一种用于海洋石油平台的石油输送系统及其使用方法与流程

本发明涉及海洋石油输送技术领域，具体为一种用于海洋石油平台的石油输送系统及其使用方法。

背景技术：

海底石油是埋藏于海洋底层以下的沉积岩及基岩中的矿产资源之一，海底石油的开采始于20世纪初，但在相当长时期内仅发现少量的海底油田，直到60年代后期海上石油的勘探和开采才获得突飞猛进的发展，现在全世界已有100多个国家和地区在近海进行油气勘探，40多个国家和地区在150多个海上油气田进行开采，海上原油产量逐日增加，日产量已超过100万吨，约占世界总量的百分之25，为了方便对海底石油进行开采，一般在海上搭建石油开采平台，以便于承载开采、存储和输送设备，同时方便开采人员进行石油开采作业，目前在近海开采地区开采的石油直接通过输送管道输送至陆地，而对于远海开采地区将海底石油开采出来后，一般通过开采平台上的存储罐进行临时储存，再通过运输船转运到陆地，在将开采平台上存储罐内的石油输送到输送船上时，由于运输船在海面上晃动，一般采用输送软管将存储罐与运输船的储油箱连通转运石油。

上述的现有石油输送技术存在以下缺陷：

1)现有的管道连接输送安全性较低，只能适用于一些海面环境较好的情况，由于海上天气多变，当海面环境较为恶劣时，单一的采用软管以及将运输船沉锚，来保持运输船的稳定降低运输船与石油管道之间的相对运动是不适用的，当管道与运输船意外分离，则导致石油资源的浪费和污染，不能实现将石油输送管道与运输船进行牢固可靠的连接，无法达到通过采取更稳定的连接机构以及稳定辅助结构，来使管道与船只之间进行更加稳定的连接，从而给海上石油输送造成严重的安全隐患。

2)现有的输送管道较长，在开采平台上分布杂乱，不易收卷进行集中管理维护，每次使用输送管道前后，都需要工作人员花费大量的时间进行输送管路收卷，加重了工作人员的工作负担，不能实现既快速又方便的对石油输送管道进行收卷维护，从而给工作人员的带来极大的不便。

3)现有的输送管道单一的采用高分子材料制得的管道，抗形变和抗冲击性能均较差，不能实现对管道内部进行结构上的改进，来增强管道的韧性和抗形变能力。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于海洋石油平台的石油输送系统及其使用方法，解决了现有的管道连接输送安全性较低，只能适用于一些海面环境较好的情况，现有的输送管道较长，在开采平台上分布杂乱，不易收卷进行集中管理维护，同时现有的输送管道单一的采用高分子材料制得的管道，抗形变和抗冲击性能均较差的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于海洋石油平台的石油输送系统，包括开采平台以及开采平台上分别固定安装的开采机组、存料罐、输送泵和控制机组，所述开采机组和存料罐之间通过管道连通，且存料罐和输送泵之间通过管道连通，还包括固定安装于开采平台上的收卷箱，所述收卷箱内壁的两侧之间固定连接有分隔板，且分隔板的顶部设置有卷料机构，所述收卷箱内壁的底部从左至右依次固定安装有液压机组和驱动机组，且收卷箱内壁的背面分别设置有三个自收卷式卷料组件，所述输送泵的出液口连通有输送管机构，且输送管机构远离输送泵的一端依次经过自收卷式卷料组件和卷料机构的缠绕后贯穿处收卷箱，另外两个所述自收卷式卷料组件上分别固定缠绕有钢索组件，且两个钢索组件远离自收卷式卷料组件的一端先经过卷料机构缠绕，再贯穿出收卷箱，所述输送管机构和两个钢索组件贯穿收卷箱的一端均准备与输送船的接口连接，来完成石油的稳定输送。

