钻井平台锁紧装置的解锁机构及采用其的锁紧单元和锁紧装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种钻井平台锁紧装置的解锁机构，以及采用其的锁紧单元和锁紧装置，钻井平台锁紧装置的解锁机构包括：上承载块和下承载块，上承载块上方设下承载块，所述上承载块和下承载块间设解锁楔块，上承载块和下承载块连接在承载罩内。该钻井平台锁紧装置的解锁机构在钻井平台锁紧装置的螺旋千斤顶发生卡死情况时，只需将解锁楔块向外侧拉出，使螺旋千斤顶螺杆上的载荷完全去除，螺旋千斤顶的螺杆即可自由的回收，其解锁操作较为简便。
【专利说明】
钻井平台锁紧装置的解锁机构及采用其的锁紧单元和锁紧装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种钻井平台的传动装置的配件，尤其涉及一种钻井平台锁紧装置的解锁机构，以及采用其的锁紧单元和锁紧装置。
【背景技术】
[0002]自升式海洋钻井平台是应用于浅海区石油钻探的主要设备，其一般由三个或四个粧腿及一个作业平台组成，作业平台上装载有升降装置、锁紧装置、钻井机械和动力等设备。每个粧腿上由多个粧腿齿条、水平支撑杆和斜拉支撑杆组成，每根粧腿齿条的两侧分布升降装置。而在前述升降装置的下方，粧腿齿条的两侧各安装一套锁紧装置。所有的自升式钻井平台都必须在作业平台和粧腿之间传递载荷，该载荷包含:环境载荷、平台自重和作业载荷。对于没有锁紧装置的平台，其必须依靠升降装置的爬升齿轮来传递这些载荷。具有独立的锁紧装置的升降装置，通过锁紧装置在作业平台和粧腿之间建立刚性连接并传递载荷。带独立锁紧装置的平台需要更少的爬升齿轮，而且由于相对刚度的提高，作业平台和粧腿的力矩多半以垂直力偶的形式传递，从而降低了支撑杆的尺寸。支撑杆尺寸的减小使得平台的重量更轻和阻力更小，从而增强了平台抵抗环境载荷的能力。
[0003]而现有的锁紧装置多是直接利用螺旋千斤顶，或是利用螺旋千斤顶和液压缸的组合，来驱动锁紧齿条块沿水平方向和垂直方向进行运动，从而实现锁紧齿条块和粧腿齿条的正确啮合。两者正确啮合后，所有的动力单元停止工作，然后通过操作升降装置将载荷转移到锁紧装置上。而锁紧装置利用螺旋千斤顶的被动受压自锁原理以及其他部件的刚性接触而形成的固定约束，从而达到锁紧的效果。但是在锁紧装置的工作过程中，由于载荷转移的不充分，以及锁紧装置自身和作业平台在长时间的载荷作用下而产生的弹性或者塑性变形，导致锁紧装置普遍存在螺旋千斤顶螺杆回收困难的问题，导致无法顺利解锁，为平台的现场操作带来很大的麻烦。为此各个锁紧装置生产厂家均在解锁环节增加一些在应急情况下使用的解锁机构。如破坏解锁沙盘、破坏水溶性材料、高压油缸顶升等多种途径。而以破坏零部件为应急解锁的方法，需要在解锁后更换上新的零部件。而以高压顶升为应急解锁的方法，则需要增加昂贵的超高压液压元件和控制系统，且长时间使用容易出现渗漏的情况。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种钻井平台锁紧装置的解锁机构，其解锁较为方便且无需进行部件的更换。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案包括:上承载块和下承载块，上承载块上方设下承载块，所述上承载块和下承载块间设解锁楔块，上承载块和下承载块连接在承载罩内。
[0006]所述承载罩包括:左挡板和右挡板，左挡板分别连接在上承载块和下承载板的左侦U，右挡板分别连接在上承载块和下承载板的右侧。
[0007]所述解锁楔块的上表面和下表面均为斜面。
[0008]所述解锁楔块为两个，两个解锁楔块均位于上承载块和下承载块间，且两个解锁楔块左右对称布置。
[0009]所述解锁楔块上设有长条形通孔。
[0010]所述下承载板上设有凹坑。
[0011 ]所述解锁楔块上设有螺纹孔。
[0012]本实用新型解决的另一问题，是提供一种采用了前述解锁机构的锁紧单元，其包括:锁紧齿条块，锁紧齿条块活动连接水平推动液压缸，锁紧齿条块的上、下两端均为坡面，锁紧齿条块的上、下各设一个锁紧组件，锁紧组件包括:楔块，楔块连接解锁机构，解锁机构连接螺旋千斤顶，楔块的一侧设有支撑座，楔块与支撑座滑动接触。
[0013]本实用新型解决的第三个问题，是提供一种采用了前述锁紧单元的锁紧装置，其包括:固粧架，所述固粧架内左、右对称设置锁紧单元。
