海上钻机自调平系统的制作方法
【专利摘要】一种海上钻机自调平系统，用来调平安装在海上钻井平台或钻井船上的钻机，所述海上钻机自调平系统包括运动补偿平台，所述运动补偿平台包括底座、运动补偿板和连接在所述底座和运动补偿板之间的若干运动补偿件，所述底座固定在所述海上钻井平台或钻井船上，所述钻机固定在所述运动补偿板上，这些运动补偿件在所述海上钻井平台或钻井船晃动时做反方向的补偿运动而保持所述运动补偿板的位置不变，从而使安装在所述运动补偿板上的钻机的位置保持不动。
【专利说明】
海上钻机自调平系统
技术领域
[0001]本发明涉及海上钻探设备技术领域，尤其涉及一种海上钻机自调平系统。
【背景技术】
[0002]海上钻井平台在海浪或海风的作用下，会产生升沉、横移、纵移、艏摇、横摇与纵摇等多个维度的运动，其中钻井平台的升沉运动会带动钻机(包括钻井架、钻杆等)一起上下运动，引起井底钻压的变化，严重影响钻井的效率和安全性;其他方向的运动会导致钻杆摇摆或弯曲，影响钻进精度，降低钻具的寿命。
[0003]为了解决上述问题，业界使用了各种钻井平台补偿装置来抑制海上钻井平台的运动，但目前使用的钻井平台补偿装置通常只能补偿海上钻井平台的升沉运动，仅可抑制钻井平台在上下方向上的运动，而无法对其它方向的运动进行补偿，无法完全有效地降低或消除海上钻井平台及钻机的不规则运动，给钻探工作带来不便。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的实施例提供了一种用于抑制海上钻机在多个方向上运动的自调平系统。
[0005]本发明的实施例提供一种海上钻机自调平系统，用来调平安装在海上钻井平台或钻井船上的钻机，所述海上钻机自调平系统包括运动补偿平台，所述运动补偿平台包括底座、运动补偿板和连接在所述底座和运动补偿板之间的若干运动补偿件，所述底座固定在所述海上钻井平台或钻井船上，所述钻机固定在所述运动补偿板上，这些运动补偿件在所述海上钻井平台或钻井船晃动时做反方向的补偿运动而保持所述运动补偿板的位置不变，从而使安装在所述运动补偿板上的钻机的位置保持不动。
[0006]进一步地，所述运动补偿件包括缸体和活塞，所述活塞可在所述缸体中滑动并与所述缸体的内壁密封，所述活塞的上部伸出所述缸体并通过铰链结构或球铰结构连接到所述运动补偿板，所述活塞可相对所述运动补偿板在三维空间内做任意角度的转动。
[0007]进一步地，所述缸体的下部的外侧通过铰链结构或球铰结构连接到所述底座，所述缸体可相对所述底座在三维空间内做任意角度的转动。
[0008]进一步地，所述海上钻机自调平系统还包括一液压动力系统，所述液压动力系统控制这些运动补偿件中活塞的运动，从而对所述运动补偿板的位置进行控制。
[0009]进一步地，所述海上钻井平台或钻井船上的不同位置安装了传感器，当海上钻井平台或钻井船晃动时，这些传感器感测到海上钻井平台或钻井船不同位置处的位姿变化，并产生对应的位姿变化信号，这些位姿变化信号被传递到所述液压动力系统，所述液压动力系统根据这些位姿变化信号控制这些运动补偿件的活塞移动。
[0010]进一步地，所述液压动力系统为钻机的钻进工作提供动力。
[0011]进一步地，所述海上钻井平台或钻井船上设有一泥浆循环系统，所述泥浆循环系统循环处理所述钻机钻进时产生的泥浆。
[0012]进一步地，这些运动补偿件首尾相邻地倾斜设置在所述运动补偿板和底座之间。
[0013]进一步地，所述钻机包括钻塔、钻杆、驱动钻杆转动的动力头和夹持钻杆的夹持器。
[0014]本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是:本发明的海上钻机自调平系统通过运动补偿平台的补偿运动，来保持钻机不动或自动调平。
【附图说明】
[0015]图1是本发明海上钻机自调平系统的一示意图。
[0016]图2是图1的海上钻机自调平系统的一运动补偿平台的一示意图。
【具体实施方式】
[0017]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
[0018]请参考图1，本发明的实施例提供了一种海上钻机自调平系统，用来调平位于一海上钻井平台或钻井船10上的钻机30，该钻机30包括一钻塔31和一钻杆32，该海上钻机自调平系统包括一运动补偿平台50、一液压动力系统60和若干传感器90。
[0019]请一并参阅图1和图2，该运动补偿平台50包括一底座51、一运动补偿板52和连接在底座51和运动补偿板52之间的若干运动补偿件53，在一实施例中，运动补偿件53为一液压缸或电动缸，其包括一缸体531和一活塞532，活塞532可在缸体531中滑动并与缸体531的内壁密封，活塞532的上部伸出缸体531并通过铰链结构连接到运动补偿板52下侧，活塞532的上部还可通过球铰结构与运动补偿板52连接，则活塞532可相对运动补偿板52在三维空间内做任意角度的转动。
[0020]缸体531下部的外侧通过铰链结构或球铰结构连接到底座51的上部，则缸体531可相对底座51在三维空间内做任意角度的转动。
