专利名称：一种人工岛钻机转弯装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种人工岛钻机转弯装置，属于石油机械制造技术领域。
背景技术：
人工岛井口槽批量钻井是海洋石油钻探开发的一项新技术，沿井口槽铺 设钻机导轨，当钻机钻完一口井后，通过其移动装置即可整体移动到下一井 口位置，大大提高了钻井时效。根据钻井工艺需要，人工岛钻机应可沿导轨 移动到岛四周，故要求钻机能够转弯。
发明内容
本实用新型解决的技术问题设计一种人工岛钻机转弯装置，可方便地 实现钻机沿导轨顺、逆时针转弯，且可靠性高，操作简单。
本实用新型的设计思路首先将本装置的双段等长导轨拖靠到与钻机所 在导轨成一条直线的极限位置，将导轨定位后，钻机直线爬行移动并停靠到 本装置导轨上；然后取出定位块和相应的定位销轴，拖动双段导轨绕一固定 的定位销轴进行旋转；当双段导轨被拖动到与目标移动方向导轨成一条直线 的极限位置时，将导轨定位，钻机直线爬行移动到目标导轨上，完成钻机转 弯过程。
本实用新型的技术解决方案 一种人工岛钻机转弯装置，包括转动导轨 (1， 2)，转动导轨(1， 2)相互平行位于基座(3)上，并通过固定支架(4) 连为一体，且转动导轨(1， 2)的轨矩与人工岛上已有固定导轨(5， 6)轨 距相等，转动导轨(1， 2)的两端均固定有耳板(7);基座(3)在转动导轨 (1， 2)水平极限位置和竖直极限位置的两侧分别制有4-8个卡口 (8)，转 动导轨(1， 2)的两侧设置有4-8个定位块(9)，且定位块(9)的一端可位 于卡口 (8)中，另一端可卡装在转动导轨(1， 2)的外侧；固定导轨(5， 6) 的两端均固定有耳板(10)，.耳板(7)与耳板(10)可通过定位销轴(25) 连接在一起，转动导轨(1， 2)的两侧分别固定有动滑轮组(ll， 12);基座(3)的左侧和下侧人工岛地面上分别设置有双作用液压缸(13， 14)，双向 液压马达(15， 16)，定滑轮组(17， 18)及液压控制单元(26)，双向液压 马达(15， 16)的主轴上分别联接有滚筒(19， 20)，钢丝绳(21， 22)的一 端固定于定滑轮组(17， 18)上，另一端依次绕过定滑轮组(17， 18)及动 滑轮组(11， 12)上的滑轮后固定在滚筒(19， 20)上。
所述基座(3)为钢板。所述导轨(1， 2)的轨顶上固定有承载板(23， 24)上，承载板(23, 24)的结构与人工岛上己有固定导轨(5， 6)承载板 的结构完全一致。所述耳板(7)为耳板组，均固定在导轨(1， 2)的两端工 字钢腰筋上，所述耳板(10)也为耳板组，均固定在固定导轨(5， 6)的两 端工字钢腰筋上。所述定滑轮组(17， 18)及动滑轮组(11, 12)上分别设 置有档绳杆(41， 42)。
所述双作用液压缸(13， 14)分别位于转动导轨(1， 2)竖直极限位置 和水平极限位置的外侧人工岛地面上。
所述液压控制单元(26)由变量柱塞油泵(27)、单向阀(28， 39， 40， 43)、三位四通电磁换向阀(29， 30， 31， 32)、溢流阀(33， 45， 46)、调速 阀(34， 35)、过滤器(36)、冷却器(37)、油箱(38)、电机(44)组成； 变量柱塞油泵(27)的吸油口通过过滤器(36)连接油箱(38)，出油口通过 单向阀(28)分别连接三位四通电磁换向阀(29， 30， 31， 32)下端的一个 进/出油口，三位四通电磁换向阀(29， 30， 31， 32)下端的另一个进/出 油口通过冷却器(37)连接油箱(38)，三位四通电磁换向阀(29， 30， 31， 32)上端的一个进/出油口分别连接双作用液压缸(13， 14)及双向液压马 达(15， 16)的一个进/出油口，三位四通电磁换向阀(29， 30)上端的另 一个进/出油口分别连接双作用液压缸(13， 