槽口懸臂式自升式鉆井平臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種槽口懸臂式自升式鉆井平臺，其包括主船體、懸臂梁、鉆井機構(gòu)及滑移機構(gòu)。主船體的船艉的端部設有槽口。懸臂梁支撐于主船體上，且覆蓋槽口，并能夠沿著主船體的縱向在初始位置與超出位置之間運動，在初始位置時，懸臂梁整體位于主船體上，可在船體內(nèi)部開展鉆井作業(yè)，在超出位置時，懸臂梁至少部分的超出主船體，從主船體的船艉伸出，可在船體外部開展鉆井作業(yè)。鉆井機構(gòu)設置于懸臂梁上?；茩C構(gòu)包括驅(qū)動部、第一連接部及第二連接部，第一連接部設置于主船體，第二連接部設置于懸臂梁，第一連接部與第二連接部嚙合，電機能夠驅(qū)動第一連接部運動，從而帶動第二連接部和懸臂梁共同運動。
【專利說明】
槽口懸臂式自升式鉆井平臺
技術(shù)領域
[0001]本發(fā)明涉及鉆井平臺，尤其涉及一種帶有懸臂梁的槽口式自升式鉆井平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]自升式鉆井平臺是一種可移動式海洋鉆井裝備，一般無自航能力，具有定位能力強、可移動性能好、作業(yè)靈活等優(yōu)點，廣泛應用于海洋油氣勘探開發(fā)領域。
[0003]目前，現(xiàn)有的自升式鉆井平臺可分為槽口式平臺和懸臂式平臺，槽口式平臺在主船體艉部設有槽口，鉆臺及井架位于槽口的上面，鉆臺上的鉆桿向下通過槽口到達海底進行作業(yè)，此種平臺鉆井綜合負荷較大，但每次插粧鉆井數(shù)量少，效率低。懸臂式平臺不在主體結(jié)構(gòu)上開槽，但設有可移動式懸臂梁，其優(yōu)點為鉆井作業(yè)范圍大、效率高，但平臺傾覆力矩大，對粧腿等強度要求高，且甲板有效面積和鉆井綜合負荷較小。
[0004]因此，需要對現(xiàn)有的自升式鉆井平臺進行改進，以盡可能克服上述缺陷，并包含上述優(yōu)點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于上述問題，本發(fā)明提供了一種槽口懸臂式自升式鉆井平臺，以提高平臺作業(yè)效率和作業(yè)水深，增大甲板有效面積和鉆井負載，降低平臺自重。
[0006]為達成上述目的，本發(fā)明提供一種槽口懸臂式自升式鉆井平臺，其包括主船體、懸臂梁、鉆井機構(gòu)及滑移機構(gòu)。主船體的船艉的端部設有槽口。懸臂梁支撐于主船體上，且覆蓋槽口，并能夠沿著主船體的縱向在初始位置與超出位置之間運動，在初始位置時，懸臂梁整體位于主船體上，在超出位置時，懸臂梁至少部分的超出主船體，從主船體的船艉伸出。鉆井機構(gòu)設置于懸臂梁上?；茩C構(gòu)包括驅(qū)動部、第一連接部及第二連接部，第一連接部設置于主船體，第二連接部設置于懸臂梁，第一連接部與第二連接部嚙合，電機能夠驅(qū)動第一連接部運動，從而帶動第二連接部和懸臂梁共同運動。
[0007]本發(fā)明相較于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果在于:該槽口懸臂式自升式鉆井平臺具有重量輕、作業(yè)效率和作業(yè)水深大、有甲板有效面積和可變荷載大、成本低等優(yōu)點，能夠在深水域和環(huán)境惡劣海況下作業(yè)。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的槽口懸臂式自升式鉆井平臺的示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明的槽口懸臂式自升式鉆井平臺的粧腿機構(gòu)的示意圖。
