專(zhuān)利名稱(chēng)：水下鉆井基盤(pán)吊裝系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水下鉆井基盤(pán)吊裝系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
水下鉆井基盤(pán)是海洋石油鉆井作業(yè)中使用的一種設(shè)備，放置于海底井
口處。多孔眼水下鉆井基盤(pán)一般有2x2規(guī)格、2x3規(guī)格、3x3規(guī)格、3x4規(guī) 格等，2x2規(guī)格的水下鉆井基盤(pán)重量就超過(guò)30噸，3x4的水下鉆井基盤(pán)重 量將達(dá)到60噸以上。水下鉆井基盤(pán)從建造場(chǎng)地吊裝運(yùn)輸?shù)姐@井平臺(tái)，以及 下至海底必須使用吊裝工具。以往的水下鉆井基盤(pán)僅在其四個(gè)角上分別焊 接一個(gè)吊耳，所用到的吊裝工具只包括鋼絲繩，在進(jìn)行吊裝時(shí)，使用四根 鋼絲繩連接在水下鉆井基盤(pán)四角的吊耳上，吊車(chē)大鉤鉤住四根鋼絲繩的吊 環(huán)進(jìn)行吊裝。水下鉆井基盤(pán)下至海底時(shí)所使用到的吊裝工具只包括一個(gè)帶 鉆桿絲扣的吊裝短接230、四根鋼絲繩210和吊裝卸扣(圖中未示)。如圖 1所示，水下鉆井基盤(pán)入水時(shí)，四根鋼絲繩210的一端分別連接在吊裝短接 的四個(gè)吊耳上，另外一端則通過(guò)卸扣連接在水下鉆井基盤(pán)100四角的吊耳 120上，吊裝短接230通過(guò)其頂部的絲扣和鉆桿330連接，進(jìn)行水下鉆井基 盤(pán)的下放。
由于水下鉆井基盤(pán)的體積與重量較大，出于安全的考慮，水下鉆井基 盤(pán)在吊裝過(guò)程中需要保持水平，因此在水下鉆井基盤(pán)的實(shí)際吊裝過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)選定一個(gè)參考面來(lái)標(biāo)識(shí)水下鉆井基盤(pán)是否保持水平，這個(gè)參考面在 水下鉆井基盤(pán)處于水平狀態(tài)時(shí)為水平面。由于實(shí)際作業(yè)的要求，水下鉆井 基盤(pán)結(jié)構(gòu)通常無(wú)法設(shè)計(jì)成對(duì)稱(chēng)，導(dǎo)致水下鉆井基盤(pán)的重心不在水下鉆井基 盤(pán)的中心線上。為此，在進(jìn)行水下鉆井基盤(pán)進(jìn)行吊裝時(shí)，為使水下鉆井基 盤(pán)保持水平，必須采用長(zhǎng)度不同的鋼絲繩，使鋼絲繩被拉直后在水下鉆井 基盤(pán)上方的匯集點(diǎn)，即吊環(huán)或吊裝短接的位置，該位置偏離水下鉆井基盤(pán) 的中心線，而位于重心的正上方，這時(shí)鋼絲繩的匯集點(diǎn)與水下鉆井基盤(pán)的 連線就是基盤(pán)的重垂線，也就垂直水下鉆井基盤(pán)的參考面，水下鉆井基盤(pán) 也處于水平。但在實(shí)際操作過(guò)程中，由于鋼絲繩匯集點(diǎn)的位置沒(méi)有標(biāo)識(shí)與 參考，因此各條鋼絲繩的長(zhǎng)度難以確定，倘若各鋼絲繩的長(zhǎng)度不合適，在 吊裝過(guò)程中，輕則發(fā)生水下鉆井基盤(pán)的傾斜，嚴(yán)重時(shí)則會(huì)因某條鋼絲繩受 力超出其承受范圍，引起鋼絲繩斷裂，導(dǎo)致安全事故。
