一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁滑移裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及移動(dòng)式鉆井設(shè)施領(lǐng)域，特別是一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁滑移裝置，其包括：多級(jí)行星減速器，其旁設(shè)置有動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)其內(nèi)部齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向能夠改變；滑移機(jī)體，其安裝于平臺(tái)主甲板上，滑移機(jī)體內(nèi)部設(shè)置有齒輪副，該齒輪副與多級(jí)行星減速器的輸出軸連接，滑移機(jī)體外部安裝有由齒輪副輸出軸驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)齒輪，滑移機(jī)體外部還安裝有滾輪組件，其位于驅(qū)動(dòng)齒輪的上方或下方，滾輪組件與驅(qū)動(dòng)齒輪間平放安裝有齒條，齒條一側(cè)的齒與驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合，齒條另一側(cè)與滾輪組件配合，齒條與懸臂梁固定連接；本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種安全可靠性高、承載能力大、工作效率高、定位準(zhǔn)確、懸臂梁滑移裝置。
【專利說明】一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁滑移裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及移動(dòng)式鉆井設(shè)施領(lǐng)域，特別是一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁滑移裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在海洋油氣勘探開發(fā)中，自升式鉆井平臺(tái)是目前應(yīng)用最為廣泛的移動(dòng)式鉆井設(shè)施，懸臂梁滑移裝置負(fù)責(zé)鉆井平臺(tái)在不同井位間的移動(dòng)及定位，以便完成多井位鉆井作業(yè)?；蒲b置的設(shè)計(jì)在平臺(tái)設(shè)計(jì)中歷來受到高度重視，其性能的優(yōu)劣直接影響平臺(tái)的安全和使用效果。
[0003]目前，自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁滑移裝置大多采用液壓插銷步進(jìn)式滑移裝置，該裝置的缺點(diǎn)有:
1.懸臂梁側(cè)部插銷導(dǎo)軌面必須開孔，以便插銷順利插入，才能保證滑移液壓缸推動(dòng)懸臂梁平移。插銷導(dǎo)軌面開孔加工困難，特別是軌道較長時(shí)開孔較困難，增加了加工成本。
[0004]2.插銷移動(dòng)時(shí)，插銷頂部與導(dǎo)軌面直接接觸，摩擦力較大時(shí)易造成導(dǎo)軌面劃傷，同時(shí)，插銷工作時(shí)，插銷與導(dǎo)軌上的相應(yīng)的插銷孔處應(yīng)力集中較大，往往導(dǎo)致導(dǎo)軌插銷孔處局部損傷，可靠性差且承載能力受限。
[0005]3.懸臂梁反向滑移時(shí)，需要人工手動(dòng)將插銷換向，同時(shí)插銷式滑移裝置為步行方式平移，工作效率相對(duì)較低且難以準(zhǔn)確定位。
[0006]4.滑移液壓數(shù)量較多且對(duì)滑移液壓的同步性要求較高，控制難度較大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種、安全可靠性高、承載能力大、工作效率高、定位準(zhǔn)確、的懸臂梁滑移裝置。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁滑移裝置，其安裝于平臺(tái)主甲板上，位于所述懸臂梁旁，其包括:
滑移機(jī)體，其鉸接在所述平臺(tái)主甲板上；
驅(qū)動(dòng)齒輪，其安裝在所述滑移機(jī)體上，并由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，且驅(qū)動(dòng)齒輪的數(shù)量為一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)；
滾輪組件，其安裝在所述滑移機(jī)體上，數(shù)量為一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)；