[0010]圖3為本發(fā)明的槽口懸臂式自升式鉆井平臺的俯視圖。
[0011]圖4為本發(fā)明的槽口懸臂式自升式鉆井平臺的俯視示意圖。
[0012]圖5為本發(fā)明的槽口懸臂式自升式鉆井平臺的側(cè)視示意圖。
[0013]圖6為圖5中的A向視圖。
[0014]圖7為懸臂梁的截面示意圖。
[0015]圖8為導向部的截面示意圖。
[0016]圖9為鎖定部的截面示意圖。
【具體實施方式】
[0017]現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而，示例實施方式能夠以多種形式實施，且不應被理解為限于在此闡述的實施方式;相反，提供這些實施方式使得本發(fā)明更全面和完整，并將示例實施方式的構(gòu)思全面地傳達給本領域的技術(shù)人員。在圖中，為了清晰，可能夸大了區(qū)域和層的厚度。在圖中相同的附圖標記表示相同或類似的結(jié)構(gòu)，因而將省略它們的詳細描述。
[0018]此外，所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的方式結(jié)合在一個或更多實施例中。在下面的描述中，提供許多具體細節(jié)從而給出對本發(fā)明的實施例的充分理解。然而，本領域技術(shù)人員將意識到，可以實踐本發(fā)明的技術(shù)方案而沒有所述特定細節(jié)中的一個或更多，或者可以采用其它的方法、組元、材料等。在其它情況下，不詳細示出或描述公知結(jié)構(gòu)、材料或者操作以避免模糊本發(fā)明的主要技術(shù)創(chuàng)意。
[0019]本發(fā)明提供一種槽口懸臂式自升式鉆井平臺，其用于海上鉆井作業(yè)，可適應較深海域和惡劣海況。槽口懸臂式自升式鉆井平臺包括主船體10、懸臂梁20、鉆井機構(gòu)30及滑移機構(gòu)40。
[0020]如圖1至圖7所示，主船體10的船艉的端部設有槽口11。懸臂梁20支撐于主船體10上，且覆蓋槽口 11，并能夠沿著主船體10的縱向在初始位置與超出位置之間運動，在初始位置時，懸臂梁20整體位于主船體10上，可在船體內(nèi)部開展鉆井作業(yè)，在超出位置時，懸臂梁20至少部分的超出主船體10，從主船體10的船艉伸出，可在船體外部開展鉆井作業(yè)。鉆井機構(gòu)30設置于懸臂梁20上。滑移機構(gòu)40包括驅(qū)動部41、第一連接部42及第二連接部43，第一連接部42設置于主船體10，第二連接部43設置于懸臂梁20，第一連接部42與第二連接部43嚙合，電機能夠驅(qū)動第一連接部42運動，從而帶動第二連接部43和懸臂梁20共同運動。
[0021]圖5所示為懸臂梁20處于初始位置，在滑移機構(gòu)40的驅(qū)動下，懸臂梁20朝主船體10的船艉運動，使其部分超出主船體10，因此，懸臂梁20上的鉆井機構(gòu)30處于主船體10之外，如圖1所示。如圖4所示，可限定出位于槽口 11內(nèi)的船內(nèi)作業(yè)區(qū)域Al，而船體之外的區(qū)域為船外作業(yè)區(qū)域A2，當懸臂梁20位于初始位置或未超出主船體10的位置時，鉆井機構(gòu)30位于船內(nèi)作業(yè)區(qū)域Al的上方，可在此區(qū)域內(nèi)進行鉆井作業(yè)；當懸臂梁20運動至超出位置時，鉆井機構(gòu)30位于船外作業(yè)區(qū)域A2，可在此區(qū)域內(nèi)進行鉆井作業(yè)。
