采油树下放导向工装的钻杆导向臂的制作方法

本发明属于海上生产作业设备技术领域，涉及一种利用半潜式平台下放采油树的导向工装，尤其是采油树下放导向工装的钻杆导向臂。

背景技术：

半潜式平台凭借其甲板空间开阔、海上作业平稳、可变载荷较大等优势，已经成为深海、远海执行勘探、钻井、采油等生产作业最主要的海上工装之一，而采油树乃是在油(气)井完井之后进行测试油(气)，或自喷井采油时的一种重要的井口控制设备。

参见图1，采油树c通过钻杆g被下放到海底，由于采油树c在下放的过程中，整个平台会因受到海上的风、浪、气流等恶劣环境的影响，而发生横摇、纵摇、垂荡等多个方向的晃动，因而，采油树c不可避免地会由于其自身的惯性与平台的其他结构件发生碰撞，直接威胁到设备及平台自身的安全。

因此，迫切需要能有一种设备或者结构件为采油树的下放提供导向和支撑，确保采油树的平稳下放和整个平台的安全作业。

固定式的导向结构件会在非下放采油树工况下与其他作业之间产生干涉，且长期占据甲板的空间，是对有限空间的极大浪费；

而单一的导向设备无法在整个下放空间上有效地起到导向作用，且由于装备成本昂贵，很难被采用。

为此，市场上急需一种能通过快速拆装即可实现采油树下放导向功能的工艺装备问世，既不长期占用甲板的有限空间，又可反复使用，为采油树的下放提供导向和支撑，确保采油树的平稳下放和整个平台的安全作业。

综上所述，不难看出，在采油树的下放过程中，必须专门针对钻杆设置一个导向臂，该导向臂要求同时具备既可以抱住悬挂采油树的钻杆，又可以在水平方向上要限制钻杆的摆动，在竖直方向上还要允许钻杆自由下放或者提升等多种功能。因此说，钻杆导向臂对于采油树的平稳下放和导向起到了非常重要的作用。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足或缺陷，提供一种采油树下放导向工装的钻杆导向臂，为采油树的平稳下放提供强有力的设备保障，为采油树的下放提供导向和支撑，确保采油树的平稳下放和整个平台的安全作业。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明涉及的采油树下放导向工装的钻杆导向臂，其特征在于，包括钻杆导向臂连接杆和一体组合的钻杆环抱卡箍；

所述钻杆环抱卡箍环抱钻杆并通过螺栓与其活动连接；所述钻杆导向臂连接杆通过采油树下放导向工装的连接臂与采油树下放导向工装的导向臂滑移基座间接定位连接为一体，并通过所述导向臂滑移基与采油树下放导向工装的滑移轨道之间的活动连接，整体构成可伴随、引导钻杆沿着所述滑移轨道的竖直方向下放的独立功能结构件。

上述采油树下放导向工装的钻杆导向臂，其中，

所述钻杆导向臂连接杆的纵向包括首部和尾部，其首部设有与钻杆环抱卡箍的外壁相适配的弧形面，钻杆环抱卡箍的一侧外壁紧贴所述连接杆首部的弧形面并与其一体固接，所述钻杆导向臂连接杆的尾部对应设有与所述连接臂相适配的螺栓孔；

所述连接臂包括若干根长度不等的方钢管，每根方钢管的轴向两端均布有若干个连接孔，所述连接臂的轴向一端水平定位套接在所述钻杆导向臂的尾部，其另一端与活动连接在采油树下放导向工装滑移轨道上的导向臂滑移基座水平插接，并通过对应穿设的螺栓依次定位连接为一体。

所述钻杆环抱卡箍包括第一、第二半圆形抱箍，其中，第一半圆形抱箍的外壁紧贴所述导向臂连接杆首部的弧形面并与其固接，第二半圆形抱箍将所述钻杆活动围裹在其与第一半圆形抱箍之间并通过分别固接在第一、第二半圆形抱箍连接端面上的连接件与第一半圆形抱箍定位连接。

所述第一、第二半圆形抱箍连接端面的轴向两侧分别设有可上下对接的连接圆管，通过穿设在连接圆管内的螺栓组件将第一、第二半圆形抱箍定位连接并紧固。

所述钻杆环抱卡箍及其连接圆管的轴向高长度与约为环抱卡箍轴向高度的一半，所述第一、第二半圆形抱箍轴向端面同侧上的连接圆管的长度之和与第一、第二半圆形抱箍的轴向高度一致；所述环抱卡箍的轴向高度与所述导向臂连接杆的高度一致。

所述钻杆导向臂连接杆的顶面间隔设有若干个安装用吊耳。

所述钻杆导向臂连接杆的尾部设有可与不同长度的连接臂定位相连的连接孔。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果：

本发明利用其一侧外壁与导向臂连接杆的首部固定连接的环抱卡箍，既可以环抱悬挂采油树的钻杆对其进行导向，又可以在水平方向上限制钻杆的摆动，通过导向臂滑移基与采油树下放导向工装的滑移轨道之间的活动连接，整体构成可伴随、引导钻杆沿着所述滑移轨道的竖直方向下放的独立功能结构件。

钻杆导向臂的尾部设有可与不同长度的连接臂定位相连的连接孔，一方面可以降低结构上的局部应力，另一方面，通过选择不同位置上的螺栓孔，还可以调整钻杆导向臂的伸出距离，以适应不同大小的井口尺寸。