所述卷料机构包括通过轴承座转动连接于分隔板顶部的旋转轴，所述旋转轴的两端均通过轴承与收卷箱的内壁转动连接，且旋转轴的外表面上分别固定安装有一个管道滚辊和两个钢索滚辊，所述分隔板的顶部且位于管道滚辊和两个钢索滚辊之间设置有两个限位组件。

所述输送管机构包括与输送泵出液口连通的输送料管，所述输送料管的一端依次经过自收卷式卷料组件和卷料机构的缠绕后贯穿处收卷箱，且输送料管延伸出收卷箱的一端和输送船的接口处设置有连接组件，所述输送料管的是采用内嵌钢圈式设计。

优选的，所述限位组件包括固定安装于分隔板上的u形架以及固定安装于旋转轴外表面上的限位齿轮，所述u形架内壁的前后两侧均固定安装有液压杆，且液压杆的伸出端均固定连接有与限位齿轮相适配的弧形齿板。

优选的，所述连接组件包括固定安装于输送料管一端的连接头以及固定安装于输送船接口上的连接罩体，所述连接罩体内壁的两侧均开设有凹槽，且凹槽的内部通过弹簧活动连接有t形弹扣，所述t形弹扣的一端贯穿连接罩体并延伸至连接罩体的内部。

优选的，所述连接头的外表面开设有与t形弹扣相适配的卡槽，且连接罩体的顶部通过弹簧活动连接有与t形弹扣相适配的t形压头。

优选的，所述钢索组件包括缠绕于自收卷式卷料组件上的钢丝绳，所述钢丝绳先经过卷料机构缠绕，再贯穿出收卷箱，且钢丝绳贯穿收卷箱的一端固定连接有套筒，所述套筒的内部通过弹簧固定连接有拉杆，所述拉杆的一端贯穿套筒并延伸至套筒的外部，且拉杆延伸至套筒外部的一端固定安装有挂钩。

优选的，所述自收卷式卷料组件包括固定安装于收卷箱内壁上的盒体以及盒体内部通过轴承转动连接的转杆，所述转杆的一端贯穿盒体并延伸至盒体的外部，且转杆延伸至盒体外部的一端固定连接有缠绕滚辊。

优选的，所述转杆位于盒体内部的外表面与盒体的内壁之间固定连接有扭簧。

优选的，所述驱动机组包括固定安装于收卷箱内部上的驱动电机和减速机以及固定安装于旋转轴外表面上的第一皮带轮，所述驱动电机的输出轴与减速机的输入端固定连接，且减速机的输出轴固定连接有第二皮带轮，所述第二皮带轮的外表面通过皮带与第一皮带轮的外表面传动连接。

优选的，所述液压杆的通油口通过管道与液压机组的通油口连通，使液压杆与液压机组之间形成一个完成的液压系统。

本发明还公开了一种用于海洋石油平台的石油输送系统的使用方法，具体包括以下步骤：

s1、调节线材长度：首先操作控制机组上的人机交互终端，使控制机组内的控制器控制液压机组以及液压机组与液压杆连通管道内的电磁阀启动，使液压杆收回，液压杆会带动弧形齿板与限位齿轮分离，即可实现将旋转轴解除约束，然后控制器控制驱动电机开始工作，驱动电机分别通过减速机、第一皮带轮和第二皮带轮带动旋转轴旋转，从而带动管道滚辊和两个钢索滚辊旋转向收线箱外放输送料管和钢丝绳，同时管道滚辊和两个钢索滚辊也会将缠绕滚辊上的输送料管和钢丝绳卷回来，从而能够将管线和稳定绳线长度调节至所需长度；

s2、锁止限位：当步骤s1各线材长度调节自所需长度后，控制机组控制液压机组以及液压机组与液压杆连通管道内的电磁阀启动，使液压杆伸出，液压杆会带动弧形齿板与限位齿轮啮合，即可实现将旋转轴锁止约束；

