一種適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置

《一種適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置》是四川宏華石油設備有限公司於2012年12月11日申請的專利，該專利的公布號為CN102953703A，申請公布日為2013年3月6日，發明人是呂岩、唐愛民、高杭。

《一種適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置》包括設定於船體上的基體和導軌，所述基體能夠沿導軌相對於船體移動，所述基體上設定有驅動馬達，所述驅動馬達的驅動軸上設定有驅動齒輪，所述船體上設定有與導軌的延伸方向平行的齒條，所述齒輪與齒條相互配合，採用齒輪齒條機構運載基體、並用基體移運BOP，占用空間小；並且通過齒輪齒條的嚙合，可防止基體因船體運動而發生自然滑移、偏擺，可靠性更強。

2017年12月11日，《一種適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置》獲得第十九屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置
• 申請人：四川宏華石油設備有限公司
• 申請日：2012年12月11日
• 申請號：2012105318990
• 公布號：CN102953703A
• 公布日：2013年3月6日
• 發明人：呂岩、唐愛民、高杭
• 地址：四川省德陽市廣漢市中山大道南二段
• 分類號：E21B33/064(2006.01)I
• 代理機構：四川力久律師事務所
• 代理人：韓洋、王芸
• 類別：發明專利

專利背景

深海浮式鑽勘探井時，BOP（防噴器）是非常關鍵的防井噴井控設備，BOP的主體結構主要是承受高壓作用，內部關鍵部件是閥件、閘板，部件之間通過法蘭連線，法蘭可以承受整個BOP的重量，用於BOP的下放作業，BOP連線隔水管、及用於連線BOP和隔水管的LMRP以後，即可下放至海水中。

由於船體或平台總體布置的影響，bop和lmrp布置在月池兩端，且只能從月池一端吊入井口位置，因此在BOP工作前，需要將BOP儲存於船體的甲板上，當需要使用時，另行移運送達井口位置，使用完成以後，從井口移離並歸位至甲板的儲存位置上。這就需要相對應的移運裝置來輔助搬運這些BOP，將BOP送至/移離井口位置，完成下放/拆卸作業。

2012年12月之前的方式，是將BOP起吊、並用行車水平位移、下放，其存在以下不足之處：

1、BOP移運機構複雜、成本高昂；

2、在移運過程中，BOP容易伴隨船體一起晃動，安全係數低，可靠性差；

3、BOP在停泊儲存時，容易伴隨船體滑移，不穩固。

發明內容

專利目的

該發明的目的在於克服2012年12月之前的技術中所存在的上述不足，提供一種結構簡單、移運便捷、可靠的適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置。

技術方案

《一種適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置》包括設定於船體上的基體和導軌，所述基體能夠沿導軌相對於船體移動，所述基體上設定有驅動馬達，所述驅動馬達的驅動軸上設定有驅動齒輪，所述船體上設定有與導軌的延伸方向平行的齒條，所述齒輪與齒條相互配合。

優選的，所述基體的底部設定有滾子總成，所述滾子總成與導軌的頂面滾動配合。採用滾動摩擦替代2012年12月之前的滑動摩擦的方式，基體在移動時的摩擦阻力更小，並減小對動力源的需求。需要說明的是，2012年12月之前的方式無法採用滾子總成與導軌相配合的原因在於：BOP儲存在甲板上時，出於安全和穩定性的考慮，通常需將BOP吊離導軌，因此，若採用滑輪導軌配合的形式，在BOP吊至導軌時難以將導軌與滾子對準，且當BOP停放在船體上時也不易使之固定。

優選的，所述基體的底部設定有導向輪，所述導向輪與導軌的側面滾動配合。通過在導軌的側面設定導向輪，可防止基體在移動時走偏，最優的，導向輪的數量為兩個，並分別設定在導軌的兩側，導向輪與滾子總成一同將導軌的頂面和兩側麵包覆，進一步避免基體在移動過程中發生偏移。

優選的，所述導軌的側面設定有銷孔，所述基體上設定有能夠插入至銷孔內的鎖銷，所述鎖銷沿水平方向設定。通過鎖銷把基體固定在船體上，可按需將基體與船體連為一體，以防止基體與船體發生相對移動，整體可靠性更優，而且銷孔設定於導軌的側面，與直接在船體甲板上開設豎向銷孔的方式相比，無需損傷船體甲板。