[0022]本發(fā)明通過在主船體10上設置槽口11并結(jié)合可移動的懸臂梁20使鉆井機構(gòu)在船體內(nèi)外均可進行鉆井作業(yè)，作業(yè)范圍大。與非槽口式的鉆井平臺相比，在作業(yè)區(qū)域相同的情況下，本發(fā)明的懸臂梁20相對于主船體10的外伸距小，克服懸臂式鉆井平臺傾覆力矩大、鉆井綜合負荷小的缺點，更加適應較深海域和惡劣海況下作業(yè)，從而能夠?qū)︺@井機構(gòu)30下方的海域進行鉆井作業(yè)。槽口懸臂式自升式鉆井平臺可在水深137m左右的海域進行油氣勘探開發(fā)作業(yè)，作業(yè)水深可達450ft以上，鉆機能力10000m，具備深井探井、大位移叢式井和水平井鉆井功能。
[0023]并且，由于此懸臂梁20外伸距小，因此懸臂梁20長度可設計的較小，使得懸臂梁20重量較現(xiàn)有的懸臂式鉆井平臺降低10%。并且，開設槽口 11還可減輕鉆井平臺的自重，尾部槽口 11結(jié)構(gòu)釋放懸臂梁20占用的甲板面積，使懸臂梁20占用的甲板面積減小55%，甲板鉆桿堆場150面積可達SOOm2，鉆井物資儲放能力強。
[0024]綜上所述，該槽口懸臂式自升式鉆井平臺具有重量輕、作業(yè)效率和作業(yè)水深大、有甲板有效面積和可變荷載大、成本低等優(yōu)點，能夠在深水域和環(huán)境惡劣海況下作業(yè)。本發(fā)明有助于促進海洋工程鉆井裝備自主研發(fā)，對打破國外技術(shù)壟斷，推動我國海洋工程裝備走向高端市場具有重要意義，其技術(shù)水平達到國際水平，具有良好的市場前景，經(jīng)濟效益非?？捎^。
[0025]本實施例中，如圖4所示，主船體10采用高強度鋼，為近似三角形的多邊形結(jié)構(gòu)，型長76.0m，型寬75.6m，型深9.5m，由多條縱艙壁12和橫艙壁13分成多個艙室，槽口 11的中心線位于主船體10的縱向中心線上，槽口 11尺寸為13.5米X 18.76米。懸臂梁20位于主船體10內(nèi)部時，鉆井機構(gòu)30位于槽口 11的正上方，鉆井機構(gòu)30的鉆桿可通過槽口 11到達海底，即懸臂梁20在船體內(nèi)便可進行鉆井作業(yè)，船內(nèi)作業(yè)區(qū)域Al縱向長度為8.85米。船外作業(yè)區(qū)域A2縱向長度為17.06米，因此，鉆井作業(yè)區(qū)域縱向總長度可達25.9米。槽口 11周圍設有加強結(jié)構(gòu)15，保證船體強度。加強結(jié)構(gòu)15為加強板和面板組成，與主船體10形成框架式加強結(jié)構(gòu)。槽口內(nèi)作業(yè)區(qū)域可占總作業(yè)區(qū)域的34%。。
[0026]本實施例中，如圖5所示，驅(qū)動部41可為電機，其通過基座44安裝于主船體10，第一連接部42為齒輪，其與電機的輸出軸連接，第二連接部43為齒條，其沿著懸臂梁20的縱向設置于懸臂梁20的兩側(cè)，懸臂梁20的兩側(cè)第二連接部43通過相應的驅(qū)動部41和第一連接部42同步驅(qū)動。第二連接部43的長度依懸臂梁20的運動距離而定。