s3、连接管线输送石油：将步骤s1拉出钢丝绳前段的挂钩挂设于输送船的护栏或挂槽内，再将按下t形压头，使t形压头将t形弹扣挤压到凹槽内，然后将连接头插入连接罩体内，松开t形压头，使t形弹扣卡入卡槽内，完成管道连接，之后即可启动输送泵将存料罐中的石油输送至输送船上；

s4、收卷处理：当步骤s3中石油输送完成后，按下t形压头使连接头和连接罩体分离，再使液压杆收回解除约束，启动驱动电机反转进行线材收卷，而缠绕滚辊会在扭簧的作用下也进行管线的收卷。

(三)有益效果

本发明提供了一种用于海洋石油平台的石油输送系统及其使用方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

(1)、该用于海洋石油平台的石油输送系统及其使用方法，通过在收卷箱内壁的两侧之间固定连接有分隔板，且分隔板的顶部设置有卷料机构，收卷箱内壁的底部从左至右依次固定安装有液压机组和驱动机组，且收卷箱内壁的背面分别设置有三个自收卷式卷料组件，输送泵的出液口连通有输送管机构，且输送管机构远离输送泵的一端依次经过自收卷式卷料组件和卷料机构的缠绕后贯穿处收卷箱，另外两个自收卷式卷料组件上分别固定缠绕有钢索组件，且两个钢索组件远离自收卷式卷料组件的一端先经过卷料机构缠绕，再贯穿出收卷箱，输送管机构和两个钢索组件贯穿收卷箱的一端均准备与输送船的接口连接，来完成石油的稳定输送，可实现将石油输送管道与运输船进行牢固可靠的连接，很好的达到了通过采取更稳定的连接机构以及稳定辅助结构，来使管道与船只之间进行更加稳定的连接，大大提高了管道连接输送安全性，不仅适用于一些海面环境较好的情况，也适用于海面环境较为恶劣的情况，防止当管道与运输船意外分离，导致石油资源的浪费和污染的情况发生，从而避免给海上石油输送造成严重的安全隐患。

(2)、该用于海洋石油平台的石油输送系统及其使用方法，其卷料机构包括通过轴承座转动连接于分隔板顶部的旋转轴，旋转轴的两端均通过轴承与收卷箱的内壁转动连接，且旋转轴的外表面上分别固定安装有一个管道滚辊和两个钢索滚辊，分隔板的顶部且位于管道滚辊和两个钢索滚辊之间设置有两个限位组件，可实现既快速又方便的对石油输送管道进行收卷维护，即使输送管道较长也能进行很好的使用，避免在开采平台上分布杂乱，影响正常使用，方便收卷进行集中管理维护，无需工作人员花费大量的时间进行输送管路收卷，减轻了工作人员的工作负担，从而大大方便了工作人员的使用。

(3)、该用于海洋石油平台的石油输送系统及其使用方法，其输送管机构包括与输送泵出液口连通的输送料管，输送料管的一端依次经过自收卷式卷料组件和卷料机构的缠绕后贯穿处收卷箱，且输送料管延伸出收卷箱的一端和输送船的接口处设置有连接组件，输送料管的是采用内嵌钢圈式设计，可实现对管道内部进行结构上的改进，来增强管道的韧性和抗形变能力，大大增强了抗形变和抗冲击性能。

(4)、该用于海洋石油平台的石油输送系统及其使用方法，其限位组件包括固定安装于分隔板上的u形架以及固定安装于旋转轴外表面上的限位齿轮，u形架内壁的前后两侧均固定安装有液压杆，且液压杆的伸出端均固定连接有与限位齿轮相适配的弧形齿板，可实现对收卷机构进行稳定锁止限位，不直接依赖电机自身的锁止功能，大大延长了驱动电机的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明图1中a处的局部放大图；

