面安装有四对支撑座，按环形均匀分布；每对支撑座之间安装有卡爪总成，卡爪总成包括液压缸、压力传感器和其内部的应力转换装置；齿轮环内壁上嵌有四对销钉，呈“十”字分布，齿轮环旁安装有伺服电机；控制系统接收压力传感器信号和控制伺服电机动作。本发明的优点在于：卡爪内部安装有应力转换装置，动态检测卡爪前端接触面的应力；而控制系统控制齿轮环旋转，可自动插入销钉和调整销钉的位置，防止隔水管因偏移而发生局部形变，保证隔水管的完整性，提高作业的效率和安全性。

技术领域

本发明属于海洋石油钻采设备领域，具体涉及一种悬挂隔水管卡盘。

背景技术

卡盘是海洋钻井重要的提升装备，隔水管的安装、拆卸、支撑以及悬挂都需要卡盘装置的配合。常见的卡盘形式主要有踏爪式、门式和伸缩臂式。

踏爪式卡盘是20实际70年代的产品，其采用四个踏板结构，需要人类进行操作。踏板放下时，利用四个支撑面与隔水管街头接触，实施安装、拆卸、支撑、悬挂隔水管系统的功能；踏板竖起时，卡盘内部痛经畅通，可实施下方、会搜隔水管系统。但该卡盘为手动式，影响隔水管起下工作效率。门式卡盘通过华东卡板的开合动作来实现隔水管的下放、支撑、安装等作业，突出优点是结构简单，但工作时悬空长度较长，承压能力差，且门式卡盘体积重量较大，生产价格难点多、成本较高。伸缩臂式卡盘虽然一定程度上消弱了上述两种卡盘的缺点，但是也没有考虑到隔水管与卡爪的接触应力。

在钻井过程中，当钻井平台预测到台风后，若来不及收回隔水管，通常用卡盘悬挂隔水管，托离台风行进路线。在拖航过程隔水管难免因为风、浪、流的作用而偏转，由卡盘与隔水管一般为刚性连接，之久会导致局部接触应力过大，可使隔水管局部变形，不仅影响正常作业，还存在很大的安全隐患。

发明内容

本发明公开了一种悬挂隔水管卡盘，其目的是通过间接测量卡爪与隔水管接触的应力，利用检测的信号动态控制弹性限位销钉的方位，利用弹性销钉的形变抵消隔水管偏移增加的局部应力，改善常用卡爪对隔水管的局部应力集中可能造成的隔水管局部凹陷变形问题，以提高在隔水管在拖航过程的安全性。

本发明的目的通过以下方案来实现，一种悬挂隔水管卡盘，包括承载盘、齿轮环、轴承、顶盖、伺服电机、液压缸、支撑座、卡爪、压力传感器、限位销钉、控制箱、传动螺杆、信号电缆，所述下承载盘外缘与轴心齿轮环扣接，承载盘与齿轮环之间安装有轴承以保证齿轮环可围绕下承载盘中轴旋转，承载盘上表面通过铆钉布置有四对支撑座、焊接有四个提掉环，每对支撑座相对面中部有滑槽，背离圆心的尾端有弧形卡槽，在每对支撑座中间的有液压缸布置在下承载盘上，液压缸通过快速接头与液压动力源相接，在成对支撑座的中部滑槽内嵌有卡爪，卡爪前端呈弧形，弧形表面有三枚球形凸起，其中中部凸起为传压杆尾端，传压杆上套有扶正环，传压杆前端装有密封环，密封环上套有密封圈和刻有间隙，空腔尾部布置有传压孔，传压杆尾部有密封盖，在卡爪上表面安装有压力传感器，并通过电缆连接控制箱和伺服电机，在四对支撑座上部布置有顶盖。

具体地，所述齿轮环与下承载盘通过轴承活动连接，与伺服电机通过传动螺杆活动连接。

具体地，所述支撑座成对布置，呈“十”字分布在承载盘上表面，支撑座中部有滑槽，尾端有弧形卡槽。

具体地，所述传压孔内固定连接有压力传感器。

具体地，所述控制箱通过电接受压力传感器的信号，并转化为电信号控制伺服电机动作。

具体地，所述限位销钉有3对为刚性，一对为弹性，按环形均匀嵌在齿轮环内壁上。

本发明具有以下优点：

本发明通过把卡爪前端设置为弧形，增大了卡爪与隔水管的接触面积，降低了隔水管与卡爪的接触应力。