懸臂梁及鉆井平臺的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種懸臂梁及使用了該種懸臂梁的鉆井平臺。
【背景技術】
[0002]在海洋工程、橋梁工程、或者其他對結構重量有苛刻要求的領域，對結構不僅有一定的重量指標要求，還有更高的技術指標要求，如剛度、強度等，具體的有抗彎剛度、抗彎強度、抗拉剛度、抗拉強度、抗壓剛度、抗壓強度、抗沖擊剛度、抗沖擊強度等。如果結構部件由全金屬材料制得，要使結構達到一定的技術指標要求，該結構不僅體積龐大，而且重量很大。以懸臂梁為例，如果是全金屬懸臂梁，要想使其具有更高的技術指標，即需要增大懸臂梁的尺寸，從而增加了懸臂梁自身的重量及其所占用的空間，這不僅會對結構中其他部件的空間布置造成困難，還會使整個產品背上沉重的重量負擔，降低了結構承載其他物體的承載能力。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種懸臂梁。
[0004]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn):
[0005]懸臂梁，其特征在于，包括至少一個第一柱體;所述第一柱體包括第一纖維增強材料層。
[0006]優(yōu)選地是，所述第一纖維增強層為第一纖維增強材料線或第一纖維增強材料帶纏繞后加熱固化形成。
[0007]優(yōu)選地是，所述第一纖維材料層的外部還包覆有第二纖維增強材料層。
[0008]優(yōu)選地是，所述第二纖維增強材料層為第二纖維增強材料線或第二纖維增強材料帶纏繞所述第一纖維材料層的外表面后加熱固化形成。
[0009]優(yōu)選地是，所述第一柱體設有第一通孔;所述第一通孔沿所述第一柱體的軸向延伸。
[0010]優(yōu)選地是，還包括多個支撐條;所述支撐條沿垂直于所述第一柱體軸向的方向延伸，設置在所述第一通孔的內表面上或所述第一通孔的開口處，所述支撐條呈T型、L型、I型、U型或口字型，支撐條可由鋼或復合材料制得。所述支撐條用以提供支撐。
[0011 ]優(yōu)選地是，所述第一柱體的個數(shù)為至少兩個;所有所述第一柱體軸向相互平行地排列;第三纖維增強材料線或第三纖維增強材料帶依次纏繞所有所述第一柱體后加熱固化形成第三纖維增強材料層，，所述第三纖維增強材料層包覆在所有所述第一主體之外。第三纖維增強材料層將所有所述第一柱體連接在一起。
[0012]優(yōu)選地是，所述第一纖維材料層和所述第二纖維增強材料層之間、所述第三纖維增強材料層和所述第一柱體之間、以及相鄰的兩個所述柱體之間中的一處或任意幾處設有填充材料層。
[0013]優(yōu)選地是，所述填充材料層由格柵結構材料、蜂窩結構材料、波浪結構材料和泡沫結構材料中的一種或任意幾種組成;所述格柵結構材料上的孔或所述蜂窩結構材料上的孔沿垂直于所述第一柱體軸向的方向延伸。填充材料層由高分子材料制得。
[0014]優(yōu)選地是，所述填充材料層由至少一層格柵板或至少一層蜂窩板組成。
[0015]優(yōu)選地是，所述填充材料層由至少兩層格柵板、至少兩層蜂窩板、或者至少一層格柵板和至少一層蜂窩板沿垂直于所述第一柱體軸向的方向依次疊加形成;其中任一格柵板或蜂窩板上的孔與相鄰的格柵板或蜂窩板上的孔非同軸設置。
[0016]優(yōu)選地是，所述填充材料層由至少一層泡沫塑料板組成;所述泡沫板內設有加強件。加強件由鋼或復合材料制得。
[0017]優(yōu)選地是，所述第一柱體為棱柱；當所述第一柱體的數(shù)量為至少兩個時，第三纖維增強材料層包覆所有第一柱體，形成第二柱體，第二柱體為棱柱。
[0018]優(yōu)選地是，所述棱柱為長方體或正方體。
[0019]優(yōu)選地是，還包括至少一個鋼板;所述鋼板覆蓋所述第一柱體的外表面或所述第二柱體的外表面。
[0020]優(yōu)選地是，所述鋼板的數(shù)量為至少兩個;其中兩個所述鋼板上設有卡槽;所述第一柱體上沿垂直于所述第一柱體軸向的方向的兩端分別插入其中一個所述鋼板的卡槽內；所述卡槽限制所述第一柱體沿垂直于軸向的方向移動;或者，所述第二柱體上沿垂直于軸向的方向的兩端分別插入其中一個所述第一鋼板的卡槽內；所述卡槽限制所述第二柱體沿垂直于軸向的方向移動。