另外，在水下鉆井基盤(pán)進(jìn)入到水中后，由于水下鉆井基盤(pán)受到浮力的 作用，水下鉆井基盤(pán)在水中的重心位置與在空氣中的重心位置相比會(huì)發(fā)生 偏移，致使水下鉆井基盤(pán)在空氣中保持水平平衡而入水后卻發(fā)生傾斜。另 外，水下鉆井基盤(pán)在水中的吊裝過(guò)程中，由于海流的作用，使得水下鉆井 基盤(pán)在水中有較大的晃動(dòng)，很難控制水下鉆井基盤(pán)的平衡與穩(wěn)定，增加了 水下鉆井基盤(pán)方位調(diào)整和定位的難度?，F(xiàn)有的水下鉆井基盤(pán)在吊裝工程中， 吊裝工具與水下鉆井基盤(pán)的連接僅僅是通過(guò)鋼絲繩的柔性連接，無(wú)法很好 地對(duì)水下鉆井基盤(pán)施加作用力，不能較好地使水下鉆井基盤(pán)保持平衡與穩(wěn) 定，以及在水下進(jìn)行位置、方位調(diào)整和定位
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有水下鉆井基盤(pán)在吊裝過(guò)程中 很難控制水下鉆井基盤(pán)的平衡性和穩(wěn)定性以及在水中進(jìn)行位置、方位調(diào)整， 定位困難等問(wèn)題，而提供一種安全、容易對(duì)水下鉆井基盤(pán)進(jìn)行方位調(diào)整與 定位操作的水下鉆井基盤(pán)吊裝系統(tǒng)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提出一種水下鉆井基盤(pán) 吊裝系統(tǒng)，包括被吊裝的水下鉆井基盤(pán)、吊裝工具，其中基盤(pán)的盤(pán)架上固 設(shè)有若干個(gè)吊耳，基盤(pán)的重心位置設(shè)置有一個(gè)卡套裝置；所述吊裝工具包 括若干根鋼絲繩、吊裝短接、剛性連桿，所述吊裝短接的上端設(shè)有絲扣， 側(cè)面設(shè)有若干個(gè)吊耳，所述鋼絲繩的一端經(jīng)卸扣與基盤(pán)上的一個(gè)吊耳連接， 另一端與吊裝短接上的一個(gè)吊耳連接，所述吊裝短接的下端與剛性連桿的 上端剛性連接；所述剛性連桿的下端與卡套裝置卡套連接。
在本發(fā)明所述的水下鉆井基盤(pán)吊裝系統(tǒng)，所述卡套裝置是一圓柱形結(jié) 構(gòu)，其下部固接在水下鉆井基盤(pán)的盤(pán)架上部，上端面上設(shè)有一圓形沉孔， 所述沉孔孔壁上設(shè)置有至少一個(gè)J形槽，所述剛性連桿的卡接端是圓柱形 結(jié)構(gòu)，插套在沉孔之中，其柱面上設(shè)有與J形槽相配套的卡柱。
在本發(fā)明所述的水下鉆井基盤(pán)吊裝系統(tǒng)，所述卡套裝置與盤(pán)架連接處 繞卡套裝置的周向均設(shè)有若干個(gè)加強(qiáng)筋板。
在本發(fā)明所述的水下鉆井基盤(pán)吊裝系統(tǒng)，吊裝短接與剛性連桿的連接 為絲扣連接，吊裝短接的下端設(shè)置公扣，剛性連桿的上端設(shè)置有與公扣相 互配套的母扣。
在本發(fā)明所述的水下鉆井基盤(pán)吊裝系統(tǒng)，吊裝短接上相鄰的兩吊耳之 間設(shè)置有水平扇形的加強(qiáng)筋板。
在本發(fā)明所述的水下鉆井基盤(pán)吊裝系統(tǒng)，還包括吊裝吊耳件，所述吊裝吊耳件的上部是吊耳，下部設(shè)有與吊裝短接上端絲扣相配合的絲扣連接
4山乂而。
在本發(fā)明所述的水下鉆井基盤(pán)吊裝系統(tǒng)，所述絲扣連接端是公扣，吊 裝短接上端絲扣為母扣。
