一種快速連接海上支持平臺與深水平臺的裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種快速連接海上支持平臺與深水平臺的裝置及方法。
【背景技術】
[0002]隨著海上深水油氣田開發(fā)戰(zhàn)略的不斷推進，深水平臺如張力腿平臺、半潛式平臺等不斷取代固定式平臺，深水平臺重量問題日趨凸顯。深水平臺通過依托支持平臺而工作，即深水平臺上只布置必要的井架等裝置，而用于鉆井或打調整井的泥漿系統(tǒng)、鉆井用電氣間、變壓器間等支持模塊及其操作人員則安排在支持平臺上，這樣能夠極大簡化深水平臺上部組塊，減輕深水平臺上部總重量，降低其支撐結構的耗材量，減少安裝難度和費用。
[0003]海上支持平臺用于深水平臺進行鉆井或打調整井作業(yè)時，為保持兩平臺間的相對距離，需要安裝棧橋及專門的連接裝置。目前國內在常規(guī)的自升式淺水支持平臺與固定式平臺間連接時通常采用棧橋等固定方式，支持平臺與深水平臺間連接的方式至今尚未進行研宄也沒有工程化的應用成果。由于深水平臺相對于常規(guī)固定導管架平臺存在垂向振蕩，支持平臺也有別于自升式淺水支持平臺，多為浮式平臺，除了存在垂向振蕩外，同時還有漂移運動，因此常規(guī)固定平臺棧橋與深水平臺連接模式已不再適用。目前還沒有經濟和簡易的方法解決兩個平臺間發(fā)生相對位移的問題。

【發(fā)明內容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種快速連接海上支持平臺與深水平臺的裝置及方法，該裝置在海上支持平臺與深水平臺之間發(fā)生相對位移時能夠自動調整兩者的位置關系。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案:一種快速連接海上支持平臺與深水平臺的裝置，其特征在于:它包括一液壓推進器、一導向器、一氣缸、一柱塞、一基座和一鎖緊器；所述液壓推進器包括兩間隔平行設置的液壓缸，兩所述液壓缸的固定端分別通過一第一支座轉動連接在海上支持平臺棧橋的底部，兩所述液壓缸的輸出端分別為一可伸縮的柱塞桿；所述導向器包括一導向塊和一一體設置在所述導向塊底部的支柱，所述導向塊可滑動地設置在所述海上支持平臺棧橋底部的導軌上，所述導向塊的一側通過兩第二支座轉動連接兩所述柱塞桿的端部；所述氣缸包括一呈筒狀且頂端封閉、底端開口的缸體，所述缸體的頂端固定連接在所述支柱的底端，所述缸體下口的內壁上緊固連接一襯墊；所述柱塞包括一通長的筒體，所述筒體的頂端貫穿所述襯墊的中心伸入所述缸體，所述缸體內部的筒體上上、下間隔設置兩柱塞體，每一所述柱塞體均為一環(huán)狀結構，其內側緊固套接在所述筒體上，外側與所述缸體內壁貼合；所述柱塞將所述缸體內部空間分隔成兩個腔室，兩所述柱塞體上方的腔室為上腔室，兩所述柱塞體下方的腔室為下腔室，所述上腔室和下腔室所對應的所述缸體外壁上分別設置一補氣閥；所述襯墊底部的所述筒體上套置一密封組件；所述鎖緊器設置在所述筒體的下端，其用于所述筒體與所述基座之間的鎖合/分離。
[0006]所述密封組件包括一位于所述襯墊下方且套置在所述筒體上的多級密封盤根、一位于所述多級密封盤根下方且套置在所述筒體上的壓套和一位于所述壓套下方且套置在所述筒體上的壓蓋，所述壓蓋通過螺紋連接所述筒體下口的外壁。
