夾緊裝置和用于位置固定地定位驅(qū)動軸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1和13的前序部分特征所述的用于輸送栗的驅(qū)動軸的夾緊裝置和用于位置固定地定位輸送栗的驅(qū)動軸的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]已知在鉆孔位置有截止閥，截止閥用于防止鉆孔壓力并且在面臨過壓的情況下通過快速鎖止截止閥可防止油和/或氣體噴出。對此的一個示例是所謂的防噴器。防噴器(簡稱Β0Ρ)是構(gòu)造在鉆孔頭部的設(shè)備，其在鉆孔、內(nèi)部生產(chǎn)安裝、檢測或維護工作期間用于防止在套管和管路之間的環(huán)形空間中或在未敷設(shè)管路的鉆孔中的鉆孔壓力。
[0003]Β0Ρ即在鉆孔位置處的輸送栗的特殊的閉合裝置或特殊的截止閥，其在突然過壓的情況下防止油或氣體噴濺。另外對于這種閉合裝置使用傳統(tǒng)上已知的簡稱Β0ΡΑ0Ρ尤其用作在深度鉆孔中的中央安全元件。在鉆孔位置處可布置單個的截止閥。但是特別優(yōu)選的是將多個截止閥與Β0Ρ組結(jié)合。多個Β0Ρ例如通過強大的液壓系統(tǒng)操作。使用多個Β0Ρ還意味著在高度的功能安全性方面冗余的設(shè)計。Β0Ρ直接安裝在鉆孔上方。因此在海底鉆孔時Β0Ρ直接位于海底處。
[0004]已知的例如在US5,875,841 B中描述的BOP包括中央殼體，中央殼體具有用于所輸送介質(zhì)的通道和用于驅(qū)動桿或拋光桿的通道。用于驅(qū)動桿的通道是用于使驅(qū)動桿進入鉆孔的開口。Β0Ρ還包括夾緊螺栓對(所謂的RAM)，其可布置成可變的，并因此形成圍繞驅(qū)動桿或拋光桿的密封部，以防止介質(zhì)的意外溢出。
[0005]US 5,765,813 B描述了一種Β0Ρ，其中，RAM螺栓的起密封作用的橡膠層在密封面的區(qū)域中被加強。該加強在于，RAM螺栓芯部包括指向外的肋條。肋條用于在Β0Ρ承受高的壓力時防止橡膠層被擠出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種夾緊裝置，其除了已知的密封功能之外，對此適合在必要時、例如在必須更換驅(qū)動器頭部等的維護工作的情況下可靠地定位輸送栗的驅(qū)動軸。該目的尤其在于提供一種能夠可靠地保持具有大質(zhì)量的驅(qū)動軸的夾緊裝置。
[0007]該目的通過包括在專利權(quán)利要求1和13中的特征的用于輸送栗的驅(qū)動軸的夾緊裝置和用于位置固定的在空間上定位輸送栗的驅(qū)動軸的方法實現(xiàn)。其他的有利設(shè)計方案通過從屬權(quán)利要求描述。
[0008]本發(fā)明涉及用于將輸送栗的驅(qū)動軸定位在鉆孔的上升管路中的夾緊裝置，夾緊裝置尤其用于可靠地夾緊驅(qū)動軸。夾緊裝置包括用于驅(qū)動軸的安全機構(gòu)，該安全機構(gòu)尤其在取下鉆孔裝置的螺桿時和/或在進行維護工作時在空間上以機械的方式定位驅(qū)動軸的位置。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的夾緊裝置尤其不是傳統(tǒng)已知的防噴器或Β0Ρ，因為沒有規(guī)定，通過夾緊裝置完全地阻斷鉆孔管路，以因此防止輸送流體噴出。
[0010]鉆孔的上升管路用于借助具有驅(qū)動軸的輸送栗對輸送流體進行輸送。驅(qū)動軸例如是具有螺桿的偏心栗或所謂的搖臂栗亦或馬頭栗的組成部分。夾緊裝置包括具有第一通孔的殼體，輸送栗的驅(qū)動軸穿過第一通孔。
[0011]夾緊裝置的殼體還包括橫向的第二通孔，第二通孔與第一通孔正交。在第二通孔中容納和/或引導(dǎo)以機械方式起作用的夾緊件。輸送栗的驅(qū)動軸可通過夾緊件在夾緊裝置的殼體中沿軸向和/或沿徑向夾緊或固定。