齒條，其固定在懸臂梁上，所述齒條的一側(cè)與所述驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合，且所述齒條的另一側(cè)與滾輪組件配合。
[0009]本發(fā)明采用了齒輪驅(qū)動(dòng)齒條的方式來帶動(dòng)懸臂梁的移動(dòng)，與現(xiàn)有技術(shù)采用液壓插銷步進(jìn)式方式相比，不再需要在懸臂梁側(cè)部插銷導(dǎo)軌面開孔，安全可靠性高、承載能力大，而懸臂梁反向滑移時(shí)，只需要控制驅(qū)動(dòng)裝置使驅(qū)動(dòng)齒輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)即可，工作效率高、定位準(zhǔn)確，當(dāng)有多個(gè)本發(fā)明滑移裝置時(shí)，只需統(tǒng)一控制開關(guān)即可，控制難度低；所述齒條被驅(qū)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)齒輪于齒條的嚙合力對(duì)滑移機(jī)體底部鉸鏈節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)生力矩作用，從而使滑移機(jī)體繞鉸鏈節(jié)點(diǎn)微小轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，位于齒條上部或下部的滾輪組件與齒條上或下平面接觸產(chǎn)生的作用力，對(duì)下部鉸鏈節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生反向力矩，該反向力矩和驅(qū)動(dòng)齒輪于齒條的嚙合力對(duì)滑移機(jī)體底部鉸鏈節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)生力矩相互平衡，這樣可以浮動(dòng)調(diào)整驅(qū)動(dòng)齒輪和齒條之間的工作側(cè)隙，同時(shí)齒條和懸臂梁固定連接，使滑移機(jī)體保持平衡。
[0010]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括多級(jí)行星減速器和傳動(dòng)部件，所述多級(jí)行星減速器旁設(shè)置有動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)其內(nèi)部齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述傳動(dòng)部件包括設(shè)置在滑移機(jī)體內(nèi)部的齒輪副，該齒輪副與所述多級(jí)行星減速器的輸出軸連接，所述齒輪副輸出軸驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)齒輪，所述多級(jí)行星減速器安裝在所述滑移機(jī)體側(cè)面，位于與所述滾輪組件、驅(qū)動(dòng)齒輪相對(duì)的一側(cè)，集成度更高，節(jié)約空間。
[0011]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述滑移機(jī)體底部鉸接于所述平臺(tái)主甲板上，滑移機(jī)體能夠繞該鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的平面與齒條移動(dòng)平面平行，所述齒條焊接于所述懸臂梁側(cè)部，所述滾輪組件包括:
滾輪軸，其固定安裝于所述滑移機(jī)體側(cè)面；
關(guān)節(jié)軸承，其套裝在所述滾輪軸上；
滾輪，其套裝在所述關(guān)節(jié)軸承上。
[0012]所述滾輪組件中的關(guān)節(jié)軸承具有一定的旋轉(zhuǎn)角度余量，可以自動(dòng)補(bǔ)償齒條上的形位誤差。
[0013]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述動(dòng)力源為電機(jī)，安裝在多級(jí)行星減速器的輸入端，與多級(jí)行星減速器的輸入軸連接。
[0014]電機(jī)轉(zhuǎn)速較快，通過多級(jí)行星減速器、滑移機(jī)體內(nèi)的齒輪副減速增矩，對(duì)懸臂梁產(chǎn)生低速的、大扭矩的驅(qū)動(dòng)，使懸臂梁的移動(dòng)更穩(wěn)定。
[0015]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述滾輪組件數(shù)量、驅(qū)動(dòng)齒輪數(shù)量均等于兩個(gè)，兩個(gè)滾輪組件位于同一高度，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪位于同一高度，所述齒條平放于所述滾輪與驅(qū)動(dòng)齒輪之間。
[0016]該結(jié)構(gòu)使對(duì)齒條的夾持更穩(wěn)定。