在上述的水下鉆井基盤(pán)與吊裝工具中，剛性連桿的下端卡套在盤(pán)架上 卡套裝置上實(shí)現(xiàn)剛性連接，上端與吊裝短接絲扣連接，鋼絲繩的兩端分別 連接水下鉆井基盤(pán)上的吊耳和吊裝短接的吊耳相連接。在空氣中進(jìn)行吊裝 時(shí)，吊裝短接的上端通過(guò)絲扣連接一個(gè)吊裝吊耳件，吊裝吊耳件上的吊耳 再通過(guò)卸扣、鋼絲繩等與吊車(chē)的大鉤連接，實(shí)現(xiàn)水下鉆井基盤(pán)在空氣中的 吊裝，在進(jìn)行水下鉆井基盤(pán)的入水吊裝作業(yè)時(shí)，吊裝短接的上端連接鉆井 用的鉆桿，鉆桿的下端為公扣，可與吊裝短接上端的母扣進(jìn)行配合連接， 鉆桿的上端為母扣，可與其他鉆桿的下端連接，通過(guò)若干條鉆桿的首尾連 接可將水下鉆井基盤(pán)吊裝到海底進(jìn)行方位調(diào)整與定位。
本發(fā)明中的水下鉆井基盤(pán)吊裝系統(tǒng)與現(xiàn)有的技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 要進(jìn)行基盤(pán)的吊裝或入水時(shí)，將剛性連桿的下端卡套在基盤(pán)上的卡 套裝置上實(shí)現(xiàn)剛性連接、上端連接吊裝短接后，各鋼絲繩的長(zhǎng)度就是吊裝 短接上吊耳到基盤(pán)上相應(yīng)的吊耳之間的距離，非常容易精確地確定，不易 發(fā)生因鋼絲繩長(zhǎng)度不合適而致使水下鉆井基盤(pán)在吊裝過(guò)程中傾斜和引發(fā)安 全事故。
2、 進(jìn)行基盤(pán)的入水吊裝作業(yè)中，剛性連桿與水下鉆井基盤(pán)的剛性連接 在水下鉆井基盤(pán)因浮力影響導(dǎo)致重心偏移引發(fā)傾斜時(shí)產(chǎn)生一彎矩防止其傾 斜，同時(shí)也可降低洋流對(duì)水下鉆井基盤(pán)的影響。
3、 水下鉆井基盤(pán)的吊裝過(guò)程中，可通過(guò)鉆桿與剛性連桿對(duì)水下鉆井基盤(pán)施加作用力，能夠保證水下鉆井基盤(pán)在入水及吊裝過(guò)程中的穩(wěn)定性、平 衡性和安全性、可方便地控制水下鉆井基盤(pán)的位置和方位，使得水下鉆井 基盤(pán)定位容易。
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中
圖1是現(xiàn)有的吊裝工具吊裝水下鉆井基盤(pán)入水作業(yè)時(shí)的結(jié)構(gòu)視圖。
圖2是本發(fā)明中水下鉆井基盤(pán)的俯視圖。
圖3是本發(fā)明中水下鉆井基盤(pán)的主視圖。
圖4是圖3中A處的局部放大圖。
圖5是圖4中卡套裝置的俯視圖。
圖6是圖4中卡套裝置的側(cè)視圖。
圖7是本發(fā)明中剛性連桿的結(jié)構(gòu)視圖。
圖8是圖7中剛性連桿的連接端的側(cè)視圖。
圖9是本發(fā)明中吊裝短接的結(jié)構(gòu)視圖。
圖IO是圖9在B-B向的剖視圖。
圖11是本發(fā)明中吊裝吊耳件的結(jié)構(gòu)視圖。
圖12是圖12在C-C向的剖面圖。
圖13是本發(fā)明中吊裝水下鉆井基盤(pán)時(shí)的結(jié)構(gòu)視圖。
圖14是本發(fā)明中吊裝水下鉆井基盤(pán)入水時(shí)的結(jié)構(gòu)視圖。
具體實(shí)施例方式
圖2至圖14示出了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式。請(qǐng)參閱圖2、圖3所示，本實(shí)施例中，水下鉆井基盤(pán)100的四個(gè)角設(shè)