[0012]尤其驅(qū)動軸通過夾緊裝置的至少一個夾緊件位置固定地定位，使得輸送栗的驅(qū)動軸的重量和可能的布置在驅(qū)動軸上的其他構(gòu)件通過夾緊裝置保持在上升管路的內(nèi)部。但是也就是說，通過夾緊裝置必須將高的夾緊力施加到驅(qū)動軸上，夾緊力可保持直至幾噸的重量，因為根據(jù)孔的深度驅(qū)動軸可具有幾百直至1600m或大于1600m的縱向延伸。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式，夾緊件包括第一夾緊機構(gòu)和第二夾緊機構(gòu)。兩個夾緊機構(gòu)分別彼此相對而置地朝第一通孔的兩側(cè)布置在第二通孔中。尤其第一通孔將第二通孔分成第一橫向孔和第二橫向孔。第一夾緊機構(gòu)例如布置在第一橫向孔中，并且第二夾緊機構(gòu)布置在第二橫向孔中。此外，兩個夾緊機構(gòu)可分別正交于驅(qū)動軸的縱軸線地移動。優(yōu)選地，為第一夾緊機構(gòu)分配止擋，止擋限制朝驅(qū)動軸的方向的移動路徑。止擋對于將驅(qū)動軸在空間上定位在上升管路內(nèi)部時的正確對中是必須的。定位尤其通過將驅(qū)動軸夾緊在兩個夾緊機構(gòu)之間來進行。通過第二夾緊機構(gòu)將所需的壓力和/或夾緊力施加到驅(qū)動軸上。借助止擋對驅(qū)動軸的對中于是尤其在兩個夾緊機構(gòu)不是同時和同步地引導(dǎo)到驅(qū)動軸上時是重要的。通過限定用于對中的第一夾緊機構(gòu)的運動，使得在第二夾緊機構(gòu)駛近驅(qū)動軸之前或期間驅(qū)動軸在上升管路內(nèi)部對中。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式規(guī)定，第一夾緊機構(gòu)可定位或行駛到至少一個第一工作位置或第二工作位置中。在第一工作位置中沒有形成在第一夾緊機構(gòu)和驅(qū)動軸之間的有效連接。因此輸送流體可被引導(dǎo)通過夾緊裝置。在第一夾緊機構(gòu)的第二工作位置中第一夾緊機構(gòu)在第二通孔內(nèi)部朝第一通孔的方向移動，使得第一夾緊機構(gòu)貼靠在止擋和驅(qū)動軸上并且在夾緊裝置中，使驅(qū)動軸在上升管路內(nèi)部對中地布置。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式規(guī)定，第二夾緊機構(gòu)同樣可被帶入至少一個第一工作位置中或至少一個第二工作位置中。在第一工作位置中沒有形成在第二夾緊機構(gòu)和驅(qū)動軸之間的有效連接。因此輸送流體可被引導(dǎo)通過夾緊裝置。在第二夾緊機構(gòu)的第二工作位置中第二夾緊機構(gòu)在第二通孔內(nèi)部朝第一通孔的方向移動，使得第二夾緊機構(gòu)貼靠在驅(qū)動軸上并且擠壓驅(qū)動軸。由此將所需的夾緊力施加到驅(qū)動軸上以定位驅(qū)動軸。
[0016]夾緊裝置包括至少一個密封件，用于在夾緊裝置內(nèi)部相對于上升管路密封驅(qū)動軸或用于使驅(qū)動軸與上升管路密封地連接，并因此防止在驅(qū)動軸處于靜態(tài)并且夾緊在夾緊裝置中時輸送流體繼續(xù)向上升高。合適的密封件優(yōu)選由第一密封塊和第二密封塊構(gòu)成，第一密封塊和第二密封塊彼此相反地與驅(qū)動軸正交地引導(dǎo)并且密封地包圍驅(qū)動軸，使得沒有輸送流體能夠向上升高。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，夾緊件還形成密封件。尤其夾緊件包括密封元件，密封元件能夠相對于上升管路密封驅(qū)動軸。在這種情況下規(guī)定，第一夾緊機構(gòu)和第二夾緊機構(gòu)在其第二工作位置中共同地完全包圍驅(qū)動軸。而如果密封件構(gòu)造成夾緊裝置的額外的組成部分，那么第一夾緊機構(gòu)和第二夾緊機構(gòu)可構(gòu)造成，使得它們在其各個第二工作位置中不完全地包圍驅(qū)動軸。在這種情況下，僅圍繞驅(qū)動軸的部分周邊區(qū)域的夾緊就可足矣。
[0018]在夾緊裝置的第一運行狀態(tài)中，夾緊件的第一夾緊機構(gòu)和第二夾緊機構(gòu)優(yōu)選在其各個第一工作位置中。就是說，夾緊裝置在第一運行狀態(tài)中對輸送流體是打開的，因此輸送流體可借助輸送栗被引導(dǎo)通過夾緊裝置。在夾緊裝置的第二運行狀態(tài)中，第一夾緊機構(gòu)和第二夾緊機構(gòu)優(yōu)選處于其各個第二工作位置中。在這種情況下相對于上升管路機械地固定驅(qū)動軸。尤其驅(qū)動軸在第二運行狀態(tài)中在夾緊裝置內(nèi)部通過夾緊件的夾緊機構(gòu)固定以防止扭轉(zhuǎn);和/或，驅(qū)動軸在第二運行狀態(tài)中在夾緊裝置內(nèi)部通過夾緊件的夾緊機構(gòu)固定以防止軸向移動。在夾緊裝置的另一可能的運行狀態(tài)中，在該運行狀態(tài)中例如第一夾緊機構(gòu)處于第二工作位置中，但是第二夾緊機構(gòu)還未引導(dǎo)到驅(qū)動軸上，并因此位于其第一工作位置中或在第一工作位置和第二工作位置之間的中間位置中，輸送流體同樣可被引導(dǎo)通過夾緊裝置。根據(jù)上述的夾緊件同時還構(gòu)造為密封件的實施方式，驅(qū)動軸不僅機械地固定，而且還相對于上升管路密封。尤其防止流體穿過構(gòu)造成密封件的夾緊件。