本发明涉及的钻杆导向臂与整个导向工装一起同时具备以下特点：

1.设计创新：世界范围内船舶与海洋工程领域都无此类导向工装设计，属于行业首创发明。

2.属于首台套成功试用：此工装首次装配在bt4000半潜式辅助平台上，并试用成功；

4.方便吊运安装：导向臂连接杆顶部设置的两个吊耳，方便整体吊运安装和作业。

5.导向承载能力强：适用于120t及以下的采油树在风浪流等环境条件综合作用下的外载荷。

6.制造成本低：主体结构皆由常用的船用钢板制成，整个结构重量不超过165kg，制造成本低，且可反复使用。

附图说明

图1是本发明涉及的采油树下放导向工装的整体结构示意图；

图2是本发明涉及的采油树下放导向工装的钻杆导向臂结构示意图；

图3是图2中涉及的钻杆导向臂连接杆的立体结构示意图；

图4是图2中涉及的钻杆导向臂环抱卡箍的立体结构示意图；

图5是图3俯视结构示意图；

图6是图5的仰视结构示意图；

图7是图4中俯视结构示意图；

图8是图7的仰视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案和有益效果做进一步的描述和说明。

请参阅图1和图2，配合参阅图3-8，图中示出了本发明采油树下放导向工装的钻杆导向臂，其所采用的关键技术方案在于：

钻杆导向臂dg包括钻杆导向臂连接杆1和一体组合的钻杆环抱卡箍2；钻杆环抱卡箍2环抱钻杆g并通过螺栓与其活动连接；钻杆导向臂连接杆1通过采油树下放导向工装的连接臂l与采油树下放导向工装的导向臂滑移基座z间接定位连接为一体，并通过导向臂滑移基z与采油树下放导向工装的滑移轨道h之间的活动连接，整体构成可伴随、引导钻杆g沿着采油树下放导向工装的滑移轨道h的竖直方向下放的独立功能结构件。

导向臂连接杆1的纵向包括首部1a和尾部1b；其首部1a设有与钻杆环抱卡箍2的外壁固接的弧形面1aa，钻杆环抱卡箍2的一侧外壁紧贴连接杆1首部的弧形面1aa并与其一体固接，其尾部1b轴向前后对称均布有若干个连接孔1ba，并通过螺栓组件与设有相应连接孔la的连接臂l定位连接。

连接臂l包括若干根长度不等的方钢管，每根方钢管的轴向两端均布有若干个连接孔la，连接臂l的轴向一端水平定位套接在钻杆导向臂的尾部1b，其另一端与活动连接在采油树下放导向工装滑移轨道h上的导向臂滑移基座z水平插接，并通过对应穿设的螺栓定位连接为一体。

此外，钻杆导向臂连接杆的尾部1b设有可与不同长度的连接臂l定位相连的连接孔1ba。一方面可以降低结构上的局部应力，另一方面，通过选择不同位置上的螺栓孔，还可以调整钻杆导向臂dg的伸出距离，以适应不同大小的井口尺寸。

参见图4、7、8，钻杆环抱卡箍2包括第一、第二半圆形抱箍2a、2b，其中，第一半圆形抱箍2a的外壁紧贴导向臂连接杆首部的弧形面1aa并与其固接，第二半圆形抱箍2b将钻杆g活动围裹在第一、第二半圆形抱箍2a、2b之间并通过分别固接在第一、第二半圆形抱箍2a、2b连接端面上的连接件与第一半圆形抱箍2a定位连接。

本发明涉及的钻杆环抱卡箍2由冷弯钢板加工制成，第一、第二半圆形抱箍2a、2b连接端面的轴向两侧分别设有可上下对接的连接圆管2c，通过穿设在连接圆管2c内的螺栓组件将两个半圆形抱箍第一、第二半圆形抱箍2a、2b按照图中箭头所指方向定位连接并紧固，使钻杆g被限制在第一、第二半圆形抱箍2a、2b之间并沿着导向工装的滑移轨道h纵向移动。

钻杆环抱卡箍2及其连接圆管2c的轴向高长度与约为环抱卡箍2轴向高度的一半，第一、第二半圆形抱箍2a、2b轴向端面同侧上的连接圆管的长度之和与第一、第二半圆形抱箍2a、2b的轴向高度一致；环抱卡箍2的轴向高度与导向臂连接杆1的高度一致。

如图1中所示，钻杆导向臂连接杆的尾部1b插入至连接臂l的一端，接着，再将连接臂l的另一端插入至导向臂滑移基座z的连接插槽内，通过对应穿设在其螺丝孔内的螺栓进行定位连接，再利用螺母紧固，使三者依次连接为一整体的独立功能结构件。导向臂滑移基座z的上下滑动距离通过安装在下部基座上x的绞车和由该绞车(图中未示出)引出并途径滑移轨道h，最终定位连接在滑移基座背板上的钢丝绳(图中未示出)控制。

如图1所示，本发明涉及的滑移轨道h竖直设置在半潜式平台的钻台p1和半潜式平台月池区域的下部台车p2之间，其整体通过与半潜式平台的钻台p1定位连接的上部基座s、与半潜式平台月池区域的下部台车p2定位连接的下部基座x一体定位。

在确保整体强度的前提下，最好在钻杆导向臂连接杆1的同一方向上间隔一定距离开设多组螺栓孔，这样，一方面通过多组螺栓连接采油树导向臂连接杆1和连接臂l，可以降低结构上的局部应力；另一方面，通过选择不同位置上的螺栓孔，可以调整钻杆导向臂的伸出距离，以适应不同大小的井口尺寸。

导向臂连接杆1的顶面1d间隔设有若干个安装用吊耳3，吊耳3采用钢板切割制成，钻杆导向臂dg上设置吊耳3的作用是方便对钻杆导向臂dg的整体起吊及安装。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。