有四個(gè)吊耳120，在重心位置設(shè)有一個(gè)卡套裝置130，該重心位置并非水下 鉆井基盤(pán)100的真正的重心，而是水下鉆井基盤(pán)100處于水平狀態(tài)時(shí)的重 垂線與盤(pán)架110上部相交的位置，該位置可在設(shè)計(jì)制造水下鉆井基盤(pán)100 時(shí)，通過(guò)計(jì)算可確定。如圖3、圖4、圖5所示，卡套裝置130下端固接在 盤(pán)架110上的重心位置，上端面上設(shè)有一圓形沉孔133，沉孔133的孔壁上 設(shè)置有兩個(gè)J形槽131，兩個(gè)J形槽是關(guān)于沉孔133的中心線旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)，即 其中的一個(gè)J形槽旋轉(zhuǎn)180度后與另外一個(gè)J形槽重合，在卡套裝置130 與盤(pán)架110相連接處對(duì)稱(chēng)設(shè)置有加強(qiáng)筋板132。
本實(shí)施例中，對(duì)水下鉆井基盤(pán)100進(jìn)行吊裝工具包括鋼絲繩210、剛 性連桿220、吊裝短接230。如圖7、圖8所示，剛性連桿220的上端為一 母扣221，下端是與卡套裝置130進(jìn)行套卡的卡接端222，卡接端222是圓 柱形，可插套在卡套裝置130的沉孔133中，卡接端222的柱面上設(shè)有兩 個(gè)關(guān)于其中心線軸對(duì)稱(chēng)的卡柱223，卡接端222插入到沉孔133的過(guò)程中， 卡柱223可在J形槽131中滑動(dòng)。本實(shí)施例中，剛性連桿220是由鉆桿改 造而成，改造時(shí)保留鉆桿上端的母扣221，截除下端的公扣，與用調(diào)質(zhì)鋼做 成的卡接端222焊接，并在連接處套焊一個(gè)加強(qiáng)圈224。
如圖9、圖10所示，吊裝短接230的下端是與剛性連桿220上端母扣 221相配合的公扣232，其上端是與其他連接件如吊裝吊耳件240、鉆桿330 等相配合連接的母扣233，其側(cè)面則對(duì)稱(chēng)設(shè)置有四個(gè)吊耳231，任何相鄰的 兩個(gè)吊耳之間都設(shè)置有呈扇形且水平的加強(qiáng)筋板234。
如圖11、圖12所示，吊裝吊耳件240是用于連接在吊裝短接230上 端進(jìn)行吊裝的附件，吊裝吊耳件240的下端是與吊裝短接230上端母扣233相配合的公扣242，上端是焊接的吊耳241，在進(jìn)行吊裝時(shí)，吊耳可與鋼絲 繩、卸扣等器件連接。
采用本實(shí)施例中的吊裝工具對(duì)水下鉆井基盤(pán)進(jìn)行吊裝時(shí)，先將吊裝吊
耳件240下端的公扣242與吊裝短接230上的母扣233連接，剛性連桿220 的母扣221與吊裝短接230上的公扣232連接，然后用卸扣310連接在吊 裝吊耳件240上端的吊耳241上、并通過(guò)鋼絲繩320連接卸扣310與吊車(chē) 的大鉤，連接好上述組件后，用吊車(chē)吊起，將剛性連桿220的卡接端222 插套在卡套裝置130的沉孔133中，插到底部后，將剛性連桿220逆時(shí)針 旋轉(zhuǎn)90度，使卡接端222的卡柱223卡緊在J形槽131的末端。把四個(gè)卸 扣(圖中未示出)分別安裝到水下鉆井基盤(pán)100上的四個(gè)吊耳120上，然 后根據(jù)吊耳120上的卸扣與吊裝短接對(duì)應(yīng)吊耳的距離選擇四根鋼絲繩的長(zhǎng) 度，然后用鋼絲繩將相應(yīng)的卸扣與吊耳連接。最后起吊車(chē)，使卡柱223和J 形槽卡緊，同時(shí)拉緊四根鋼絲繩210，完成水下鉆井基盤(pán)吊裝工具的安裝。 采用這種吊裝系統(tǒng)在空氣中進(jìn)行水下鉆井基盤(pán)的吊裝具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 根據(jù)在設(shè)計(jì)制造水下基盤(pán)100時(shí)，通過(guò)計(jì)算得知的重心位置，容易 且精確地確定鋼絲繩的長(zhǎng)度，保證水下基盤(pán)在吊裝過(guò)程中保持水平；
