一种用于海底水下连续油管滚筒的制作方法

本发明涉及石油钻井装备技术领域，具体地说就是一种用于海底水下连续油管滚筒。

背景技术：

目前，海洋钻井能源的开采主要方式为固定式平台、浮式平台，设备需要解决钻井船平台定位问题、隔水管柱问题以及风、浪、潮、流、冰等影响问题，这样带来了采购设备高昂，提高了采油成本。如果将开采设备放到海底，就会避免海上环境带来的许多问题，降低开采成本。

连续管作业装置被誉称为“万能作业机”，广泛用于油气田水平井修井、钻井、侧钻井、完井、试油、采油、测井和油气集输等作业领域，在油气田勘探与开发中发挥着越来越重要的作用。其中连续油管滚筒是连续油管作业装置的主要部件，不可缺少的部件。

如果将连续油管作业装置放入海底工作，必须开发能适用于海底水下作业的连续油管滚筒。

目前，无论在陆地和海洋用的连续油管设备在作业时，其接触环境为大气环境，因此，陆地和海洋连续油管作业装置中的连续油管滚筒主要存在以下问题：

①连续油管滚筒旋转传动部件为半裸楼状态，不能抵抗海底水下环境的腐蚀；

②连续油管滚筒上的电缆中央回转接头与测井电缆的联接不能抵抗海底水下环境的压力带来的密封问题；

③现有产品的传动形式和路线不适合海底水下环境承压密封改装。

技术实现要素：

针对上述的不足，本发明提供了一种用于海底水下连续油管滚筒。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种用于海底水下连续油管滚筒，包括底座1、密封轴系2、连续油管限制器3、动侧管汇系统4、静侧管汇系统5、高压电缆密封器6、测井电缆7、连续油管8和滚筒10，其特征在于，所述的密封轴系2包括主轴10、轴承座a11、轴承座b12、减速器系统13、高压液回转接头14、轴承15、电缆密封装置16、密封系统17、轴承盖a18、轴承盖b19，所述的滚筒10通过密封轴系2安装在底座1上，在所述的滚筒10上安装有连续油管限制器3、动侧管汇系统4、静侧管汇系统5和高压电缆密封器6，所述的减速器系统13包括驱动马达20、耐压蜗壳21、大齿轮轴22、小齿轮轴23、行星减速器24、大齿轮25、轴承26、密封圈a27、电缆中央回转接头28、电缆密封装置16、电缆中央回转接头密封盒29和制动器30，所述的大齿轮25设置在耐压蜗壳21内部，所述大齿轮25与小齿轮轴23上小齿轮啮合，所述的小齿轮轴23通过行星减速器24与驱动马达20连接，所述的大齿轮25安装在大齿轮轴22上，所述的大齿轮轴22通过联轴器与主轴10连接，在高压液回转接头14与主轴10之间还设置有密封圈31，所述的轴承盖a18和轴承盖b19与轴承座之间均设置有密封圈31，所述的轴承座b12与减速器系统13的连接法兰之间设置有密封圈31。

作为优化，所述的测井电缆7穿过减速器系统13的电缆中央回转接头密封盒29上的第一个电缆密封装置16与电缆中央回转接头的定子端连接，并且测井电缆7通过电缆中央回转接头28的转子端引出，在电缆中央回转接头28的转子端设置有第二个电缆密封装置16，所述的测井电缆7穿过主轴10的位置设置有第三个电缆密封装置16，所述的测井电缆7穿出主轴10后进入动侧管汇系统14上的高压电缆密封器6与连续油管8连接。

作为优化，所述的主轴10的两端通过轴承15安装在轴承座a和轴承座b上，在轴承15上安装有轴承盖a和轴承盖b。

作为优化，所述的主轴10的一端设置有高压液回转接头14。

作为优化，所述的密封轴系2为全密封结构，密封轴系2内部的结构通过密封圈31实现全密封。

作为优化，所述的驱动马达20通过行星减速器24与小齿轮轴23连接，所述的小齿轮轴23上的小齿轮与大齿轮25啮合，所述的大齿轮25与大齿轮轴22键连接。

作为优化，所述的耐压蜗壳21上安装有两个行星减速器24，并且每个行星加速器24均与驱动马达20连接。

作为优化，所述的行星减速器24上设置有对滚筒9制动的制动器30。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种用于海底水下连续油管滚筒，通过封闭式的传动系统结构抵抗海水压强，同时实现了对海水的可靠密封，解决了海底水下连续油管滚筒的耐压和耐腐蚀问题。