14)的另一个进/出油口，三 位四通电磁换向阀(31， 32)上端的另一个进/出油口通过调速阀(34， 35) 分别连接双向液压马达(15， 16)的另一个进/出油口，调速阀(34， 35) 的两端分别并联连接有单向阀(39， 40)，溢流阀(33， 45)的进油口分别连 接双作用液压缸(13， 14)无杆腔的进/出油口，溢流阀(33， 45)的出油口连接油箱(38)，溢流阀(46)的进油口接变量柱塞油泵(27)的出油口，溢 流阀(46)的出油口通过单向阀(43)连接油箱(38)。
本实用新型工作原理钻机依靠其自身移动装置由人工岛上的水平/竖 直固定导轨(5， 6)直线爬行到转动导轨(1， 2)上，通过液压马达(15， 16)拖动转动导轨(1， 2)逆/顺时针旋转，钻机依靠其自身移动装置由转 动导轨(1， 2)直线爬行到人工岛上的竖直/水平固定导轨(5， 6)上，实 现人工岛钻机逆/顺时针转弯。
本实用新型具有的优点和效果-
1、 设计新颖，结构简单，操作方便，控制方案可靠，比较方便地实现了 人工岛钻机沿导轨顺、逆时针转弯。
2、 在人工岛上需要转弯处安装一套本装置即可实现钻机沿导轨的顺、逆 时针转弯，大大提高了钻井时效。
3、 由于转弯过程涉及到钻机移动的动作均为技术成熟的直线运动形式， 故大大提高了转弯过程的安全性、可靠性。
图l是本实用新型的结构示意图，
图2是转动导轨与固定支架的结构示意图，
图3是转动导轨耳板组的结构示意图，图4是图3的俯视图，
图5是图3的左视图，图6是固定导轨耳板组的结构示意图，
图7是图6的俯视图，图8是转动连接副的连接示意图，
图9是定滑轮组的结构示意图，图10是图9的俯视图，
图ll是动滑轮组的结构示意图，图12是图11的A向视图，
图13是液压控制单元原理图，图14是本实用新型的使用过程示意图。
具体实施方式
结合附图1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14描述本实 用新型的一种实施例。
一种人工岛钻机转弯装置，其转动导轨(1， 2)相互平行位于钢板基座(3)上，并通过固定支架(4)连为一个整体，且转动导轨(1， 2)的轨矩、 轨高与人工岛上已有固定导轨(5， 6)的轨距、轨高相等，转动导轨(1， 2) 与固定导轨(5， 6)的轨顶上均固定有承载板(23， 24)。转动导轨(1， 2) 的两端工字钢腰筋上均固定有耳板组(7)，钢板基座(3)在转动导轨(1， 2) 水平极限位置和竖直极限位置的两侧分别制有4个卡口 (8)，转动导轨(1， 2)的两侧设置有4个定位块(9)，且定位块(9)的一端可位于卡口 (8)中， 另一端可卡装在导轨(1， 2)的外侧。固定导轨(5， 6)的两端工字钢腰筋 上均固定有耳板组(10)，耳板组(7)与耳板组(10)可通过定位销轴(25) 连接在一起。转动导轨(1， 2)的两侧对称固定有动滑轮组(ll， 12);钢板 基座(3)的左侧和下侧人工岛地面上分别设置有双作用液压缸(13， 14)， 双向液压马达(15， 16)，定滑轮组('17， 18)及液压控制单元(26)，双向 液压马达(15， 16)的主轴上分别联接有滚筒(19， 20)，钢丝绳(21， 22) 的一端固定于定滑轮组(17， 18)上，另一端依次绕过定滑轮组(17， 18) 及动滑轮组(11， 12)上的滑轮后固定在滚筒(19， 20)上。定滑轮组(17， 18)及动滑轮组(11， 12)上分别设置有档绳杆(41， 42)，防止钢丝绳(21， 22)跳出。