2、 吊裝時(shí)由于有四根鋼絲繩和剛性連桿共同受力，使得水下鉆井基盤(pán) 吊裝時(shí)和吊裝工具之間有雙重連接，增加了吊裝的安全性，同時(shí)又防止基 盤(pán)傾斜。
在在空氣中吊裝完成后，僅將吊裝短接230上端以上的各器件取下， 保留其他器件間的連接。將水下鉆井基盤(pán)100吊裝到水中時(shí)，用鉆桿330 的下端連接在吊裝短接230的上端，用鉆桿330將水下鉆井基盤(pán)100送至 海底，根據(jù)海底的深度，采用若干根鉆桿首尾相連，直至水下鉆井基盤(pán)100到達(dá)海底。在水下鉆井基盤(pán)100定位完成后，用水下機(jī)器人拆除與水下鉆
井基盤(pán)連接的四個(gè)水下卸扣，下放鉆桿100 120mm左右將剛性連桿220上 的卡柱223從J形槽131的頂部移到J形槽131的底部，然后順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 鉆桿90度，使卡柱223從J形槽131中退出，完成水下鉆井基盤(pán)100的水 中吊裝作業(yè)。
采用這種工具進(jìn)行水下鉆井基盤(pán)的水中吊裝作業(yè)時(shí)具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 因浮力影響導(dǎo)致水下鉆井基盤(pán)重心偏移時(shí)，剛性連桿可提供一彎矩， 抵消重心偏移產(chǎn)生的影響，防止水下鉆井基盤(pán)傾斜，同時(shí)剛性連桿與水下 鉆井基盤(pán)的剛性連接可有效減少洋流對(duì)水下鉆井基盤(pán)造成的影響，增加水 下鉆井基盤(pán)在吊裝作業(yè)中的穩(wěn)定性與安全性。
2、 可通過(guò)剛性連桿對(duì)水下鉆井基盤(pán)施加作用力，方便地控制水下鉆井 基盤(pán)的位置與方位，使得水下鉆井基盤(pán)定位準(zhǔn)確且簡(jiǎn)單容易。
權(quán)利要求
1、一種水下鉆井基盤(pán)吊裝系統(tǒng)，包括被吊裝的水下鉆井基盤(pán)、吊裝工具，其特征在于基盤(pán)的盤(pán)架(110)上固設(shè)有若干個(gè)吊耳(120)，基盤(pán)的重心位置設(shè)置有一個(gè)卡套裝置(130)；所述吊裝工具包括若干根鋼絲繩(210)、吊裝短接(230)、剛性連桿(220)，所述吊裝短接(230)的上端設(shè)有絲扣，側(cè)面設(shè)有若干個(gè)吊耳(231)，所述鋼絲繩(210)的一端經(jīng)卸扣與基盤(pán)上的一個(gè)吊耳連接，另一端與吊裝短接(230)上的一個(gè)吊耳連接，所述吊裝短接(230)的下端與剛性連桿(220)的上端剛性連接；所述剛性連桿(220)的下端與卡套裝置(130)卡套連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的水下鉆井基盤(pán)吊裝系統(tǒng)，其特征在于所述 卡套裝置(130)是一柱形結(jié)構(gòu)，其下部固接在水下鉆井基盤(pán)的盤(pán)架(110) 上部，上端面上設(shè)有一圓形沉孔(133)，所述沉孔(133)孔壁上設(shè)置有至 少一個(gè)J形槽(131)，所述剛性連桿(220)的卡接端(222)是圓柱形結(jié) 構(gòu)，插套在沉孔(133)之中，其柱面上設(shè)有與J形槽(131)相配套的卡 柱(223)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水下鉆井基盤(pán)吊裝系統(tǒng)，其特征在于 所述卡套裝置(130)與盤(pán)架(110)連接處繞卡套裝置(130)的周向均設(shè) 有若干個(gè)加強(qiáng)筋板(132)。 .