第一、第二連接部的形式不限于齒輪齒條配合，還可為蝸輪蝸桿傳動，任意能夠?qū)崿F(xiàn)傳動的結(jié)構(gòu)方式均涵蓋于本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0027]本實施例中，如圖6、7所示，懸臂梁20為箱型結(jié)構(gòu)，其包括一對“工”型的縱壁21和平行的連接于縱壁21之間的頂層甲板22和底層甲板23，并根據(jù)設備要求可設置多個不連續(xù)的中間甲板24，因此，空間利用率高。該對縱壁21的下方設有一對支撐座25，主船體10上設有與支撐座25對應的傳動部16，懸臂梁20通過支撐座25支撐于傳動部16上，懸臂梁20運動時，支撐座25與傳動部16同步運動。傳動部16例如為輥鏈、傳送帶等。
[0028]本實施例中，如圖5、8所示，主船體10上還設有至少一對導向部17，每對導向部17設置于傳動部16的兩側(cè)，且臨近支撐座25，導向部17的高度大于或等于支撐座25的高度。因此，當懸臂梁20在主船體10上運動時，其支撐座25可受到兩側(cè)導向部17的導向，避免發(fā)生偏離。
[0029]本實施例中，主船體10上設有多對導向部17，導向部17的位置對應于處于初始位置的懸臂梁20的前部和中部以及船艉。從而在懸臂梁20的運動全程提供導向作用。
[0030]本實施例中，如圖5、9所示，主船體10上還設有至少一對鎖定部18，每一對鎖定部18包括一對導向板181和一對鎖定板182，該對導向板181設置于傳動部16的兩側(cè)，且臨近支撐座25，該對鎖定板182分別自該對導向板181的上端延伸至支撐座25的上方，并臨近支撐座25的上方。
[0031]本實施例中，主船體10上設有一對鎖定部18，鎖定部18的位置對應于處于初始位置的懸臂梁20的中部，且對應于處于超出位置的懸臂梁20的前部。因此，當處于超出位置的懸臂梁20的前部由于失重可能發(fā)生傾斜時，此位置的鎖定部18可提供限制和止擋，避免懸臂梁20發(fā)生傾覆。
[0032]本實施例中，導向部17和鎖定部18均與主船體10焊接，且在主船體10下表面具有對應的加強部，以提高強度。
[0033]本實施例中，如圖5、6所示，槽口懸臂式自升式鉆井平臺還包括鉆臺滑移機構(gòu)50，其安裝于鉆井機構(gòu)30的下部，用于驅(qū)動鉆井機構(gòu)30在懸臂梁20上沿主船體10的橫向運動。懸臂梁20上方布置的鉆臺及井架可通過鉆臺移動裝置沿著懸臂梁20尾部橫向軌道橫向移動，最大移動距離為± 6.37米，鉆井作業(yè)范圍大、效率高。
[0034]本實施例中，如圖1、5、6所示，槽口懸臂式自升式鉆井平臺還包括張力平臺60，其設置于懸臂梁20的下部，當懸臂梁20處于初始位置時，張力平臺60處于槽口 11內(nèi)，未伸出主船體10。張力平臺60用于保證隔水管張力水平，由于槽口 11可完全容納張力平臺60，因此懸臂梁20滑移進船體時無須將張力平臺60提升至懸臂梁20內(nèi)，省去套管張力平臺60提升裝置，節(jié)約設備和操作成本。
[0035]如圖3所示，懸臂梁20首端設有管子堆場70，中部設有貓道機80及關(guān)節(jié)吊90，鉆井機構(gòu)30包括鉆臺31和井架32，鉆臺31與井架32通過螺栓緊固為一體，鉆臺31上可設有鐵鉆工等鉆井設備，能夠?qū)崿F(xiàn)高度自動化鉆井。
[0036]本實施例中，如圖1、3所示，槽口懸臂式自升式鉆井平臺的艏艉共設有三個固粧架100，呈三角形布置，與主船體10焊接為一體，固粧架100設置于主船體10基線以上較高位置，使得安裝于固粧架100上的升降裝置110和鎖緊裝置120在平臺最大吃水時免于波浪抨擊作用，既減小平臺所受荷載又有效地保護設備?；捦?30為三角形桁架式結(jié)構(gòu)，自上而下貫穿于各個固粧架100中，再經(jīng)下端的圓形粧靴最終傳遞給海底。