[0007]所述鎖緊器包括多個均勻緊固連接在所述筒體側壁上的第三支座，每一所述第三支座上均轉動連接一鎖爪，所述鎖爪的下端向靠近所述筒體的方向伸出，形成爪鉤；上端向遠離所述筒體的方向斜向上伸出，形成爪尾；中部與所述第三支座連接；所述鎖緊器還包括一鎖蓋，所述鎖蓋為中空結構，其頂部開有一螺紋孔，底部開有一圓孔，所述鎖蓋通過所述螺紋孔與所述筒體螺紋連接；所述鎖爪的上部位于所述鎖蓋的中空腔體內，且所述爪尾通過所述圓孔邊緣卡在所述鎖蓋的中空腔體內；所述鎖蓋的內壁下端呈向內漸縮的倒錐面；所述基座呈筒狀結構，其上端的外壁設置有一圈凸緣。
[0008]所述柱塞體為中空的環(huán)狀結構，所述柱塞體的外側壁上上、下間隔開設有多個環(huán)形凹槽，每一所述環(huán)形凹槽底部設置有多個與所述柱塞體內部連通的油道孔。
[0009]兩所述液壓缸的缸體上均設置有一進油口和出油口，兩所述液壓缸的進油口和出油口通過油液管路連接一多路換向閥，所述導向塊長度超過所述氣缸缸體外徑的1/2 ;所述氣缸的缸體上部設置有一放氣閥。
[0010]一種快速連接海上支持平臺與深水平臺的方法，它包括以下步驟:1)設置一快速連接海上支持平臺與深水平臺的裝置，將兩液壓缸的固定端分別通過一第一支座轉動連接在海上支持平臺棧橋的底部；將基座緊固連接在深水平臺的頂面；2)控制液壓推進器中的兩液壓缸，使兩液壓缸輸出端的柱塞桿同步伸出，推動導向器中的導向塊帶動氣缸在海上支持平臺棧橋底部的導軌上進行水平方向的移動，直至氣缸的軸線與位于深水平臺上的基座的軸線重合，完成所述裝置在水平方向的位置調整；3)控制鎖緊器打開，同時向下拉動柱塞，將筒體下端的鎖緊器與基座鎖合；4)調節(jié)所述裝置平衡:根據(jù)深水平臺的振蕩程度確定氣缸內的預設充氣壓力和預設振蕩平衡位置，調節(jié)柱塞到預設振蕩平衡位置，然后通過兩補氣閥同時向氣缸的上腔室和下腔室充氣，直到上腔室和下腔室內的氣壓均達到預設充氣壓力值。
[0011]本發(fā)明由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點:1、本發(fā)明設置了一液壓推進器，一導向器、一氣缸、一柱塞、一基座和一鎖緊器，以及一密封組件，通過液壓推進器的兩液壓缸提供動力給導向器的導向塊，能夠實現(xiàn)深水平臺水平位移調整，通過鎖緊器使氣缸內的柱塞體與基座快速鎖合/分離，本發(fā)明能夠完成支持平臺和深水平臺快速鎖合/分離；氣缸上下腔室對應氣缸外壁分別設置的一補氣閥，通過氣缸和兩補氣閥以及柱塞的兩柱塞體形成的氣驅機構完成震蕩位移的調整，本發(fā)明在海上支持平臺與深水平臺之間發(fā)生相對位移時能夠自動調整兩者的位置關系。2、本發(fā)明的氣缸柱塞由于設置了雙柱塞體結構，且每一柱塞體為中空的環(huán)狀結構，柱塞體能夠避免與氣缸發(fā)生偏磨；在柱塞體外側壁上上、下間隔開設有多個環(huán)形凹槽，每一環(huán)形凹槽底部設置有多個與柱塞體內部連通的油道孔，柱塞體內部可以用來容納潤滑油，當柱塞工作時，因此潤滑油將通過油道孔流入環(huán)形凹槽中對柱塞體進行潤滑，從而使柱塞相對于氣缸的移動平滑、順暢。3、本發(fā)明的密封組件由于設置了一位于襯墊下方且套置在筒體上的多級密封盤根和一位于多級密封盤根下方且套置在筒體上的壓套以及一位于壓套下方且套置在筒體上的壓蓋，壓蓋通過螺紋連接筒體下口的外壁，通過旋緊壓蓋，使壓套產生軸向位移，從而壓縮多級密封盤根使其徑向變形增大，因此能夠保證氣缸的密封效果。