液压控制单元(26)由变量柱塞油泵(27)、单向阀(28， 39， 40， 43)、 三位四通电磁换向阀(29， 30， 31， 32)、溢流阀(33, 45, 46)、调速阀(34， 35)、过滤器(36)、冷却器(37)、油箱(38)、电机(44)组成；变量柱塞 油泵(27)的吸油口通过过滤器(36)连接油箱(38)，出油口通过单向阀(28) 分别连接三位四通电磁换向阀(29， 3,0， 31， 32)下端的一个进/出油口， 三位四通电磁换向阀(29， 30， 31， 32)下端的另一个进/出油口通过冷却 器(37)连接油箱(38)，三位四通电磁换向阀(29， 30， 31， 32)上端的一 个进/出油口分别连接双作用液压缸(13， 14)及双向液压马达(15， 16) 的一个进/出油口，三位四通电磁换向阀(29， 30)上端的另一个进/出油 口分别连接双作用液压缸(13， 14)的另一个进/出油口，三位四通电磁换 向阀(31， 32)上端的另一个进/出油口通过调速阀(34， 35)分别连接双向液压马达(15， 16)的另一个进/出油口，调速阀(34， 35)的两端分别 并联连接有单向阀(39， 40)，溢流阀(33， 45)的进油口分别连接双作用液 压缸(13， 14)无杆腔的进/出油口，溢流阔(33， 45)的出油口连接油箱(38)， 溢流阀(46)的进油口接变量柱塞油泵(27)的出油口，溢流阀(46)的出 油口通过单向阀(43)连接油箱(38)。
钢板基座(3)的表面粗糙度较小，固定铺设于旋转范围的人工岛地面上， 作为转动基础，转动导轨(1， 2)的长度只要能够承载钻机即可，固定支架
(4)由两条等长交叉焊接的槽钢和两条平行槽钢构成。耳板组(7)与耳板 组(10)均是将两片带有通孔的耳板以一定间隔依次焊接到转动导轨(1， 2) 和固定导轨(5， 6)两端的工字钢腰筋上，定位销轴(25)插入各耳板同心 通孔中可实现固定导轨与转动导轨的连接；定位块(9)插入卡口 (8)中可 将转动导轨(1， 2)定位。钢丝绳(21， 22) —端固定套在定滑轮组(17， 18)的上方滑轮上，再经过同侧动滑轮组(11， 12)的上滑轮、定滑轮组(17， 18)的下滑轮和同侧动滑轮组(11， 12)的下滑轮依次换向并留有一定余量 后固定于滚筒(19， 20)上。双作用液压缸(13， 14)分别固定于转动导轨
(1， 2)竖直和水平极限位置的外侧人工岛地面上，每个液压缸均有缓冲和 助推的作用，即当转动导轨(1， 2)被拖靠到水平或竖直极限位置时，该处 液压缸伸出的活塞杆被顶回，从而起到了令转动部件缓冲停靠的作用，当转 动导轨(1， 2)被拖离水平或竖直极限位置时，该处液压缸活塞杆将伸出， 协助另一极限位置处滚筒的拖拉，克服转动部件由静止到运动状态转变过程 中相对较大的静摩擦力，从而起到助推作用。两个双向液压马达(15， 16) 分别固定于转动导轨竖直和水平极限位置的外侧人工岛地面上，通过改变双 向液压马达的转向可以控制滚筒进行收放钢丝绳，调速阀用于改变马达的旋. 转速度，从而控制拖fe转动部件的速度。转动导轨(1， 2)的初始位置定位 于能将岛内导轨围成封闭环状态的极限位置处。
顺时针转弯过程顺时针转弯时转动导轨(1， 2)的初始位置处于竖直 极限位置，通过耳板组(7)与耳板组(10)及定位销轴(25)将转动导轨A、C、 D处与人工岛上的固定导轨(5， 6)连接在一起,使转动导轨与固定导轨成 一条直线，取四块定位块(9)分别插入各自的钢板卡口 (8)中，将转动导 轨(1， 2)进行定位。钻机依靠其自身移动装置从固定导轨(5， 6)直线爬 行移动到转动导轨(1， 2)上，待钻机移动完成后将其停止限位，然后将C、 D处的定位销轴(25)拔出，仅留A处，拔出四块定位块(9)。此时液压控制 单元(26)中的三位四通电磁换向阀(31)的电磁铁5DT得电，换向阀处于 左位，双向液压马达(15)反转带动滚筒(19)放绳，由于液压油不经过调 速阀(34)节流而直接由单向阀(39)返回油箱(38)，故滚筒(19)放绳速 度比收绳速度快，滚筒(19)放绳完成后，电磁铁5DT断电，双向液压马达.
