專利名稱：鉆井船上拉緊立管的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使立管處于拉緊狀態(tài)和補(bǔ)償鉆臺升沉并用于導(dǎo)引設(shè)備通過船井(moonpoo1)的裝置。
下面參看附圖較詳細(xì)地說明本發(fā)明，附圖中

圖1是一種井架的側(cè)視圖；圖2是一種井架的正視圖；圖3是本發(fā)明裝置的側(cè)視圖；圖4是本發(fā)明裝置的正視圖；圖5是本發(fā)明裝置的詳細(xì)的側(cè)視圖；圖6是本發(fā)明裝置的詳細(xì)的正視圖；圖7是本發(fā)明裝置的頂視圖；圖8是向鉆臺看去的井架的頂視圖；圖9示出井架和本發(fā)明裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的細(xì)節(jié)；圖10是帶有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和升沉補(bǔ)償鉆臺的本發(fā)明裝置的剖視圖；圖11示出本發(fā)明裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的細(xì)節(jié)；圖12是帶有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和升沉補(bǔ)償?shù)你@臺的本發(fā)明裝置的側(cè)剖視圖；圖13是本發(fā)明的立管夾鉗座的頂視圖；圖14是立管夾鉗座的正視圖；圖15是立管夾鉗座的側(cè)視圖。
圖1示出具有在PCT/No/98/00130中所述的上部驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)的傳動(dòng)機(jī)械的井架1。這里對上述傳動(dòng)機(jī)械不作更詳細(xì)說明，因在上述文件中已有明白的說明，可作為參考。圖2是井架1的正視圖，其中較清楚地示出具有齒條3的傳動(dòng)機(jī)械2。圖3是本發(fā)明裝置的側(cè)視圖，而圖4是本發(fā)明裝置的正視圖，該裝置最好具有4個(gè)(至少是兩個(gè))齒條4，這些齒條4設(shè)置成大致互相平行。上述齒條4最好通過較具柔性的鉸接頭6與夾鉗座5相連接。
圖5～7更詳細(xì)地示出本發(fā)明的裝置，上述齒條4設(shè)置成向下進(jìn)入井架之一部分的空腔內(nèi)。在本實(shí)施例中，每個(gè)齒條4被接納在相應(yīng)的井架中空大腿7內(nèi)，這些大腿7構(gòu)成井架1的柵格結(jié)構(gòu)的一部分。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8(在本實(shí)施例中是成對地安置在每個(gè)齒輪4之每一側(cè)的8個(gè)液壓馬達(dá)9)用于驅(qū)動(dòng)齒條4進(jìn)入和移出井架大腿7。為了使這8個(gè)液壓馬達(dá)9同步運(yùn)轉(zhuǎn)，可通過軸10和11將它們?nèi)我獾鼗ハ噙B接。當(dāng)然，也可通過其他機(jī)構(gòu)例如液壓控制的或電子控制的機(jī)構(gòu)使8個(gè)馬達(dá)9達(dá)到同步運(yùn)轉(zhuǎn)。
通過鉸接頭或者說柔性接頭6使4個(gè)齒條4固定在夾鉗座5上。上述鉸接頭或者說柔性接頭6可以抵消由于齒條4在大腿7內(nèi)部或外部的平行移動(dòng)中的微小誤差而產(chǎn)生的力。上述夾鉗座5具有兩個(gè)可在下面夾住立管(未示出)的套環(huán)的折板12。
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8最好位于鉆臺13的下方。該鉆臺13本身也可例如通過液壓鎖定器14任意地與齒條4自然連接。這樣，鉆臺13便可隨著夾鉗座5移動(dòng)，從而可得到自動(dòng)的升沉補(bǔ)償。為了調(diào)節(jié)鉆臺13的高度，鉆臺13帶有液壓氣缸15，因此，在微調(diào)鉆臺13的高度時(shí)就不需要使液壓鎖定器從齒條4脫開然后再使之相連接。
圖8是鉆臺13的頂視圖，也示出通過井架結(jié)構(gòu)1的部分。該圖還示出齒條4進(jìn)入其中的中空大腿7。當(dāng)齒條4進(jìn)入井架大腿7時(shí)，在鉆臺13上方就看不見齒條4，故對操作者沒有任何危險(xiǎn)，也不占空間。圖8還示出一個(gè)管排16和一個(gè)管式操縱機(jī)構(gòu)17，在鉆臺13上還設(shè)置有臺車19用的軌道18，上述臺車19用來承載設(shè)備進(jìn)入船井上方的位置。
圖9是旋轉(zhuǎn)機(jī)20(見圖2)的傳動(dòng)機(jī)械2的剖視圖。該圖還示出用于驅(qū)動(dòng)齒條4的液壓馬達(dá)9。
圖10示出齒條4的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8的更詳細(xì)的剖視圖，并示出兩個(gè)安置液壓馬達(dá)9的機(jī)械室21，該圖還示出使每個(gè)機(jī)械室21內(nèi)的馬達(dá)9互相連接以使它們同步運(yùn)轉(zhuǎn)的軸10和軸11之端部。圖中還示出裝有4個(gè)液壓鎖定器14和4個(gè)調(diào)節(jié)高度的液壓氣缸15的鉆臺13。
圖11示出一個(gè)處于齒輪22與齒條4的帶齒部分(未示出)相嚙合狀態(tài)的液壓馬達(dá)9。如圖所示，軸10和11的端部裝有齒輪23和24，該兩齒輪與齒條4的帶齒部分(未示出)相嚙合，在本實(shí)施例中，軸10和11與液壓馬達(dá)9不是直接工作連接的，而是與齒條4相嚙合。但是，也可考慮使液壓馬達(dá)9之間形成直接的工作連接。
