一种钻井平台钻井包固定夹紧装置及方法与流程

本发明属于石油机械设备技术领域，涉及一种钻井平台钻井包固定夹紧装置，本发明还涉及一种钻井平台钻井包固定夹紧方法。

背景技术：

在海上钻机平台上，石油钻井包进行丛式井钻井作业，即每个钻井平台上钻井包将钻多个井口。每钻完一口井，钻井包会顺着导轨滑移至下一井位进行开钻，当钻井包滑移到指定井位时，需要依靠夹紧装置固定在导轨上，防止钻井包在钻井过程中产生位移。

钻井包底部有大型变截面h型钢，其下部翼板与导轨上部相接触，钻井过程中通过夹紧装置将钻井包固定在导轨上。

在钻井过程中，钻机承担钻井过程中的所有载荷，导致钻机底部与导轨相连接的钢板发生一定弯曲变形，如图1所示。此时，传统夹紧装置的平垫片与导轨钢板出现间隙，大幅度减少其有效接触面积，在钻井动态载荷作用下，会有夹持不紧的情况发生，导致钻机出现窜动现象。目前主要依靠增加夹紧装置数量来达到夹紧的目的，既不经济，可靠性也差。

同时，海上平台钻井包并无可借鉴的海上固定夹紧工艺可循。因此，制定合适的钻井包固定夹紧工艺，对在海洋动态环境下，实现钻井包快速、准确的滑移固定夹紧具有非常重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种钻井平台钻井包固定夹紧装置，解决现有技术中常夹持不紧，夹持对象有窜动现象，夹紧装置数量需求多的问题，同时在海洋动态环境下，实现钻井包的快速、准确的夹紧的目的。

本发明的另一目的是提供一种钻井平台钻井包固定夹紧方法。

本发明采用的技术方案是，一种钻井平台钻井包固定夹紧装置，包括一个螺栓及其螺母，在螺栓的螺栓头与钻机的底座钢板上表面之间依次设置有凸型块及锁紧槽，凸型块上平面与螺栓螺栓头紧贴，锁紧槽下平面与钻机的底座钢板上表面紧贴接触；在螺母与导轨上沿钢板的下表面之间设置有锁紧块，锁紧块上表面设置有带斜面的凸块。

本发明采用的另一技术方案是，一种钻井平台钻井包固定夹紧方法，包括以下步骤：

以下将一套螺栓、凸型块、锁紧槽、锁紧块、螺母称为夹紧装置，

步骤1、钻机滑移前准备工作，

进行钻机滑移前，检查各套夹紧装置中的螺栓、凸型块、锁紧槽、锁紧块、螺母，保证数量和结构完整，表面无损伤；

步骤2、拆卸钻机上的夹紧装置，

检查钻机上安装的夹紧装置是否有位移痕迹，若有位移变化现象，检查夹紧装置是否变形失效，若变形失效，卸下后进行更换；若无位移变化现象，使用液压扳手卸下夹紧装置的螺母，取下楔形的锁紧块，将螺栓、凸型块、锁紧槽取开；

步骤3、操作钻机进行滑移，

钻机进行正常的滑移操作；

步骤4、对钻机进行定位及校正，

钻机滑移至距离目标井位100毫米时，停止滑移操作，进行定位检查，若定位正确，则继续滑移至目标井位；若定位有所偏移，则进行调整后滑移至目标井位；

步骤5、重新安装钻机的夹紧装置，

将凸型块放置于锁紧槽的球形槽面上，将凸型块和锁紧槽一起放在钻机的底座钢板上，对准螺栓孔，将锁紧块放置于导轨的钢板下部，将螺栓自上向下穿过凸型块、锁紧槽、锁紧块，拧紧螺母，使得钻机的底座钢板和导轨上沿钢板的夹紧在锁紧槽和锁紧块之间，夹紧后整个夹紧装置与竖直方向成一定角度。

本发明的有益效果是，包括以下方面：

1)增加楔形锁紧块，钻机和导轨连接钢板变形时能有效贴合，增加接触面积；2)采用半球面凸型块和锁紧槽互相配合，适应钢板变形后螺栓角度变化后的锁紧；3)螺栓螺母在锁紧后与竖直方向成一定角度，增加水平摩擦力，防止夹紧装置窜动；4)利用可靠的夹紧方法，在海洋动态环境下，实现钻井包快速滑移固定夹紧的目的，安装方便、快捷、夹紧可靠，节约拆卸夹紧时间及人工成本。