(15)停转；三位四通电磁换向阀(30)的电磁铁4DT得电，换向阀处于右 位，液压缸(14)无杆腔进油，活塞杆伸出，待活塞杆完全伸出后，电磁铁 3DT、 4DT均断电，换向阀处于中位，此时液压缸(14)等待转动部件停靠时 进行缓冲；换向阀(32)的电磁铁8DT得电，双向液压马达(16)正转带动 滚筒(20)收绳，调节调速阀(35)可改变收绳速度；与此同时，换向阀(29) 的电磁铁2DT得电，液压缸(13)无杆腔进油，溢流阀(33)起安全溢流作 用，液压缸(13)活塞杆伸出进行助推，活塞杆完全伸出后，电磁铁1DT、 2DT 均断电，转动导轨(1， 2)与其上的钻机将作为一体的转动部件在钢板(3) 上面绕A处定位销轴(25)进行顺时针旋转，当旋转到靠近水平极限位置(转 动导轨与水平方向固定导轨成一条直线)时，转动导轨与液压缸(14)伸出 的活塞杆相接触，由于换向阀(30)此时处于中位，液压缸(14)无杆腔的 液压油经溢流阀(45)返回油箱(38)，从而将转动部件进行缓冲停靠；当转 动到水平极限位置时，电磁铁8DT断电，双向马达(16)停转，将四块定位 块(9)插入钢板卡口 (8)中，将B处转动连接副的定位销轴(25)插入， 完成转动导轨(1， 2)的定位后钻机依靠其自身移动装置直线爬行移动到人 工岛的直线固定导轨(5， 6)上，从而完成顺时针转弯。
逆时针转弯过程钻机逆时针转弯前，需先将转动导轨(1， 2)由初始 竖直极限位置旋转至水平极限位置。将B、 C、 D三处转动连接副的定位销轴(25)拔出，仅留A处，拔出四块定位块(9)。液压控制单元(26)中的三 位四通电磁换向阀(31)的电磁铁5DT得电，双向液压马达(15)反转带动 滚筒(19)放绳，放绳完成后，电磁铁5DT、 6DT均断电，双向液压马达(15). 停转；三位四通电磁换向阀(29)的电磁铁2DT得电，液压缸(13)活塞杆 伸出，待活塞杆完全伸出后，电磁铁1DT、 2DT均断电，液压缸(13)完成助 推并等待缓冲停靠转动部件；换向阀(32)的电磁铁8DT得电，双向液压马 达(16)正转带动滚筒(20)收绳，使转动导轨(1， 2)在钢板(3)上面绕 A处定位销轴(25)进行顺时针旋转，当转动到水平极限位置时，电磁铁8DT 断电，双向液压马达(16)停转，将四块定位块(9)插入钢板卡口 (8)中， 将B处转动连接副的定位销轴(25)插入，完成转动导轨(1， 2)的定位后 钻机依靠其自身移动装置从人工岛直线固定导轨(5， 6)直线爬行移动到转 动导轨(1， 2)上，待钻机移动完成后将其停止限位。
拔出四块定位块(9)，将B处转动连接副的定位销轴(25)拔出，仅留A 处。液压控制单元(26)中的换向阀(32)的电磁铁7DT得电，双向液压马 达(16)反转带动巻筒(20)放绳，放绳完成后电磁铁7DT、 8DT均断电，双 向液压马达(16)停转；换向阀(31)的电磁铁6DT得电，双向液压马达(15) 正转带动巻筒(19)收绳，通过调速阀(34)控制收绳速度；与此同时，换 向阀(30)的电磁铁4DT得电，液压缸(14)进行助推，使转动导轨(1， 2) 与其上的钻机作为一体绕A处转动连接副的定位销轴(25)进行逆时针旋转， 当转动导轨与液压缸(13)伸出的活塞杆相接触时，转动部件进行缓冲停靠； 当转动到竖直极限位置(转动导轨与人工岛上竖直方向的直线固定导轨成一 条直线)时，电磁铁6DT断电，双向液压马达(15)停转，取四块定位块(9) 分别插入钢板卡口 (8)中，并将C、 D处转动连接副的定位销轴(25)插入， 完成转动导轨(1， 2)的定位后，钻机依靠其自身移动装置直线爬行移动到 人工岛上竖直方向的直线固定导轨(5， 6)上，从而完成逆时针转弯。
转弯之前在钢板基座(3)旋转区域表面涂上润滑黄油将有助于转弯过程 的平稳。