[0014]本实用新型在钻井平台锁紧装置的螺旋千斤顶发生卡死情况时，只需将解锁楔块向外侧拉出，使螺旋千斤顶螺杆上的载荷完全去除，螺旋千斤顶的螺杆即可自由的回收，其解锁操作较为简便。而在下次锁紧装置工作前，只需将解锁楔块复位即可继续使用锁紧装置，整个过程无需更换锁紧装置的零件，且解锁机构结构简单，成本较低。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型解锁机构的结构示意图，图2为图1的立体零件装配图，图3为锁紧装置锁紧时的结构示意图，图4为锁紧装置解锁时的结构示意图，图5为螺旋千斤顶剖面图，图6为图5的俯视图。
[0016]图中:丨.上承载块，2.下承载块，3.解锁楔块，4.左挡板，5.右挡板，6.紧固螺栓，7.长条形通孔，8.螺纹孔，9.锁紧齿条块，10.水平推动液压缸，11.楔块，12.固粧架，13.支撑座，14.螺旋千斤顶，15.解锁机构，16.螺杆，17.粧腿齿条，18.液压马达，19.小行星减速机，20.蜗杆，21.蜗轮，22.箱体。
【具体实施方式】
[0017]下面通过【具体实施方式】，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[0018]如图1和图2所示，本实用新型解锁机构的实施方式包括:上承载块I和下承载块2，上承载块I上方设下承载块2，所述上承载块I和下承载块2间设解锁楔块3，上承载块I和下承载块2连接在承载罩内。所述解锁楔块3的上表面和下表面均为斜面。所述解锁楔块3为两个，两个解锁楔块3均位于上承载块I和下承载块2间，且两个解锁楔块左右对称布置。所述承载罩包括:左挡板4和右挡板5，左挡板4分别连接在上承载块I和下承载板2的左侧，右挡板5分别连接在上承载块I和下承载板2的右侧。所述上承载块I和下承载块2通过紧固螺栓6与楔块11连接在一起，解锁楔块3上设有长条形通孔7，紧固螺栓6穿过长条形通孔7。所述下承载板2上设有凹坑，凹坑用于和螺旋千斤顶的螺杆16的端头配合。所述解锁楔块上设有螺纹孔8，螺纹孔8用于连接螺栓，以便于用工具夹持将解锁楔块3从上承载块I和下承载块2间抽出。
[0019]如图3所示本实用新型锁紧装置的实施方式包括:固粧架12，固粧架内设左、右对称设置两组锁紧单元。锁紧单元包括:锁紧齿条块9，锁紧齿条块9上铰接有水平推动液压缸10，锁紧齿条块9的上、下两端均为坡面，锁紧齿条块9的上、下各设一个锁紧组件。锁紧组件包括:楔块11，楔块11连接解锁机构15，解锁机构15连接螺旋千斤顶12的螺杆16，楔块11的一侧设有支撑座13，楔块11与支撑座13滑动接触。滑动接触是指楔块11与支撑座13间没有连接点，两者之间相互接触，楔块11可沿支撑座13的表面滑动。支撑座13连接在固粧架12内。螺旋千斤顶14的螺杆16伸出，通过解锁机构15与楔块11连为一体，螺杆13驱动楔块11沿其与支持座04的接触面作上、下运动。位于上方的锁紧组件的楔块11的斜面和位于下方的锁紧组件的楔块的斜面形成V型，锁紧齿条块9上、下表面也加工成坡面，锁紧齿条块9被夹持在上、下两个锁紧组件的楔块间。水平液压缸10的缸体活动连接在固粧架12内，使水平液压缸1可绕其在固粧架12内的连接点自由转动。水平液压缸10的活塞杆的端头铰接在锁紧齿条块9的背面，一方面保证锁紧齿条块9在和进粧腿齿条17对齿时，与其上下方的楔块11可以紧密贴合，另一方面保证锁紧齿条块9可以在水平方向移动，以便将锁紧齿条块9的齿牙伸进粧腿齿条17的齿槽中并完全贴合。
[0020]如图5和图6所示螺旋千斤顶14包括:箱体22、蜗轮21、蜗杆20和螺杆16，蜗轮21和蜗杆20嗤合，蜗杆20通过小行星减速机19连接液压马达18，液压马达18驱动小行星减速机19，小行星减速机19驱动蜗杆20转动，蜗杆20驱动蜗轮21转动，蜗杆20和蜗轮21安装在箱体22内，蜗轮21的中心孔加工有梯形内螺纹，蜗轮21的中心孔螺纹连接螺杆16，螺杆16设有梯形外螺纹，蜗轮21驱动螺杆16直线运动。