[0017]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述平臺(tái)主甲板上固定安裝有固定支座，其上設(shè)置有銷軸孔，所述滑移機(jī)體下端設(shè)置有與固定支座上銷軸孔相同大小的銷軸孔，通過一銷軸穿過所述兩個(gè)銷軸孔，使所述滑移機(jī)體鉸接于固定支座上。
[0018]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述滾輪軸為階梯形軸，其大徑端通過螺栓固定于所述滑移機(jī)體側(cè)面，所述關(guān)節(jié)軸承安裝于所述滾輪軸的小徑端，通過一蓋板限位。
[0019]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述驅(qū)動(dòng)齒輪位于所述滾輪組件下方，所述齒條底部設(shè)置齒，與驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合，所述齒條頂部為平面，與所述滾輪下方配合，所述齒條頂部與所述滾輪間設(shè)置有初始安裝間隙，保證驅(qū)動(dòng)齒輪和齒條的重合度大于1，滿足連續(xù)嚙合的條件。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:
安全可靠性高、承載能力大、工作效率高、定位準(zhǔn)確，驅(qū)動(dòng)齒輪相對(duì)于齒條是浮動(dòng)安裝的，可以有效地減少齒條在長度方向上的幾何變形或彎曲對(duì)傳動(dòng)的影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的俯視的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)齒輪與齒條布置示意圖。
[0023]圖3是本發(fā)明的側(cè)面布置示意圖。
[0024]圖4是本發(fā)明的滾輪組件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中標(biāo)記:1_滑移機(jī)體，2-齒條，3-滾輪組件，4-驅(qū)動(dòng)齒輪，5-固定支座，6-平臺(tái)主甲板，7-懸臂梁，8-制動(dòng)器，9-電機(jī)，10-多級(jí)行星減速器，11-小齒輪，12-大齒輪，13-銷軸，14-滾輪,15-關(guān)節(jié)軸承，16-滾輪軸，17-蓋板。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合實(shí)施例及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
[0027]實(shí)施例1
一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁I滑移裝置，其安裝于平臺(tái)主甲板6上，位于所述懸臂梁7旁，其包括:
多級(jí)行星減速器10，其安裝在所述滑移機(jī)體I側(cè)面，位于與所述滾輪組件3、驅(qū)動(dòng)齒輪4相對(duì)的一側(cè)，多級(jí)行星減速器10旁設(shè)置有動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)其內(nèi)部齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向能夠改變；
滑移機(jī)體1，其安裝于所述平臺(tái)主甲板6上，所述滑移機(jī)體I內(nèi)部設(shè)置有齒輪副，該齒輪副與所述多級(jí)行星減速器10的輸出軸連接，由其驅(qū)動(dòng)，所述滑移機(jī)體I外部安裝有由所述齒輪副輸出軸驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)齒輪4，其數(shù)量等于或大于兩個(gè)，所述滑移機(jī)體I外部還安裝有滾輪組件3，其位于所述驅(qū)動(dòng)齒輪4的上方或下方，滾輪組件3與所述兩個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪4間平放安裝有齒條2，齒條2 —側(cè)的齒與所述驅(qū)動(dòng)齒輪4嚙合，齒條2另一側(cè)與所述滾輪組件3配合，所述齒條2與所述懸臂梁7固定連接。