附图说明

图1是本发明的整体结构正面示意图；

图2为本发明的整体结构轴侧示意图；

图3为本发明的密封轴系剖面示意图；

图4为本发明的减速器系统轴侧示意图；

图5为本发明的减速器系统侧剖面示意图；

图6为本发明的减速器系统正剖面示意图；

图7为本发明的传动路线示意图；

图8为本发明的密封系统示意图；

图中：1、底座系统，2、密封轴系，3、连续油管限制器，4、动侧管汇系统，5、静侧管汇系统，6、高压电缆密封器，7、测井电缆，8、连续油管，9、滚筒10、主轴，11、轴承座a，12、轴承座b，13、减速器系统，14、高压液回转接头，15、轴承，16、电缆密封装置，17、密封系统，18、轴承盖a，19、轴承盖b，20、驱动马达，21、耐压蜗壳，22、大齿轮轴，23、小齿轮轴，24、行星减速器，25、大齿轮，26、轴承，27、密封圈a，28、电缆中央回转接头，29、电缆中央回转接头密封盒，30、制动器，31、密封圈。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种用于海底水下连续油管滚筒，包括底座1、密封轴系2、连续油管限制器3、动侧管汇系统4、静侧管汇系统5、高压电缆密封器6、测井电缆7、连续油管8和滚筒10，其特征在于，所述的密封轴系2包括主轴10、轴承座a11、轴承座b12、减速器系统13、高压液回转接头14、轴承15、电缆密封装置16、密封系统17、轴承盖a18、轴承盖b19，所述的滚筒10通过密封轴系2安装在底座1上，在所述的滚筒10上安装有连续油管限制器3、动侧管汇系统4、静侧管汇系统5和高压电缆密封器6，所述的减速器系统13包括驱动马达20、耐压蜗壳21、大齿轮轴22、小齿轮轴23、行星减速器24、大齿轮25、轴承26、密封圈a27、电缆中央回转接头28、电缆密封装置16、电缆中央回转接头密封盒29和制动器30，所述的大齿轮25设置在耐压蜗壳21内部，所述大齿轮25与小齿轮轴23上小齿轮啮合，所述的小齿轮轴23通过行星减速器24与驱动马达20连接，所述的大齿轮25安装在大齿轮轴22上，所述的大齿轮轴22通过联轴器与主轴10连接，在高压液回转接头14与主轴10之间还设置有密封圈31，所述的轴承盖a18和轴承盖b19与轴承座之间均设置有密封圈31，所述的轴承座b12与减速器系统13的连接法兰之间设置有密封圈31。

所述的测井电缆7穿过减速器系统13的电缆中央回转接头密封盒29上的第一个电缆密封装置16与电缆中央回转接头的定子端连接，并且测井电缆7通过电缆中央回转接头28的转子端引出，在电缆中央回转接头28的转子端设置有第二个电缆密封装置16，所述的测井电缆7穿过主轴10的位置设置有第三个电缆密封装置16，所述的测井电缆7穿出主轴10后进入动侧管汇系统14上的高压电缆密封器6与连续油管8连接。