权利要求1、一种人工岛钻机转弯装置，包括转动导轨(1，2)，其特征是转动导轨(1，2)相互平行位于基座(3)上，并通过固定支架(4)连为一体，且转动导轨(1，2)的轨矩与人工岛上已有固定导轨(5，6)轨距相等，转动导轨(1，2)的两端均固定有耳板(7)；基座(3)在转动导轨(1，2)水平极限位置和竖直极限位置的两侧分别制有4-8个卡口(8)，转动导轨(1，2)的两侧设置有4-8个定位块(9)，且定位块(9)的一端可位于卡口(8)中，另一端可卡装在转动导轨(1，2)的外侧；固定导轨(5，6)的两端均固定有耳板(10)，耳板(7)与耳板(10)可通过定位销轴(25)连接在一起，转动导轨(1，2)的两侧分别固定有动滑轮组(11，12)；基座(3)的左侧和下侧人工岛地面上分别设置有双作用液压缸(13，14)，双向液压马达(15，16)，定滑轮组(17，18)及液压控制单元(26)，双向液压马达(15，16)的主轴上分别联结有滚筒(19，20)，钢丝绳(21，22)的一端固定于定滑轮组(17，18)上，另一端依次绕过定滑轮组(17，18)及动滑轮组(11，12)上的滑轮后固定在滚筒(19，20)上。
2、 根据权利要求1所述的人工岛钻机转弯装置，其特征是所述基座(3) 为钢板。
3、 根据权利要求1所述的人工岛钻机转弯装置，其特征是所述转动导 轨(1， 2)的轨顶上固定有承载板(23， 24)上。
4、 根据权利要求1所述的人工岛钻机转弯装置，其特征是所述耳板(7) 为耳板组，均固定在转动导轨(1， 2)的两端工字钢腰筋上，所述耳板(10) 也为耳板组，均固定在固定导轨(5， 6)的两端工字钢腰筋上。
5、 根据权利要求1所述的人工岛钻机转弯装置，其特征是所述定滑轮 组(17， 18)及动滑轮组(11， 12)上分别设置有档绳杆(41， 42)。
6、 根据权利要求1或2或3或4或5所述的人工岛钻机转弯装置，其特 征是所述双作用液压缸(13， 14)分别位于转动导轨(1， 2)竖直极限位 置和水平极限位置的外侧人工岛地面上。
7、根据权利要求1或2或3或4或5所述的人工岛钻机转弯装置，其特 征是所述液压控制单元(26)由变量柱塞油泵(27)、单向阀(28， 39， 40， 43)、三位四通电磁换向阀(29， 30， 31， 32)、溢流阀(33， 45， 46)、调速 阀(34, 35)、过滤器(36)、冷却器(37)、油箱(38)、电机(44)组成； 变量柱塞油泵(27)的吸油口通过过滤器(36)连接油箱(38)，出油口通过 单向阀(28)分别连接三位四通电磁换向阀(29， 30， 31， 32)下端的一个 进/出油口，三位四通电磁换向阀(29， 30， 31， 32)下端的另一个进/出 油口通过冷却器(37)连接油箱(38)，三位四通电磁换向阀(29， 30， 31， 32)上端的一个进/出油口分别连接双作用液压缸(13， 14)及双向液压马 达(15， 16)的一个进/出油口，三位四通电磁换向阀(29， 30)上端的另 一个进/出油口分别连接双作用液压缸(13， 14)的另一个进/出油口，三 位四通电磁换向阀(31， 32)上端的另一个进/出油口通过调速阀(34， 35) 分别连接双向液压马达(15， 16)的另一个进/出油口，调速阀(34， 35) 的两端分别并联连接有单向阀(39， 40)，溢流阀(33， 45)的进油口分别连 接双作用液压缸(13， 14)无杆腔的进/出油口，溢流阀(33， 45)的出油口 连接油箱(38)，溢流阀(46)的进油口接变量柱塞油泵(27)的出油口，溢 流阀(46)的出油口经过单向阀(43)连接油箱(38)。
专利摘要一种人工岛钻机转弯装置，其转动导轨位于基座上，转动导轨与岛上固定导轨的两端均固定有耳板，耳板可通过定位销轴连接在一起；转动导轨的两侧设置有定位块，固定有动滑轮组；基座上制有卡口，左侧和下侧的人工岛地面上分别设置有双作用液压缸，双向液压马达，定滑轮组及液压控制单元，双向液压马达的主轴上分别联接有滚筒，钢丝绳的一端固定于定滑轮组上，另一端依次绕过定滑轮组及动滑轮组上的滑轮后固定在滚筒上。本实用新型设计新颖，结构简单，操作方便，控制方案可靠，比较方便地实现了人工岛钻机沿导轨顺、逆时针转弯。在人工岛上需要转弯处安装一套本装置即可实现钻机沿导轨的顺、逆时针转弯，大大提高了钻井时效。
文档编号B66F19/00GK201158574SQ20072003246
公开日2008年12月3日 申请日期2007年7月25日 优先权日2007年7月25日
发明者于兴军 申请人:宝鸡石油机械有限责任公司