圖12是本發(fā)明裝置的側(cè)剖視圖，圖中示出液壓馬達(dá)9上的齒輪22，也示出軸11和齒輪23和24，并且示出鉆臺13。
圖13是夾鉗座5的頂視圖，圖14是夾鉗座5的前視圖，而圖15是夾鉗座5的側(cè)視圖。夾鉗折板12上裝有相應(yīng)的液壓氣缸25。用于使之在水平位置與垂直位置之間擺動(dòng)，在垂直位置上，夾鉗折板12允許立管和其他機(jī)械通過它們之間的通道，在水平位置上，夾鉗折板12便與停靠在夾鉗折板的凹槽26內(nèi)的立管(未示出)相接合。上述的兩個(gè)凹槽26共同組成一個(gè)大致為圓形的孔，其直徑小于立管上的套環(huán)，所以該套環(huán)可?？吭趭A鉗折板12的上部。夾鉗折板12還帶有擋塊27，該擋塊支持在夾鉗座5上，所以由氣缸25舉起的負(fù)荷不是特別大。
本發(fā)明裝置除了履行立管拉緊裝置的功能和作為鉆臺的升沉補(bǔ)償器之外，還可履行提升要通過鉆井裝置和作業(yè)船上的船井的設(shè)備的功能。為了履行這項(xiàng)功能，夾鉗座5可裝上一種可與船井壁相接觸的輥輪之類的機(jī)構(gòu)。以防止夾鉗座5撞擊船井壁而使之損壞。這樣，就可使例如一個(gè)BOP(噴井防止器)安全而平衡地通過船井，在整個(gè)下降作業(yè)中，BOP都由夾鉗座5固緊，直到它通過船底為止。
液壓馬達(dá)9是普通類型的馬達(dá)，并帶有齒輪箱。通過在立管被保持在拉緊狀態(tài)時(shí)使上述馬達(dá)在恒壓下工作、并通過蓄能器連接上述壓力，可以方便地使立管得到恒定的拉力。由于該拉力恒定不變，齒條4將總是遵循波形運(yùn)行，因此，與齒條4相連接的井架也隨之呈波形運(yùn)行。尤其是，在下降軟管時(shí)更為有利，因?yàn)檐浌芸芍糜阢@臺上，下降時(shí)就不會受到大的負(fù)荷。
齒條4最好設(shè)計(jì)成剛性連接的，但是，對于某些用途也可考慮采用鉸鏈連接。
實(shí)際運(yùn)行表明，處于拉緊狀態(tài)下的齒條可以毫無困難地承受高達(dá)300噸的負(fù)荷。
權(quán)利要求
1．一種使立管保持在拉緊狀態(tài)的方法，其特征在于，上述立管與連接到垂直齒條(4)上的夾鉗機(jī)構(gòu)(5,22)相接合，上述的齒條(4)與齒輪(22)保持常嚙合，該齒輪(22)最好通過在恒壓下工作的液壓馬達(dá)(9)以恒定轉(zhuǎn)矩來驅(qū)動(dòng)。
2．一種使立管處于拉緊狀態(tài)的裝置，其特征在于，它具有位于井架中的立式大腿(7)；位于上述井架大腿(7)內(nèi)的齒條(4)；結(jié)構(gòu)上可與立管互相作用且與齒條(4)相連接的夾鉗機(jī)構(gòu)(5,22)；和設(shè)置在井架中用于驅(qū)動(dòng)立式大腿(7)中的齒條(4)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(9)。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征在于，上述的夾鉗機(jī)構(gòu)具有一個(gè)帶有可與立管相互作用的夾緊件(12)的底座(5)。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于，上述的夾緊件呈被支承在上述底座(5)上并可彼此相向地?cái)[動(dòng)的一些折板(12)的結(jié)構(gòu)形式，每個(gè)折板(12)具有一個(gè)可與立管的半圓周適配的凹槽(26)。
5．根據(jù)權(quán)利要求2～4的裝置，其特征在于，上述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(9)包含液壓傳動(dòng)馬達(dá)。
6．根據(jù)權(quán)利要求2～5的裝置，其特征在于，上述的鉆臺(13)可與上述齒條(4)相連接。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其特征在于，上述的鉆臺(13)可通過液壓驅(qū)動(dòng)的鎖定器(14)與齒條(4)相連接。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其特征在于，上述鉆臺(13)通過液壓作動(dòng)氣缸(15)與液壓驅(qū)動(dòng)的鎖定器(14)相連接，故可相對于上述鎖定器(14)調(diào)節(jié)鉆臺(13)的高度。
全文摘要
為了使立管保持在拉緊狀態(tài),可將立管固定在與垂直齒條(4)相連接的夾鉗機(jī)構(gòu)(5,12)上,上述齒條(4)總是與齒輪(22)相嚙合,該齒輪(22)最好由在恒定壓力下工作的液壓馬達(dá)(9)以恒定的轉(zhuǎn)矩來驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明提出使立管處于拉緊狀態(tài)的裝置,該裝置具有:多個(gè)立式的井架大腿(7);多個(gè)置于大腿內(nèi)的齒條(4);一個(gè)用于與立管相互作用并與齒條(4)相連接的夾鉗機(jī)構(gòu)(5,12);和設(shè)置在井架內(nèi)用于驅(qū)動(dòng)立式大腿(7)內(nèi)的齒條(4)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(9)。
文檔編號E21B15/00GK1320188SQ99811399
公開日2001年10月31日 申請日期1999年9月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月25日
發(fā)明者B·埃勒爾特森 申請人:工程及鉆探機(jī)械有限公司