附图说明

图1是现有夹紧装置采用平垫片8的结构示意图；

图2是本发明装置的结构示意图(螺母5未拧紧状态)；

图3是本发明装置在夹紧状态示意图(螺母5拧紧状态)；

图4是本发明的钻井平台钻井包固定夹紧方法流程图。

图中，1.螺栓，2.凸型块，3.锁紧槽，4.锁紧块，5.螺母，6.钻机，7导轨，8.平垫片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参照图1，现有夹紧装置的结构是，钻机6的底座钢板与导轨7上沿钢板(上部翼板)之间开有通透的螺栓孔，螺栓孔安装普通的螺栓1及其螺母5进行固定，螺栓头与钻机6的底座钢板上表面之间、螺母5与导轨7上沿钢板的下表面之间分别设置有一个平垫片8。在钻井过程中，钻机6承担钻井过程中的所有钻井载荷f，导致钻机6底部与导轨7相连接的钢板发生一定弯曲变形，靠近螺母5一侧的平垫片8与导轨7的钢板接触面出现间隙，明显影响有效接触面积。

参照图2、图3，本发明装置的结构是，同样包括一个螺栓1及其螺母5，该螺栓1的主体直径尺寸略小于螺栓孔直径，在螺栓1的螺栓头与钻机6的底座钢板上表面之间依次设置有凸型块2及锁紧槽3，凸型块2上平面与螺栓1螺栓头紧贴，凸型块2的下表面与锁紧槽3的上表面球面接触，锁紧槽3下平面与钻机6的底座钢板上表面紧贴接触；在螺母5与导轨7上沿钢板的下表面之间设置有锁紧块4，锁紧块4上表面设置有带斜面的凸块(即锁紧块4上表面为楔形)。

螺母5未拧紧时，螺栓1呈竖直角度；螺母5拧紧后，由于锁紧块4上表面带斜面的凸块与导轨7的钢板下表面贴紧，凸型块2与锁紧槽3球形接触面发生轻微的旋转，螺栓1轴心线在竖直角度出现一定的偏斜，见图3中的偏斜角a，从而克服了现有技术接触面出现间隙，有效接触面积简3的问题。

本发明的工作过程是，

钻机滑移到指定井位时，凸型块2与锁紧槽3配合，再将凸型块2和锁紧槽3放在钻机6的底座钢板上，对准上面的螺栓孔，将锁紧块4放置于导轨7的钢板下部，将螺栓1自上向下穿过凸型块2、锁紧槽3、锁紧块4，通过拧紧螺母5，将钻机6的底座钢板和导轨7上沿钢板的夹紧在锁紧槽3和锁紧块4之间，夹紧后整个夹紧装置与竖直方向成一定角度，见图3中的偏斜角a，始终保证锁紧块4与导轨7的钢板贴紧。需要钻机滑移时，取下螺母5，再分别取下螺栓1、凸型块2、锁紧槽3、锁紧块4，然后进行钻机的正常滑移操作。

参照图4，本发明钻井平台钻井包固定夹紧方法，包括以下步骤：

以下描述中，将一套螺栓1、凸型块2、锁紧槽3、锁紧块4、螺母5称为夹紧装置。

步骤1、钻机滑移前准备工作，

进行滑移前，检查各套夹紧装置中的螺栓1、凸型块2、锁紧槽3、锁紧块4、螺母5，保证数量和结构完整，表面无损伤；

步骤2、拆卸钻机上的夹紧装置，

检查钻机上安装的夹紧装置是否有位移痕迹，若有位移变化现象，检查夹紧装置是否变形失效，若变形失效，卸下后进行更换；若无位移变化现象，使用液压扳手卸下夹紧装置的螺母5，取下楔形的锁紧块4，将螺栓1、凸型块2、锁紧槽3取开待用；

步骤3、操作钻机进行滑移，

钻机进行正常的滑移操作；

步骤4、对钻机进行定位及校正，

钻机滑移至距离目标井位100毫米时，停止滑移操作，进行定位检查，若定位正确，则继续滑移至目标井位；若定位有所偏移，则进行调整后滑移至目标井位；

步骤5、重新安装钻机的夹紧装置，

将凸型块2放置于锁紧槽3的球形槽面上，将凸型块2和锁紧槽3一起放在钻机6的底座钢板上，对准螺栓孔，将锁紧块4放置于导轨7的钢板下部，将螺栓1自上向下穿过凸型块2、锁紧槽3、锁紧块4，通过液压扳手拧紧螺母5，使得钻机6的底座钢板和导轨7上沿钢板的夹紧在锁紧槽3和锁紧块4之间，夹紧后整个夹紧装置与竖直方向成一定角度，见图3中的偏斜角a；

步骤6、滑移后对夹紧装置进行校检，

钻机滑移至指定井位后，24小时后查看一次夹紧装置，如出现夹紧装置的螺母5松动，使用液压扳手再次上紧螺母5，防止出现夹不紧的问题。