[0021]優(yōu)選地是，所述鋼板的數(shù)量為至少兩個;其中兩個所述鋼板分別覆蓋在所述第一柱體或所述第二柱體上沿垂直于軸向的方向的兩個面上；所述兩個鋼板上設有滑片或滑槽;所述滑片或所述滑槽沿所述第一柱體的軸向延伸;所述滑片或所述滑槽與待安裝所述懸臂梁的設備上的滑槽或滑片相配合，使所述懸臂梁可滑動地設置在該設備上。
[0022]優(yōu)選地是，所述第一纖維增強材料層為第一纖維增強樹脂層;所述第一纖維增強層包括第一纖維和第一樹脂;所述第二纖維增強材料層為第二纖維增強樹脂層;所述第二纖維增強層包括第二纖維和第二樹脂;所述第三纖維增強材料層為第三纖維增強樹脂層；所述第三纖維增強層包括第三纖維和第三樹脂;所述第一纖維、所述第二纖維和所述第三纖維相同或不同；所述第一纖維、第二纖維和第三纖維相同或不同選自玻璃纖維、碳纖維、金屬纖維、硼纖維、石棉纖維、芳綸纖維、奧綸纖維、聚酯纖維、尼龍纖維、維尼綸纖維、聚丙烯纖維、聚酰亞胺纖維、棉纖維和劍麻中的一種或任意幾種;所述第一樹脂、所述第二樹脂和所述第三樹脂相同或不同；所述第一樹脂、所述第二樹脂和所述第三樹脂選自環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基樹脂、苯并噁嗪樹脂、聚酰亞胺樹脂、雙馬來酰亞胺樹脂中的一種或任意幾種。
[0023]本發(fā)明的另一個目的是提供一種鉆井平臺。
[0024]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn):
[0025]鉆井平臺；其特征在于，包括:
[0026]上述懸臂梁；所述懸臂梁設有第二通孔;所述第二通孔沿垂直于所述第一柱體軸向的方向貫穿所述懸臂梁；
[0027]鉆具;所述鉆具可移動地設置在所述懸臂梁上;所述鉆具可穿過所述第二通孔地設置;所述鉆具移動后穿過所述第二通孔進行鉆井作業(yè)。
[0028]優(yōu)選地是，還包括滑軌;所述滑軌自所述懸臂梁向所述懸臂梁以外區(qū)域延伸;所述鉆具設置在所述滑軌上，且可沿所述滑軌移動。
[0029]本發(fā)明的另一個目的是提供另一種鉆井平臺。
[0030]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn):
[0031]鉆井平臺，其特征在于，包括:
[0032]至少兩個上述懸臂梁;所述至少兩個懸臂梁間隔設置；
[0033]滑軌;所述滑軌的兩端分別與任意兩個所述懸臂梁連接；
[0034]鉆具;所述鉆具設置在所述滑軌上，且可沿所述滑軌移動。
[0035]本發(fā)明的懸臂梁，充分利用了纖維增強材料的可設計性和疲勞性等性能，使其具有優(yōu)異的抗彎曲變形、抗扭轉變形的能力。第一纖維增強樹脂層12為碳纖維增強樹脂層時，其抗沖擊性差，易受外界環(huán)境的影響，因此在碳纖維增強樹脂層的外表面再設置玻璃纖維增強樹脂層，可以增強懸臂梁的抗沖擊性。同時，第二纖維選用玻璃纖維，可增強懸臂梁的耐腐蝕性能，起到保護作用，延長懸臂梁的使用壽命，擴大懸臂梁的應用范圍。與全金屬懸臂梁相比，在達到相同的各項力學指標的情況下，本發(fā)明的懸臂梁具有明顯的重量優(yōu)勢、體積優(yōu)勢和更高的安全系數(shù)，可減輕50%的重量。這也就意味著，與全金屬懸臂梁相比，在達到相同的各項力學指標的情況下，本發(fā)明的懸臂梁的重量更輕，可提高安裝懸臂梁的設備承載其他部件的能力，提高生產能力及利潤。與全金屬懸臂梁相比，重量相等截面積相同的情況下，本發(fā)明的懸臂梁抗彎曲變形、抗扭轉變形的能力均提升40 %?60 %。這也就意味著，與全金屬懸臂梁相比，重量相等截面積相同的情況下，本發(fā)明的懸臂梁的挑出長度更長，從而可提高懸臂梁可覆蓋的作業(yè)范圍，提高生產能力及利潤。因此，本發(fā)明的懸臂梁將在海洋工程、航空航天、重型機械、汽車等領域有著光明的應用前景。
[0036]在達到相同的抗彎曲變形能力和抗扭轉變形能力的情況下，本發(fā)明的懸臂梁的重量僅為全金屬懸臂梁的重量的50%。也就是說，采用本發(fā)明的懸臂梁代替全金屬懸臂梁，可減輕搬運所需