图3为本发明收卷箱结构的剖视图；

图4为本发明卷料机构的结构示意图；

图5为本发明限位组件的侧视图；

图6为本发明限位齿轮和弧形齿板的结构示意图；

图7为本发明自收卷式卷料组件内部的侧视图；

图8为本发明盒体的剖视图；

图9为本发明输送料管的截面图；

图10为本发明钢索组件的剖视图；

图11为本发明连接组件的结构示意图；

图12为本发明图11中b处的局部放大图。

图中，1开采平台、2开采机组、3存料罐、4输送泵、5控制机组、6收卷箱、7分隔板、8卷料机构、81旋转轴、82管道滚辊、83钢索滚辊、84限位组件、841u形架、842限位齿轮、843液压杆、844弧形齿板、9液压机组、10驱动机组、101驱动电机、102减速机、103第一皮带轮、104第二皮带轮、11自收卷式卷料组件、111盒体、112转杆、113缠绕滚辊、114扭簧、12输送管机构、121输送料管、122连接组件、1221连接头、1222连接罩体、1223凹槽、1224t形弹扣、1225卡槽、1226t形压头、123钢圈、13钢索组件、131钢丝绳、132套筒、133拉杆、134挂钩。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-12，本发明实施例提供一种技术方案：一种用于海洋石油平台的石油输送系统，包括开采平台1以及开采平台1上分别固定安装的开采机组2、存料罐3、输送泵4和控制机组5，输送泵4是采用型号为hbt60-13-90的大功率料泵，控制机组5内包括控制终端和控制器模块，能够对整个开采系统进行控制，开采机组2和存料罐3之间通过管道连通，且存料罐3和输送泵4之间通过管道连通，还包括固定安装于开采平台1上的收卷箱6，收卷箱6内壁的两侧之间固定连接有分隔板7，且分隔板7的顶部设置有卷料机构8，收卷箱6内壁的底部从左至右依次固定安装有液压机组9和驱动机组10，液压机组9是由液压油箱和油泵组成，且收卷箱6内壁的背面分别设置有三个自收卷式卷料组件11，输送泵4的出液口连通有输送管机构12，且输送管机构12远离输送泵4的一端依次经过自收卷式卷料组件11和卷料机构8的缠绕后贯穿处收卷箱6，另外两个自收卷式卷料组件11上分别固定缠绕有钢索组件13，且两个钢索组件13远离自收卷式卷料组件11的一端先经过卷料机构8缠绕，再贯穿出收卷箱6，输送管机构12和两个钢索组件13贯穿收卷箱6的一端均准备与输送船的接口连接，来完成石油的稳定输送。

由图3额图4所示，本发实施例中，卷料机构8包括通过轴承座转动连接于分隔板7顶部的旋转轴81，旋转轴81的两端均通过轴承与收卷箱6的内壁转动连接，且旋转轴81的外表面上分别固定安装有一个管道滚辊82和两个钢索滚辊83，分隔板7的顶部且位于管道滚辊82和两个钢索滚辊83之间设置有两个限位组件84。

由图5和图6所示，本发实施例中，限位组件84包括固定安装于分隔板7上的u形架841以及固定安装于旋转轴81外表面上的限位齿轮842，u形架841内壁的前后两侧均固定安装有液压杆843，液压杆843的型号为py497-100，且液压杆843的伸出端均固定连接有与限位齿轮842相适配的弧形齿板844，液压杆843的通油口通过管道与液压机组9的通油口连通，使液压杆843与液压机组9之间形成一个完成的液压系统。

由图3所示，本发实施例中，驱动机组10包括固定安装于收卷箱6内部上的驱动电机101和减速机102以及固定安装于旋转轴81外表面上的第一皮带轮103，驱动电机101是采用型号为100hf-kn13j-s100的伺服电机，驱动电机101的输出轴与减速机102的输入端固定连接，且减速机102的输出轴固定连接有第二皮带轮104，第二皮带轮104的外表面通过皮带与第一皮带轮103的外表面传动连接。