[0028]本實(shí)施例中，所述滑移機(jī)體I底部鉸接于所述平臺(tái)主甲板6上，所述齒條2焊接于所述懸臂梁7側(cè)部；所述動(dòng)力源為電機(jī)9，安裝在多級(jí)行星減速器10的輸入端，與多級(jí)行星減速器10的輸入軸連接，所述多級(jí)行星減速器10內(nèi)設(shè)置有三級(jí)行星齒輪，從電機(jī)9的輸出軸與多級(jí)行星減速器10的輸入端連接處開始，到多級(jí)行星減速器10的輸出軸，進(jìn)行減速增矩(降低轉(zhuǎn)速增大扭矩)，滑移機(jī)體I內(nèi)的齒輪副為至少兩副，多級(jí)行星減速器10的輸出軸所連接的齒輪副處，為齒輪副內(nèi)的小齒輪11，其數(shù)量為一個(gè)，該小齒輪11分別與至少兩個(gè)齒輪副內(nèi)的大齒輪12連接，大齒輪12的軸再通過齒輪副的輸出軸連接驅(qū)動(dòng)齒輪4，實(shí)現(xiàn)力的傳遞，從多級(jí)行星減速器10輸出軸與齒輪副的輸入軸連接處開始，至所述齒輪副的輸出軸與驅(qū)動(dòng)齒輪4連接處，能夠進(jìn)行一次減速增矩，同時(shí)把多級(jí)行星減速器10的唯一輸出軸的輸出力，通過齒輪副分?jǐn)偟津?qū)動(dòng)齒輪4上；所述電機(jī)9的輸出軸上安裝有制動(dòng)器8，不工作時(shí)處于制動(dòng)狀態(tài)，懸臂梁7滑移時(shí)，將制動(dòng)器8解鎖。
[0029]本實(shí)施例中，所述滾輪組件3數(shù)量等于兩個(gè)，單個(gè)的滾輪組件3包括:
滾輪軸16，其固定安裝于所述滑移機(jī)體I側(cè)面；
關(guān)節(jié)軸承15，其套裝在所述滾輪軸16上；
滾輪14，其套裝在所述關(guān)節(jié)軸承15上。
[0030]所述滾輪軸16為階梯形軸，其大徑端通過螺栓固定于滑移機(jī)體I側(cè)面，所述關(guān)節(jié)軸承15安裝于所述滾輪軸16的小徑端，通過一蓋板17限位
本實(shí)施例中，所述驅(qū)動(dòng)齒輪4數(shù)量等于兩個(gè)，兩個(gè)滾輪組件3位于同一高度，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪4位于同一高度，所述驅(qū)動(dòng)齒輪4位于所述滾輪組件3下方，所述齒條2底部設(shè)置齒，與驅(qū)動(dòng)齒輪4嚙合，所述齒條2頂部為平面，與所述滾輪14下方配合，所述齒條2頂部與所述滾輪14間設(shè)置有初始安裝間隙，保證驅(qū)動(dòng)齒輪4和齒條2的重合度大于1，小于1.981，所述滾輪組件3、驅(qū)動(dòng)齒輪4上下對(duì)應(yīng)安裝，所述齒條2平放于所述滾輪14與驅(qū)動(dòng)齒輪4之間。
[0031]所述平臺(tái)主甲板6上固定安裝有固定支座5，其上設(shè)置有銷軸孔，所述滑移機(jī)體I下端設(shè)置有與固定支座5上銷軸孔相同大小的銷軸孔，通過一銷軸13穿過所述兩個(gè)銷軸孔，使所述滑移機(jī)體I鉸接于固定支座5上，上述結(jié)構(gòu)使兩個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪4相對(duì)于齒條2浮動(dòng)安裝，這樣可以有效地減少齒條2在長度方向上的幾何變形或彎曲對(duì)傳動(dòng)的影響。
[0032]工作過程:
制動(dòng)器8安裝在電機(jī)9的輸出軸上，不工作時(shí)處于制動(dòng)狀態(tài)；懸臂梁7滑移時(shí)，將制動(dòng)器8解鎖，啟動(dòng)電機(jī)9，通過多級(jí)行星減速器10、小齒輪11與大齒輪12齒輪傳動(dòng)減速增矩后，分別驅(qū)動(dòng)兩組驅(qū)動(dòng)齒輪4與固定在懸臂梁7上的齒條2的嚙合。驅(qū)動(dòng)齒輪4于齒條2的嚙合力對(duì)滑移機(jī)體I下部鉸鏈節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)生力矩作用，從而使滑移機(jī)體I繞鉸鏈節(jié)點(diǎn)微小轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，位于齒條2上部的滾輪組件3與齒條2上平面接觸產(chǎn)生的作用力，對(duì)下部鉸鏈節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生反向力矩，該反向力矩和驅(qū)動(dòng)齒輪4與齒條2的嚙合力對(duì)滑移機(jī)體I下部鉸鏈節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)生力矩相互平衡，這樣可以浮動(dòng)調(diào)整驅(qū)動(dòng)齒輪4和齒條2之間的工作側(cè)隙。
[0033]調(diào)整滾輪組件3與齒條2上部的初始安裝間隙，可以保證驅(qū)動(dòng)齒輪4和齒條2的重合度大于1，滿足連續(xù)嚙合條件。
[0034]兩組驅(qū)動(dòng)齒輪4和齒條2的嚙合力可分為水平方向分力和豎直方向分力，豎直方向分力可以平衡部分懸臂梁7自重，從而減小其因自重造成的滑移摩擦阻力；水平方向分力驅(qū)動(dòng)懸臂梁7低速連續(xù)滑移，從而完成懸臂梁7滑移作業(yè)。
[0035]懸臂梁7滑移作業(yè)完成后，電機(jī)9失電后，制動(dòng)器8處于制動(dòng)狀態(tài)，從而將懸臂梁7安全可靠地鎖定在相應(yīng)位置。