4、本發(fā)明鎖緊器的鎖爪下端向靠近筒體的方向伸出，形成爪鉤；上端向遠離筒體的方向斜向上伸出，形成爪尾；中部與支座連接；鎖緊器的鎖蓋為中空結構，且鎖爪的上部位于鎖蓋的中空腔體內，爪尾通過圓孔邊緣卡在鎖蓋的中空腔體內；鎖蓋的內壁下端呈向內漸縮的倒錐面；鎖蓋上移時，爪尾在鎖蓋呈倒錐面的內壁的推動下會向靠近筒體的方向轉動，爪鉤向遠離筒體的方向轉動，全部的鎖爪將張開；當鎖蓋下移時，全部的鎖爪將收攏，能夠實現(xiàn)鎖緊器與基座的快速鎖合/分離。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結構示意圖
[0013]圖2是本發(fā)明中液壓推進器的工作流程示意圖
[0014]圖3是本發(fā)明中導向器、氣缸及密封器的結構示意圖
[0015]圖4是本發(fā)明中柱塞和鎖緊器的結構簡圖
[0016]圖5是本發(fā)明鎖緊器的仰視示意圖
[0017]圖6是本發(fā)明的作業(yè)流程示意圖
[0018]圖7是本發(fā)明的調整振蕩位移機理示意圖
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。
[0020]如圖1所不，本發(fā)明包括一液壓推進器1、一導向器2、一氣缸3、一柱塞4、一基座5和一鎖緊器6。
[0021]如圖2所示，本發(fā)明的液壓推進器I包括兩間隔平行設置的液壓缸11，兩液壓缸11的固定端分別通過一支座12轉動連接在海上支持平臺棧橋7的底部，兩液壓缸11的輸出端分別為一可伸縮的柱塞桿13。
[0022]如圖3所不，本發(fā)明的導向器2包括一導向塊21和體設置在導向塊21底部的支柱22。導向塊21可滑動地設置在海上支持平臺棧橋7底部的導軌上，導向塊21的一側通過兩支座14轉動連接兩柱塞桿13的端部。
[0023]如圖1、圖3所示，本發(fā)明的氣缸3包括一呈筒狀且頂端封閉、底端開口的缸體31，缸體31的頂端固定連接在支柱22的底端，在缸體31下口的內壁上緊固連接一襯墊32。
[0024]如圖1、圖3、圖4所示，本發(fā)明的柱塞4包括一通長的筒體41，筒體41的頂端貫穿襯墊32的中心伸入缸體31，在位于缸體31內部的筒體41上上、下間隔設置兩柱塞體42，每一柱塞體42均為一環(huán)狀結構，其內側緊固套接在筒體41上，外側與缸體31內壁貼合。柱塞4將缸體31內部空間分隔成兩個腔室，其中，兩柱塞體42上方的腔室為上腔室，兩柱塞體42下方的腔室為下腔室，在上腔室和下腔室所對應的缸體31外壁上分別設置一補氣閥34。在位于襯墊32底部的筒體41上套置一密封組件8。
[0025]如圖4所示，本發(fā)明的鎖緊器6設置在筒體41的下端，其用于筒體41與基座5之間的鎖合/分離。
[0026]上述實施例中，如圖3所示，密封組件8包括一位于襯墊32下方且套置在筒體41上的多級密封盤根81、一位于多級密封盤根81下方且套置在筒體41上的壓套82和一位于壓套82下方且套置在筒體41上的壓蓋83，壓蓋83通過螺紋連接筒體41下口的外壁，通過旋緊壓蓋83，可以使壓套82產生軸向位移，從而壓縮多級密封盤根81使其徑向變形增大，能夠保證氣缸3的密封效果。
[0027]上述實施例中，如圖4、圖5所示，鎖緊器6包括多個均勻緊固連接在筒體42側壁上的支座61，在每一支座61上均轉動連接一鎖爪62。鎖爪62的下端向靠近筒體42的方向伸出，形成爪鉤；上端向遠離筒體42的方向斜向上伸出，形成爪尾；中部與支座61連接。鎖緊器6還包括一鎖蓋63，鎖蓋63為中空結構，其頂部開有一螺紋孔，底部開有一圓孔，