優選的，所述基體的底部設定有托架，所述托架上設定有供驅動軸穿過的貫穿孔，所述托架設定於驅動馬達與齒輪之間。採用這樣的結構，有利於提高驅動軸的剛度。

優選的，所述基體上鉸接有夠與BOP干涉、並托起BOP的支撐承台，所述支撐承台與基體之間連線有支撐油缸，所述支撐油缸能夠帶動支撐承台在豎直平面內轉動。採用這樣的結構，過支撐油缸帶動支撐承台轉動調整其位置，使之伸出、托起BOP；或是收納、不干涉BOP。當BOP需要被基體托起、臨時固定時，通過支撐油缸帶動支撐承台旋轉並與BOP相互干涉，實現承重、並托起BOP；當BOP需要穿過基體並下放時，通過支撐油缸帶動支撐承台旋轉，消除支撐承台與BOP之間的相互干涉，即可將BOP無障礙下放。

優選的，所述齒條固定設定於導軌的下表面。採用這樣的結構，齒條通過導軌間接地、與船體固定連線，將齒條設定於導軌的下表面以後，能夠在安裝導軌時同時部署齒條，易於拆裝，而且有利於保持齒條與導軌的平行度，並能避免齒條外露時擦掛損傷。

優選的，所述導軌的數量為兩根，兩根導軌分別設定於基體的兩側，所述基體的底部設定有防傾翻臂，所述導軌的外側設定有能夠容納防傾翻臂的導向槽，所述防傾翻臂由導軌外側插接於導向槽內。採用這樣的結構，通過防傾翻臂與導向槽的斜面配合，限制基體與船體甲板之間的偏角，保證基體不會因為船體的運動而發生傾翻。

優選的，所述基體上設定有夾持機構，所述夾持機構包括固定連線於BOP上的定位柱、以及鉸接於基體上的夾持爪，夾持爪能夠與定位柱卡式連線。

優選的，所述BOP上設定有上、下兩個定位柱，所述基體上設定有兩個與定位柱一一對應的夾持爪，所述兩個夾持爪上各設定有一個用於卡接定位柱的凹口，當夾持爪與BOP上的定位柱卡式連線時，兩個夾持爪上的凹口相向設定。採用這樣的結構，通過夾持機構夾持BOP，可避免BOP傾覆，可靠性和穩定性更佳。

有益效果

與2012年12月之前的技術相比，《一種適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置》的有益效果如下：採用齒輪齒條機構運載基體、並用基體移運BOP，占用空間小；並且通過齒輪齒條的嚙合，可防止基體因船體運動而發生自然滑移、偏擺，可靠性更強。

附圖說明

圖1為《一種適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置》的主視圖；

圖2為該發明的側視圖；

圖3為該發明的俯視圖；

圖4為該發明中托架的結構示意圖；

圖5為該發明中支撐承台在支撐狀態的主視圖；

圖6為圖5中A部分的局部放大示意圖；

圖7為該發明中夾持機構在非夾持狀態的示意圖；

圖8為該發明中支撐承台在非支撐狀態的示意圖；

圖9為圖8中B部分的局部放大示意圖。

圖中標記：船體—1；基體—2；導軌—3；驅動馬達—4；驅動軸—5；驅動齒輪—6；齒條—7；滾子總成—8；導向輪—9；銷孔—10；鎖銷—11；托架—12；貫穿孔—13；BOP—14；支撐承台—15；支撐油缸—16；防傾翻臂—17；導向槽—18；定位柱—19；夾持爪—20；凹口—21。

權利要求

1.《一種適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置》其特徵在於：包括設定於船體上的基體和導軌，所述基體能夠沿導軌相對於船體移動，所述基體上設定有驅動馬達，所述驅動馬達的驅動軸上設定有驅動齒輪，所述船體上設定有與導軌的延伸方向平行的齒條，所述驅動齒輪與齒條相互配合。

2.根據權利要求1所述的適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置，其特徵在於：所述基體的底部設定有滾子總成，所述滾子總成與導軌的頂面滾動配合。

3.根據權利要求2所述的適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置，其特徵在於：所述基體的底部設定有導向輪，所述導向輪與導軌的側面滾動配合。

4.根據權利要求3所述的適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置，其特徵在於：所述導軌的側面設定有銷孔，所述基體上設定有能夠插入至銷孔內的鎖銷，所述鎖銷沿水平方向設定。

5.根據權利要求4所述的適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置，其特徵在於：所述基體的底部設定有托架，所述托架上設定有供驅動軸穿過的貫穿孔，所述托架設定於驅動馬達與齒輪之間。

6.根據權利要求1至5中任一權利要求所述的適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置，其特徵在於：所述基體上鉸接有夠與BOP干涉、並托起BOP的支撐承台，所述支撐承台與基體之間連線有支撐油缸，所述支撐油缸能夠帶動支撐承台在豎直平面內轉動。