[0037]主船體10的甲板上設有3座平臺吊機140，甲板上布置鉆桿堆場150，堆場面積可達800m2。平臺的艏部設置挑出式生活樓160及直升機平臺170，生活樓的4層甲板上布置有應急發(fā)電機180，于保證機艙進水后，還能提供動力源。艉部粧腿130上設有預壓載潛水栗組190，用于插粧到位后平臺預壓載。設置四套錨泊裝置200，用于平臺插粧時錨泊定位。
[0038]本實施例的槽口懸臂式自升式鉆井平臺按拖航移位、放粧插粧、預壓升船、鉆井作業(yè)、降船拔粧等流程循環(huán)工作，實現(xiàn)在不同區(qū)域鉆井作業(yè)，具體如下所述。
[0039]當槽口懸臂式自升式鉆井平臺拖航至指定作業(yè)海域時，先在啟動錨泊裝置200，完成鉆井平臺的預定位。啟動鎖緊系統(tǒng)120和升降裝置110下放粧腿130和粧靴131，完成插粧作業(yè)。啟動預壓載潛水栗組190將海水打入主船體10壓載艙內(nèi)，進行平臺預壓，預壓完成后將海水重新排入海中，調(diào)整好平臺重心后啟動升降裝置110，將平臺被抬升至預定作業(yè)高度。
[0040]預壓升船完成后，此槽口懸臂式自升式鉆井平臺即可開始探井或鉆井作業(yè)。使用平臺吊機140將鉆桿由鉆桿堆場150移送至管子堆場70，再由關(guān)節(jié)吊90將鉆桿放置于貓道機80，將鉆桿送至鉆井機構(gòu)30的鉆臺31上，供鉆井使用。作業(yè)時先進行主船體10內(nèi)作業(yè)，再進行船體外部作業(yè)，根據(jù)井口位置要求，啟動懸臂梁20的滑移機構(gòu)40，使懸臂梁20沿設置于主船體10上的底座19向艉部滑移，或啟動鉆臺滑移機構(gòu)50實現(xiàn)鉆井機構(gòu)30的鉆臺31、井架32在懸臂梁20的尾部軌道26上橫向滑動，直至鉆臺31的轉(zhuǎn)盤中心對準預定井口位置，即可開始船體內(nèi)外區(qū)域鉆井作業(yè)。懸臂梁20外伸時，由鎖定部18頂部的鎖定板182實現(xiàn)上下鎖緊，由滑移機構(gòu)40實現(xiàn)前后運動，保證懸臂梁20外伸作業(yè)的安全性。
[0041]平臺完成鉆井作業(yè)后，再次啟動鉆臺滑移機構(gòu)50和懸臂梁20的滑移機構(gòu)40，使鉆井機構(gòu)30及懸臂梁20復位。然后啟動鎖緊裝置120和升降裝置110，進行降船拔粧作業(yè)，直至粧靴遠離海床達到拖航狀態(tài)預定高度，將平臺拖航至下一個作業(yè)區(qū)域進行作業(yè)。
[0042]綜上所述，該槽口懸臂式自升式鉆井平臺具有重量輕、作業(yè)效率和作業(yè)水深大、有甲板有效面積和可變荷載大、成本低等優(yōu)點，能夠在深水域和環(huán)境惡劣海況下作業(yè)。本發(fā)明有助于促進海洋工程鉆井裝備自主研發(fā)，對打破國外技術(shù)壟斷，推動我國海洋工程裝備走向高端市場具有重要意義，其技術(shù)水平達到國際水平，具有良好的市場前景，經(jīng)濟效益非?？捎^。
[0043]雖然已參照幾個典型實施例描述了本發(fā)明，但應當理解，所用的術(shù)語是說明和示例性、而非限制性的術(shù)語。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應當理解，上述實施例不限于任何前述的細節(jié)，而應在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應為隨附權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項】