[0021]本实用新型锁紧装置的主要包括锁紧和解锁两个工作工程。如图3所示其锁紧过程包括:第一步，启动液压系统;第二步，通过液压马达18驱动上、下方两个螺杆16同时向上或向下移动，使锁紧齿条块9的齿牙与粧腿齿条17的齿槽垂直对中；第三步:分别通过上方和下方的液压马达18驱动两个螺旋千斤顶14的螺杆16同时伸出，从而推动锁紧齿条块9的齿牙向着粧腿齿条17的齿槽作水平移动;第四步，当锁紧齿条块9的齿牙与粧腿齿条17的齿槽将要贴合时，停止与螺旋千斤顶14连接的液压马达18的工作;第五步:水平液压缸10将锁紧齿条块9的齿牙推进粧腿齿条17的齿槽中，第六步:再次启动上方和下方的液压马达18，使两个螺旋千斤顶14的螺杆16同时伸出，使上方的楔块11的斜面和下方的楔块11的斜面分别与锁紧齿条块9的上、下坡面完全接触。至此单侧锁紧工作完成，另外一侧按相同的步骤进行操作，当两侧锁紧装置的锁紧工作完成后通过控制升降系统，将升降装置承担的载荷转移过来。
[0022]而如图4所示解锁过程包括:第一步，启动液压系统;第二步，通过控制两侧锁紧单元的液压马达18驱动两侧下部螺旋千斤顶14的螺杆16回收，使两侧锁紧单元下方的楔块11的斜面与锁紧齿条块9的下方的坡面脱开一定距离;第三步:通过控制升降装置，使粧腿齿条17带动两侧的锁紧齿条块05—起向下运动约前述距离的二分之一，此时锁紧齿条块9的上方的坡面与上方的楔块11的斜面脱开，锁紧装置承担的载荷转移到升降装置上;第四步，同时驱动单侧的上方和下方的螺旋千斤顶14，使同侧的两个螺杆16同时伸出，使上方的楔块11的斜面和下方的楔块的斜面分别与锁紧齿条块9的上、下坡面完全接触;第五步，同时驱动单侧上方和下方的螺旋千斤顶14的液压马达18和水平液压缸10，使同侧的两个螺杆16同时回收，水平液压缸10将锁紧齿条块9从粧腿齿条17内拉出，到锁紧齿条块9贴紧支撑座13为止，至此单侧解锁完成，在另外一侧重复上述第四步与第五步，完成另外一侧的解锁。
[0023]如果在解锁过程中，螺旋千斤顶14在回收的过程中发生“卡死”现象，我们将按如下步骤对解锁机构进行应急操作:如图1所示首先将左挡板4和右挡板5拆下，同时将左侧的解锁楔块和右侧的解锁楔块3向外侧拉出，左侧的解锁楔块和右侧的解锁楔块3拉出后，下承载板2和上承载板I之间产生空隙，载荷传递路径中断，螺旋千斤顶14的螺杆16上的载荷完全去除，螺杆16在液压马达的驱动作用下可以自由的回收。在下次锁紧装置锁紧操作之前，将锁紧楔块复位即可。
[0024]对所公开的实施例上述说明，使本领域的专业技术人员能够实现或使用本使用新型，对本实施例的多种修改对本专业技术人员来说是显而易见的，本文所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，凡是与本实施例相同或相似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种钻井平台锁紧装置的解锁机构，包括:上承载块和下承载块，上承载块上方设下承载块，其特征在于:所述上承载块和下承载块间设解锁楔块，上承载块和下承载块连接在承载罩内。2.根据权利要求1所述的钻井平台锁紧装置的解锁机构，其特征在于:所述承载罩包括:左挡板和右挡板，左挡板分别连接在上承载块和下承载板的左侧，右挡板分别连接在上承载块和下承载板的右侧。3.根据权利要求1或2所述的钻井平台锁紧装置的解锁机构，其特征在于:所述解锁楔块的上表面和下表面均为斜面。4.根据权利要求1或2所述的钻井平台锁紧装置的解锁机构，其特征在于:所述解锁楔块为两个，两个解锁楔块均位于上承载块和下承载块间，且两个解锁楔块左右对称布置。5.根据权利要求1或2所述的钻井平台锁紧装置的解锁机构，其特征在于:所述解锁楔块上设有长条形通孔，上承载块和下承载块间设有紧固螺栓，紧固螺栓穿过长条形通孔。6.根据权利要求1或2所述的钻井平台锁紧装置的解锁机构，其特征在于:所述下承载板上设有凹坑。7.根据权利要求1或2所述的钻井平台锁紧装置的解锁机构，其特征在于:所述解锁楔块上设有螺纹孔。8.采用权利要求1至7所述的钻井平台锁紧装置的解锁机构的锁紧单元，其特征在于，其包括:锁紧齿条块，锁紧齿条块活动连接水平推动液压缸，锁紧齿条块的上、下两端均为坡面，锁紧齿条块的上、下各设一个锁紧组件，锁紧组件包括:楔块，楔块连接解锁机构，解锁机构连接螺旋千斤顶，楔块的一侧设有支撑座，楔块与支撑座滑动接触。9.采用权利要求8所述锁紧单元的锁紧装置，其包括:固粧架，其特征在于:所述固粧架内左、右对称设置锁紧单元。
【文档编号】E02B17/04GK205712039SQ201620476488
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】刘恒杰, 王建敏, 邱太生
【申请人】郑州天时海洋石油装备有限公司