所述的主轴10的两端通过轴承15安装在轴承座a和轴承座b上，在轴承15上安装有轴承盖a和轴承盖b。

所述的主轴10的一端设置有高压液回转接头14。

所述的密封轴系2为全密封结构，密封轴系2内部的结构通过密封圈31实现全密封。

所述的驱动马达20通过行星减速器24与小齿轮轴23连接，所述的小齿轮轴23上的小齿轮与大齿轮25啮合，所述的大齿轮25与大齿轮轴22键连接。

所述的耐压蜗壳21上安装有两个行星减速器24，并且每个行星加速器24均与驱动马达20连接。

所述的行星减速器24上设置有对滚筒9制动的制动器30。

一种用于海底水下连续油管滚筒，主要由底座系统1、密封轴系2、连续油管限制器3、动侧管汇系统4、静侧管汇系统5、高压电缆密封器6、测井电缆7、连续油管8、滚筒9九部分组成，密封轴系2由主轴10、轴承座a11、轴承座b12、减速器系统13、高压液回转接头14、轴承15、电缆密封装置16、密封系统17、轴承盖a18、轴承盖b19组成，减速器系统13由驱动马达20、耐压蜗壳21、大齿轮轴22、小齿轮轴23、行星减速器24、大齿轮25、、轴承26、密封圈27、电缆中央回转接头28、电缆密封装置16、电缆中央回转接头密封盒29、制动器30组成，密封系统17由密封圈31组成。

所述为实现本发明的目的，根据本发明的实施例，本发明同时也提出了一种用于海底水下连续油管滚筒实现功能、方法，所述该功能、方法主要为：一种用于海底水下连续油管滚筒提供了在海底或水下对连续油管8进行存储、缠绕收放，提供了流体和电信号通道，同时，一种用于海底水下连续油管滚筒对所有旋转部件和测井电缆7进行了可靠的密封保护，达到海底和水下工作环境的要求，测井电缆7通过安装在减速器系统13上电缆中央回转接头密封盒29的第一个电缆密封装置16与电缆中央回转接头28的定子端联接，然后测井电缆7从电缆中央回转接头28的转子端引出，穿过第二个电缆密封装置16，接着穿过第三个电缆密封装置16，穿出密封轴系2，然后再穿入动侧管汇系统4上的高压电缆密封器6进入连续油管8。其中第一个电缆密封装置16用于隔离海水通过测井电缆7进入减速器系统13和密封轴系2，第二个电缆密封装置16用于隔离减速器系统13中的润滑油液进入电缆中央回转接头28，第三个电缆密封装置16用于隔离海水通过密封轴系2进入减速器系统13。

高压液体通过静侧管汇系统5进入到安装在密封轴系2上的高压液回转接头14进入主轴10，再通过动侧管汇系统4进入连续油管8，实现了流体通道功能。

连续油管8存储在滚筒9上，通过滚筒9的旋转实现对连续油管8进行收放，连续油管限制器3确保连续油管8能够准确的对准滚筒9避免跑偏，滚筒9的收放通过减速器系统13上的驱动马达19传入行星减速器23通过减速带动小齿轮轴22转动，小齿轮轴22带动大齿轮24转动进一步降速，大齿轮24带动大齿轮轴21，降低的转速通过齿轮轴21带动密封轴系2中主轴10转动，滚筒9固定在主轴10上，最终带动滚筒9旋转，实现对连续油管8进行收放。密封轴系2中主轴10转动通过轴承15支撑，减速器系统13中的小齿轮轴22和大齿轮轴21的旋转通过轴承26支撑。滚筒9的制动通过行星减速器23中的制动器30实现。

密封轴系2采用全封闭结构，所有与海水相接触的运动副和联接间隙通过密封系统17和减速器系统13中的密封圈27实现，减速器系统13中所有运动副和零部件全部安装在耐压蜗壳20和电缆中央回转接头密封盒29中，耐压蜗壳20和电缆中央回转接头密封盒29能够抵抗海水压强，其联接结合面和止口采用密封圈27实现对海水的密封。轴承座b12与减速器系统13的联接法兰面通过密封系统17的密封圈31进行密封。主轴10与轴承盖a18、轴承盖b19的相对旋转部位采用密封圈31形成的旋转密封对海水进行隔离。轴承座a11、轴承座b12与轴承盖a18、轴承盖b19采用端面密封圈31密封，高压液回转接头14与主轴10采用端面密封圈31密封。轴承座a11、轴承座b12内部安装轴承15，通过轴承盖a18、轴承盖b19和密封圈31形成密封腔体，保证可靠密封，轴承座a18、轴承座b19与底座系统1联接，最终形成整体。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。