1.一種槽口懸臂式自升式鉆井平臺，包括: 主船體，其船艉的端部設有槽口 ； 懸臂梁，其支撐于主船體上，且覆蓋槽口，并能夠沿著主船體的縱向在初始位置與超出位置之間運動，在初始位置時，懸臂梁整體位于主船體上，在超出位置時，懸臂梁至少部分的超出主船體，從主船體的船艉伸出； 鉆井機構(gòu)，其設置于懸臂梁上;及 滑移機構(gòu)，包括驅(qū)動部、第一連接部及第二連接部，第一連接部設置于主船體，第二連接部設置于懸臂梁，第一連接部與第二連接部嚙合，電機能夠驅(qū)動第一連接部運動，從而帶動第二連接部和懸臂梁共同運動。2.如權(quán)利要求1所述的槽口懸臂式自升式鉆井平臺，其中，驅(qū)動部為電機，其通過基座安裝于主船體，第一連接部為齒輪，其與電機的輸出軸連接，第二連接部為齒條，其沿著懸臂梁的縱向設置于懸臂梁的兩側(cè)，懸臂梁的兩側(cè)第二連接部通過相應的驅(qū)動部和第一連接部同步驅(qū)動。3.如權(quán)利要求2所述的槽口懸臂式自升式鉆井平臺，其中，懸臂梁包括一對縱壁和平行的連接于縱壁之間的頂層甲板、底層甲板及不連續(xù)的中間甲板，該對縱壁的下方設有一對支撐座，主船體上設有與支撐座對應的傳動部，懸臂梁通過支撐座支撐于傳動部上，懸臂梁運動時，支撐座與傳動部同步運動。4.如權(quán)利要求3所述的槽口懸臂式自升式鉆井平臺，其中，主船體上還設有至少一對導向部，每對導向部設置于傳動部的兩側(cè)，且臨近支撐座，導向部的高度大于或等于支撐座的高度。5.如權(quán)利要求4所述的槽口懸臂式自升式鉆井平臺，其中，主船體上設有多對導向部，導向部的位置對應于處于初始位置的懸臂梁的前部和中部以及船艉。6.如權(quán)利要求3所述的槽口懸臂式自升式鉆井平臺，其中，主船體上還設有至少一對鎖定部，每一對鎖定部包括一對導向板和一對鎖定板，該對導向板設置于傳動部的兩側(cè)，且臨近支撐座，該對鎖定板分別自該對導向板的上端延伸至支撐座的上方，并臨近支撐座的上方。7.如權(quán)利要求6所述的槽口懸臂式自升式鉆井平臺，其中，主船體上設有一對鎖定部，鎖定部的位置對應于處于初始位置的懸臂梁的中部;導向部、鎖定部與主船體焊接，在主船體下表面具有對應的加強部。8.如權(quán)利要求1所述的槽口懸臂式自升式鉆井平臺，其中，槽口的中心線位于主船體的縱向中心線上，槽口的周面設有框架式加強結(jié)構(gòu)，槽口內(nèi)作業(yè)區(qū)域占總作業(yè)區(qū)域的34%。9.如權(quán)利要求1所述的槽口懸臂式自升式鉆井平臺，其中，槽口懸臂式自升式鉆井平臺還包括鉆臺滑移機構(gòu)，其安裝于鉆井機構(gòu)的下部，用于驅(qū)動鉆井機構(gòu)在懸臂梁上沿主船體的橫向運動。10.如權(quán)利要求1所述的槽口懸臂式自升式鉆井平臺，其中，槽口懸臂式自升式鉆井平臺還包括張力平臺，其設置于懸臂梁的下部，當懸臂梁處于初始位置時，張力平臺處于槽口內(nèi)，未伸出主船體。
【文檔編號】B63B35/44GK106005293SQ201610412540
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月13日
【發(fā)明人】于衛(wèi)紅, 邱成國, 丁全智, 趙志朋, 葛濤, 趙國棟, 賈濤, 王秉權(quán)
【申請人】太重（天津）濱海重型機械有限公司