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的水下鉆井基盤(pán)吊裝系統(tǒng)，其特征在于吊裝 短接(230)與剛性連桿(220)的連接為絲扣連接，吊裝短接(230)的下 端設(shè)置公扣(232)，剛性連桿(220)的上端設(shè)置有與公扣(232)相互配 套的母扣(221)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的水下鉆井基盤(pán)吊裝系統(tǒng)，其特征在于吊裝短接(230)上相鄰的兩吊耳(231)之間設(shè)置有水平扇形的加強(qiáng)筋板(234)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的水下鉆井基盤(pán)吊裝系統(tǒng)，其特征在于還包括吊裝吊耳件(240)，所述吊裝吊耳件(240)的上部是吊耳(241)，下部 設(shè)有與吊裝短接(230)上端絲扣相配合的絲扣連接端(242)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的水下鉆井基盤(pán)吊裝系統(tǒng)，其特征在于所述 絲扣連接端(242)是公扣，吊裝短接(230)上端絲扣為母扣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水下鉆井基盤(pán)吊裝系統(tǒng)。為解決目前水下鉆井基盤(pán)吊裝作業(yè)中很難控制水下鉆井基盤(pán)的平衡性和穩(wěn)定性以及在水中進(jìn)行方位調(diào)整定位困難等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種水下鉆井基盤(pán)吊裝系統(tǒng)，包括被吊裝的水下鉆井基盤(pán)、吊裝工具，基盤(pán)的盤(pán)架上固設(shè)有若干個(gè)吊耳，基盤(pán)的重心位置設(shè)置有一個(gè)卡套裝置；吊裝工具包括若干根鋼絲繩、吊裝短接、剛性連桿，吊裝短接的上端設(shè)有絲扣，側(cè)面設(shè)有若干個(gè)吊耳，鋼絲繩的一端經(jīng)卸扣與基盤(pán)上的一個(gè)吊耳連接，另一端與吊裝短接上的一個(gè)吊耳連接，吊裝短接的下端與剛性連桿的上端剛性連接；剛性連桿的下端與卡套裝置卡套連接。本發(fā)明水下鉆井基盤(pán)吊裝系統(tǒng)具有吊裝安全方便防傾斜，水下吊裝作業(yè)定位簡(jiǎn)單方便等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B66C13/04GK101424175SQ20071017674
公開(kāi)日2009年5月6日 申請(qǐng)日期2007年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月2日
發(fā)明者唐海雄, 林宗輝, 羅俊豐, 韋紅術(shù), 齊美勝 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司;中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司