【權(quán)利要求】
1.一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁滑移裝置，其安裝于平臺(tái)主甲板上，位于所述懸臂梁旁，其包括: 滑移機(jī)體，其鉸接在所述平臺(tái)主甲板上； 驅(qū)動(dòng)齒輪，其安裝在所述滑移機(jī)體上，并由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，且驅(qū)動(dòng)齒輪的數(shù)量為一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)； 滾輪組件，其安裝在所述滑移機(jī)體上，數(shù)量為一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)； 齒條，其固定在懸臂梁上，所述齒條的一側(cè)與所述驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合，所述齒條的另一側(cè)與滾輪組件配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁滑移裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括多級(jí)行星減速器和傳動(dòng)部件，所述多級(jí)行星減速器旁設(shè)置有動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)其內(nèi)部齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述傳動(dòng)部件包括設(shè)置在滑移機(jī)體內(nèi)部的齒輪副，該齒輪副與所述多級(jí)行星減速器的輸出軸連接，所述齒輪副輸出軸驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)齒輪，所述多級(jí)行星減速器安裝在所述滑移機(jī)體側(cè)面，位于與所述滾輪組件、驅(qū)動(dòng)齒輪相對(duì)的一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁滑移裝置，其特征在于，所述齒條焊接于所述懸臂梁側(cè)部，所述滾輪組件包括: 滾輪軸，其固定安裝于所述滑移機(jī)體側(cè)面； 關(guān)節(jié)軸承，其套裝在所述滾輪軸上； 滾輪，其套裝在所述關(guān)節(jié)軸承上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁滑移裝置，其特征在于，所述動(dòng)力源為電機(jī)，安裝在多級(jí)行星減速器的輸入端，與多級(jí)行星減速器的輸入軸連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁滑移裝置，其特征在于，所述滾輪組件數(shù)量、驅(qū)動(dòng)齒輪數(shù)量均等于兩個(gè)，兩個(gè)滾輪組件位于同一高度，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪位于同一高度，所述齒條平放于所述滾輪組件與所述驅(qū)動(dòng)齒輪之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁滑移裝置，其特征在于，所述平臺(tái)主甲板上固定安裝有固定支座，其上設(shè)置有銷軸孔，所述滑移機(jī)體下端設(shè)置有與固定支座上銷軸孔相同大小的銷軸孔，通過一銷軸穿過所述兩個(gè)銷軸孔，使所述滑移機(jī)體鉸接于固定支座上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁滑移裝置，其特征在于，所述滾輪軸為階梯形軸，其大徑端通過螺栓固定于所述滑移機(jī)體側(cè)面，所述關(guān)節(jié)軸承安裝于所述滾輪軸的小徑端，通過一蓋板限位。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種自升式鉆井平臺(tái)懸臂梁滑移裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)齒輪位于所述滾輪組件下方，所述齒條底部設(shè)置齒，與驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合，所述齒條頂部為平面，與所述滾輪下方配合，所述齒條頂部與所述滾輪間設(shè)置有初始安裝間隙，保證驅(qū)動(dòng)齒輪和齒條的重合度大于I。
【文檔編號(hào)】E02B17/08GK104264647SQ201410531095
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】石會(huì)立, 張廷忠, 張澤 申請(qǐng)人:四川宏華石油設(shè)備有限公司