[0021]在本实施例中，运动补偿板52和底座51之间连接了六个运动补偿件53，且这六个运动补偿件53首尾相邻地倾斜设置在运动补偿板52和底座51之间，即第一个运动补偿件53的活塞532的上部与第二个运动补偿件53的活塞532的上部相邻设置在运动补偿板52上，第二个运动补偿件53的缸体531的下部与第三个运动补偿件53的缸体531的下部相邻设置在底座51上，第三个运动补偿件53的活塞532的上部与第四个运动补偿件53的活塞532的上部相邻设置在运动补偿板52上，第四个运动补偿件53的缸体531的下部与第五个运动补偿件53的缸体531的下部相邻设置在底座51上，第五个运动补偿件53的活塞532的上部与第六个运动补偿件53的活塞532的上部相邻设置在运动补偿板52上，第六个运动补偿件53的缸体531的下部与第一个运动补偿件53的缸体531的下部相邻设置在底座51上；则在初始状态时，两个相邻的运动补偿件53与底座51的边缘组成了一个稳定的三角形，两个相邻的运动补偿件53与运动补偿板52的边缘组成了一个稳定的三角形，这些稳定的三角形可保证运动补偿板52在初始状态时不随意变换位姿，提高刚度。
[0022]当然，也可将连接在运动补偿板52和底座51之间的运动补偿件53设置为7个、8个或更多数量，以提高刚度和负载能力。
[0023]这些运动补偿件53均连接到液压动力系统60，液压动力系统60控制这些运动补偿件53中活塞532的运动，从而对运动补偿板52的位置进行控制。
[0024]运动补偿平台50的底座51固定在海上钻井平台或钻井船10上，钻机30的钻塔31和钻杆32均安装在运动补偿平台50的运动补偿板52上，驱动钻杆32转动的一动力头34安装在钻塔31上，一用来夹持钻杆32的夹持器35安装在运动补偿板52上。
[0025]这些传感器90安装在海上钻井平台或钻井船10上不同的位置，当海上钻井平台或钻井船10在海浪或海风的作用下产生升沉、横移、纵移、艏摇、横摇与纵摇等多个维度的运动时，这些传感器90感测到海上钻井平台或钻井船10不同位置处的位姿变化，并产生对应的位姿变化信号，这些位姿变化信号被传递到液压动力系统60，液压动力系统60根据这些位姿变化信号控制这些运动补偿件53的活塞532移动，从而让运动补偿板52做补偿运动，从而保持运动补偿板52相对原位置不运动或少运动，则安装在运动补偿板52上的钻机30的位置也基本保持不动，从而避免因海上钻井平台或钻井船10的晃动而影响到钻井作业。
[0026]在上述实施例中，液压动力系统60也可为钻机30的钻进工作提供动力，且海上钻井平台或钻井船10上还设有一泥浆循环系统70，该泥浆循环系统70循环处理钻机30钻进时产生的泥楽。
[0027]在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
[0028]在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
[0029]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种海上钻机自调平系统，用来调平安装在海上钻井平台或钻井船上的钻机，其特征在于:所述海上钻机自调平系统包括运动补偿平台，所述运动补偿平台包括底座、运动补偿板和连接在所述底座和运动补偿板之间的若干运动补偿件，所述底座固定在所述海上钻井平台或钻井船上，所述钻机固定在所述运动补偿板上，这些运动补偿件在所述海上钻井平台或钻井船晃动时做反方向的补偿运动而保持所述运动补偿板的位置不变，从而使安装在所述运动补偿板上的钻机的位置保持不动。2.如权利要求1所述的海上钻机自调平系统，其特征在于:所述运动补偿件包括缸体和活塞，所述活塞可在所述缸体中滑动并与所述缸体的内壁密封，所述活塞的上部伸出所述缸体并通过铰链结构或球铰结构连接到所述运动补偿板，所述活塞可相对所述运动补偿板在三维空间内做任意角度的转动。3.如权利要求2所述的海上钻机自调平系统，其特征在于:所述缸体的下部的外侧通过铰链结构或球铰结构连接到所述底座，所述缸体可相对所述底座在三维空间内做任意角度的转动。4.如权利要求3所述的海上钻机自调平系统，其特征在于:所述海上钻机自调平系统还包括一液压动力系统，所述液压动力系统控制这些运动补偿件中活塞的运动，从而对所述运动补偿板的位置进行控制。5.如权利要求4所述的海上钻机自调平系统，其特征在于:所述海上钻井平台或钻井船上的不同位置安装了传感器，当海上钻井平台或钻井船晃动时，这些传感器感测到海上钻井平台或钻井船不同位置处的位姿变化，并产生对应的位姿变化信号，这些位姿变化信号被传递到所述液压动力系统，所述液压动力系统根据这些位姿变化信号控制这些运动补偿件的活塞移动。6.如权利要求4所述的海上钻机自调平系统，其特征在于:所述液压动力系统为钻机的钻进工作提供动力。7.如权利要求1所述的海上钻机自调平系统，其特征在于:所述海上钻井平台或钻井船上设有一泥浆循环系统，所述泥浆循环系统循环处理所述钻机钻进时产生的泥浆。8.如权利要求1所述的海上钻机自调平系统，其特征在于:这些运动补偿件首尾相邻地倾斜设置在所述运动补偿板和底座之间。9.如权利要求1所述的海上钻机自调平系统，其特征在于:所述钻机包括钻塔、钻杆、驱动钻杆转动的动力头和夹持钻杆的夹持器。
【文档编号】E21B15/02GK106089102SQ201610643409
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月9日 公开号201610643409.4, CN 106089102 A, CN 106089102A, CN 201610643409, CN-A-106089102, CN106089102 A, CN106089102A, CN201610643409, CN201610643409.4
【发明人】丁华锋, 张心心, 吴川, 姚翔宇, 韩磊, 杨文剑
【申请人】中国地质大学（武汉）