[0019]防止驅(qū)動軸在夾緊裝置的區(qū)域中扭轉(zhuǎn)和/或滑動的固定、尤其結(jié)合同時朝向上對上升管路的密封是必要的，以便進行在鉆孔、上升管路、輸送栗等處的修理服務(wù)工作。
[0020]尤其規(guī)定，通過第二夾緊機構(gòu)將力施加到驅(qū)動軸上。這可手動地實現(xiàn)，例如通過使用用于使第二夾緊機構(gòu)在第二通孔內(nèi)部縱向移動的手動螺桿。此外可考慮馬達式驅(qū)動器。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，為第二夾緊機構(gòu)分配液壓的力提升機構(gòu)，以在第二夾緊機構(gòu)的為第一通孔分配的自由端部上產(chǎn)生所需的工作壓力。由此可以更小的力消耗更有力地將第二夾緊機構(gòu)壓到驅(qū)動軸上。為了施加所需的夾緊力必須通過普通的螺桿作為第二夾緊機構(gòu)產(chǎn)生大約2000Nm的擰緊力矩。而如果使用力提升機構(gòu)，那么足以施加大約60Nm的夾緊力。這尤其意味著，在使用液壓的力提升機構(gòu)時也可手動地產(chǎn)生足夠高的夾緊力。
[0021]夾緊機構(gòu)具有操縱元件，夾緊機構(gòu)通過操縱元件借助工具可在第二通孔內(nèi)部與驅(qū)動軸的縱軸線正交地運動。例如夾緊機構(gòu)在其與第一通孔反向取向的自由端部上分別具有用于旋轉(zhuǎn)扳手等的容納部，或者自由端部構(gòu)造為六角形等。通過操縱元件使用相應(yīng)的工具使得各個第一夾緊機構(gòu)和第二夾緊機構(gòu)在夾緊裝置的第二通孔內(nèi)部朝縱向方向移動。因為借助第一夾緊機構(gòu)沒有絕對施加工作壓力，所以相對于用于調(diào)節(jié)和設(shè)置第二夾緊機構(gòu)所需的力來說，用于調(diào)節(jié)所需的力很小。為了施加在第二夾緊機構(gòu)上的所需的夾緊力，待使用的旋轉(zhuǎn)扳手必須配備相應(yīng)大的杠桿，就是說工具必須構(gòu)造成足夠大的尺寸。在使用為第二夾緊機構(gòu)分配的液壓的力提升機構(gòu)可將所需的工具構(gòu)造成較小尺寸。這時尤其可使用相同的工具來調(diào)節(jié)第一夾緊機構(gòu)和第二夾緊機構(gòu)。
[0022]優(yōu)選地，夾緊裝置構(gòu)造成模塊化的，就是說設(shè)有具有所述的第一通孔和第二通孔的至少一個殼體模塊、第一夾緊機構(gòu)模塊和第二夾緊機構(gòu)模塊。夾緊件的夾緊機構(gòu)的指向第一通孔的方向的自由端部區(qū)域必須根據(jù)驅(qū)動軸的直徑相應(yīng)構(gòu)造尺寸，以能夠相應(yīng)局部地橫向地包圍并夾緊驅(qū)動軸。尤其夾緊件的第二夾緊機構(gòu)必須根據(jù)待支承的驅(qū)動軸重量和可能的布置在其上的其他構(gòu)件正確確定尺寸，由此也可使夾緊件可靠地保持所述鉆桿的重量。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，夾緊裝置包括另兩個橫向的通孔，其分別與第一通孔至少盡可能地正交。優(yōu)選地，所有三個橫向的通孔分別布置在沿第一通孔的縱軸線的不同位置中。第一通孔在將夾緊裝置安裝在上升管路上之后豎直地取向，或平行于上升管路的縱向延伸地定向。與此相應(yīng)地，所有三個橫向的通孔布置成水平取向。優(yōu)選地，三個橫向的通孔安裝在夾緊裝置的殼體的不同高度上。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式，在另兩個橫向的通孔中布置另一夾緊件和密封件。另一夾緊件如上面所述的夾緊件那樣包括兩個彼此相對而置地布置的夾緊機構(gòu)，尤其具有止擋的用于使驅(qū)動軸在空間上對中的