[發(fā)明專利]海洋鉆機液壓波浪補償裝置

在審

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• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN103939033A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設計）人: 歐陽志強;雷統(tǒng)平;田愛民
• 申請（專利權）人: 衡陽中地裝備探礦工程機械有限公司
• 主分類號: E21B19/09
• 分類號: E21B19/09
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務所 43101
• 代理人: 劉勛階

技術領域

本發(fā)明涉及地質(zhì)勘探機械領域，特別是一種海洋鉆機液壓波浪補償裝置。

背景技術

海洋鉆探作業(yè)環(huán)境遠比陸地鉆探環(huán)境復雜，海浪起伏造成鉆探船的上浮和下沉就是影響海洋鉆探質(zhì)量的重要因素之一。為消除海浪起伏對海洋鉆探的影響，鉆探船上均設有波浪補償裝置，圖1為一種現(xiàn)有的海洋鉆機波浪補償裝置的結構示意圖，它包括鉆塔1、鋼絲繩2、塔頂滑輪3、配重塊4及套管5，鉆塔1及套管5固定安裝在鉆探船6上，塔頂滑輪3安裝在鉆塔1的頂端，鋼絲繩2一端與鉆頭部件7連接，另一端繞過塔頂滑輪3后與配重塊4連接，配重塊4被放置在套管5中，可沿套管5管管壁上下移動。其工作原理是：當鉆探船6因海浪影響而下沉時，鉆塔1及塔頂滑輪3也隨之向下運動，此時鋼絲繩2被放松，配重塊4在重力作用下牽著鋼絲繩2沿套管5管壁向下運動，直至鋼絲繩2繃直；當鉆探船7因海浪影響而上浮時，鉆塔1及塔頂滑輪3也隨之向上運動，由于鉆頭部件6的重量大于配重塊4的重量，此時配重塊4在鋼絲繩2的牽引下沿套管5管管壁向上運動。這樣就保證了鉆頭部件6在海浪起伏的環(huán)境下始終處于同一高度。

但這種結構的海洋鉆機波浪補償裝置存在以下不足之處：

1、在鉆探船上浮和下沉的過程中，受船體晃動影響，配重塊和套管難免存在摩擦和碰撞，這就造成了配重塊對鉆頭部件的平衡補償反應遲緩：在配重塊套管內(nèi)壁光滑無損傷的情況下，配重塊收繩或放繩的反應時間可低于0.1秒，基本能夠達到平衡效果，但因為配重塊和配重塊套管存在著的摩擦與碰撞讓配重塊套管內(nèi)壁變得不光滑時，配重塊收繩或放繩的反應時間普遍超過0.3秒，平衡補償反應甚至不準確，嚴重時配重塊可能卡在套管中，引發(fā)安全事故，難以滿足海洋鉆探要求。

2、配重塊必須放入固定在鉆探船上的套管中，以防配重塊橫向擺動或脫落而傷人，波浪補償裝置中配重塊總重約為鉆頭部件重量的85%左右，如鉆頭部件重量為2000kg，配重塊總重應控制在1700kg左右；單塊配重塊的重量約為60-80kg，配重塊套管高3-5m，配重塊只能從配重塊套管的下面放入，每放入一塊時，必須將先前放入的配重塊撬起來，給現(xiàn)在需要放入的配重塊留下足夠的塞入空間，安裝和取出帶來一定不便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，而提供一種海洋鉆機液壓波浪補償裝置，它對鉆頭部件的平衡補償反應快速精準，不受環(huán)境干擾，無安全隱患。

本發(fā)明的技術方案是：一種海洋鉆機液壓波浪補償裝置，包括固定安裝在鉆探船上的鉆塔、安裝在鉆塔頂端的塔頂滑輪、鋼絲繩和液壓波浪補償機構，液壓波浪補償機構包括油缸固定輪、油缸、油缸活動輪、密封儲油器和油管，油缸固定輪固定安裝在鉆探船上，油缸包括缸體和活塞桿，缸體固定在油缸固定輪上，活塞桿的末端與油缸活動輪的輪軸相連接，密封儲油器下端有液壓油，上端有壓縮氣體，密封儲油器下端的液壓油通過油管與缸體內(nèi)的液壓油連通，鋼絲繩一端連接在鉆頭部件上，另一端依次繞過塔頂滑輪、油缸固定輪和油缸活動輪后固定在鉆探船上。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下特點：

1、本發(fā)明只需要控制液壓油讓油缸形成的張力約為鉆頭部件重量的85%左右，如鉆頭部件重量為2000kg，只需要控制液壓油讓油缸形成約1700kg（約合16660N）的張力，若油缸內(nèi)徑為150mm（即半徑為0.075m），則液壓油的壓強控制為16660N/(3.14×0.075m×0.075m)≈0.94MPa，即可對鉆頭部件的平衡進行快速準確快捷地補償，海洋鉆機液壓波浪補償裝置中蓄能器上端的壓力氣體可充可放，即液壓油的壓強調(diào)節(jié)相當方便，結構簡單，補償穩(wěn)定可靠，不受鉆探船晃動的影響，無安全隱患。

2、無需放入和取出配重塊，安裝簡便。

3、為平衡波浪給鉆探船帶來的影響，海洋鉆機液壓波浪補償裝置利用的油缸上端的油缸活動輪的上下運動來收繩和放繩，油缸是一種可持久性使用零部件，反應靈活，其收繩或放繩的反應時間低于0.1秒，能夠很好地滿足海洋鉆探的要求。

以下結合圖和實施例對本發(fā)明的詳細結構作進一步描述。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有海洋鉆機波浪補償裝置的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的結構示意圖。

具體實施方式