由图7和图8所示，本发实施例中，自收卷式卷料组件11包括固定安装于收卷箱6内壁上的盒体111以及盒体111内部通过轴承转动连接的转杆112，转杆112的一端贯穿盒体111并延伸至盒体111的外部，且转杆112延伸至盒体111外部的一端固定连接有缠绕滚辊113，转杆112位于盒体111内部的外表面与盒体111的内壁之间固定连接有扭簧114。

由图9所示，本发实施例中，输送管机构12包括与输送泵4出液口连通的输送料管121，输送料管121的一端依次经过自收卷式卷料组件11和卷料机构8的缠绕后贯穿处收卷箱6，且输送料管121延伸出收卷箱6的一端和输送船的接口处设置有连接组件122，输送料管121的是采用内嵌钢圈123式设计，钢圈123具有很好的抗冲击能力，使输送料管121具有很好的耐用性。

由图11和图12所示，本发实施例中，连接组件122包括固定安装于输送料管121一端的连接头1221以及固定安装于输送船接口上的连接罩体1222，连接罩体1222内壁的两侧均开设有凹槽1223，且凹槽1223的内部通过弹簧活动连接有t形弹扣1224，t形弹扣1224的一端贯穿连接罩体1222并延伸至连接罩体1222的内部，连接头1221的外表面开设有与t形弹扣1224相适配的卡槽1225，且连接罩体1222的顶部通过弹簧活动连接有与t形弹扣1224相适配的t形压头1226。

由图10所示，本发实施例中，钢索组件13包括缠绕于自收卷式卷料组件11上的钢丝绳131，钢丝绳131先经过卷料机构8缠绕，再贯穿出收卷箱6，且钢丝绳131贯穿收卷箱6的一端固定连接有套筒132，套筒132的内部通过弹簧固定连接有拉杆133，拉杆133的一端贯穿套筒132并延伸至套筒132的外部，且拉杆133延伸至套筒132外部的一端固定安装有挂钩134。

本发明实施例还公开了一种用于海洋石油平台的石油输送系统的使用方法，具体包括以下步骤：

s1、调节线材长度：首先操作控制机组5上的人机交互终端，使控制机组5内的控制器控制液压机组9以及液压机组9与液压杆843连通管道内的电磁阀启动，使液压杆843收回，液压杆843会带动弧形齿板544与限位齿轮842分离，即可实现将旋转轴81解除约束，然后控制器控制驱动电机101开始工作，驱动电机101分别通过减速机102、第一皮带轮103和第二皮带轮104带动旋转轴81旋转，从而带动管道滚辊82和两个钢索滚辊83旋转向收线箱6外放输送料管121和钢丝绳131，同时管道滚辊82和两个钢索滚辊83也会将缠绕滚辊113上的输送料管121和钢丝绳131卷回来，从而能够将管线和稳定绳线长度调节至所需长度；

s2、锁止限位：当步骤s1各线材长度调节自所需长度后，控制机组5控制液压机组9以及液压机组9与液压杆843连通管道内的电磁阀启动，使液压杆843伸出，液压杆843会带动弧形齿板844与限位齿轮842啮合，即可实现将旋转轴81锁止约束；

s3、连接管线输送石油：将步骤s1拉出钢丝绳131前段的挂钩134挂设于输送船的护栏或挂槽内，再按下t形压头1226，使t形压头1226将t形弹扣1224挤压到凹槽1223内，然后将连接头1221插入连接罩体1222内，松开t形压头1226，使t形弹扣1224卡入卡槽1225内，完成管道连接，之后即可启动输送泵4将存料罐3中的石油输送至输送船上；

s4、收卷处理：当步骤s3中石油输送完成后，按下t形压头1226使连接头1221和连接罩体1222分离，再使液压杆843收回解除约束，启动驱动电机101反转进行线材收卷，而缠绕滚辊113会在扭簧114的作用下也进行管线的收卷。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。