7.根據權利要求6所述的適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置，其特徵在於：所述齒條固定設定於導軌的下表面。

8.根據權利要求6所述的適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置，其特徵在於：所述導軌的數量為兩根，兩根導軌分別設定於基體的兩側，所述基體的底部設定有防傾翻臂，所述導軌的外側設定有能夠容納防傾翻臂的導向槽，所述防傾翻臂由導軌外側插接於導向槽內。

9.根據權利要求6所述的適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置，其特徵在於：所述基體上設定有夾持機構，所述夾持機構包括固定連線於BOP上的定位柱、以及鉸接於基體上的夾持爪，夾持爪能夠與定位柱卡式連線。

10.根據權利要求9所述的適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置，其特徵在於：所述BOP上設定有上、下兩個定位柱，所述基體上設定有兩個與定位柱一一對應的夾持爪，所述兩個夾持爪上各設定有一個用於卡接定位柱的凹口，當夾持爪與BOP上的定位柱卡式連線時，兩個夾持爪上的凹口相向設定。

實施方式

如圖1至圖9所示，該實施例適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置，包括設定於船體1上的基體2和導軌3，基體2能夠沿導軌3相對於船體1移動，基體2上設定有驅動馬達4，驅動馬達4的驅動軸5上設定有驅動齒輪6，船體1上設定有與導軌3的延伸方向平行的齒條7，驅動齒輪6與齒條7相互配合，驅動馬達4上的驅動齒輪6與齒條7相互配合，形成齒輪齒條7機構，通過驅動馬達4的動力通過齒輪齒條7機構相互配合作為驅動力，帶動基體2與船體1相對移動，採用這樣的結構，在作為動力裝置的同時，還可以通過驅動馬達4自身的摩擦力、即驅動馬達4由靜止到開始轉動的啟動狀態時所需克服的轉矩，進一步確保基體2不會因船體1的輕微擺動而滑移，提高了設備的可靠性。在該實施例中，基體2由箱型梁相互拼裝焊接、圍合而成的框型結構，在基體2上設定有能夠容納BOP14的容納空間，基體2能夠沿導軌3在船體1的甲板與井眼之間移動，基體2的作用類似於用於承載、運輸BOP14的載車，通過基體2實現BOP14的儲存和移運。在其餘實施方式中，基體2整體還可以是“C”字形橫截面、或“門”字形橫截面的拉伸體，中部形成能夠容置BOP14的空腔、即該實施例中的容納空間，基體2未完全封閉的側面、即前端的開口結構，還可以預留為管線移出的通道。

詳見圖1、圖6、圖7和圖9，該實施例中，齒條7固定設定於導軌3的下表面，即齒條7通過導軌3間接地、與船體1固定連線，將齒條7設定於導軌3的下表面以後，能夠在安裝導軌3時同時部署齒條7，易於拆裝，而且有利於保持齒條7與導軌3的平行度，並能避免齒條7外露時擦掛損傷。在圖6中可見，導軌3的下表面為導軌3頂面相背的、且不與船體1直接接觸的表面。

詳見圖2、圖3、圖5和圖8，該實施例中，基體2上鉸接有夠與BOP14干涉、並托起BOP14的支撐承台15，支撐承台15與基體2之間連線有支撐油缸16，支撐油缸16能夠帶動支撐承台15在豎直平面內轉動。通過支撐油缸16帶動支撐承台15轉動，當BOP14需要被基體2托起、臨時固定時，用支撐油缸16帶動支撐承台15旋轉至其與BOP14相互干涉，實現承重、並托起BOP14；當BOP14需要穿過基體2並下放時，通過支撐油缸16帶動支撐承台15旋轉、移離，消除其與BOP14之間的相互干涉，將BOP14無障礙下放。該實施例中，用於與支撐承台15相互接觸的，為BOP14的本體，在其餘實施方式中，BOP14亦可是固定設定在框架中，並在該框架的外側設定有用於搭接外圍承台的支撐塊，通過支撐塊和框架的間接連線，代替BOP14直接與支撐承台15相連的方式，均實現承載BOP14的作用，在此就不再贅述。

詳見圖5、圖6，為了減少基體2在移動時的摩擦阻力，基體2的底部設定有滾子總成8，滾子總成8與導軌3的結合面位於導軌3的頂面，進一步，為了防止基體2在移動時走偏，基的底部設定有導向輪9，導向輪9與導軌3的結合面位於導軌3的側面，導向輪9的數量為兩個，並分別設定在導軌3的兩側，導向輪9與滾子總成8一同將導軌3的頂面和兩側麵包覆，進一步避免基體2在移動過程中發生偏移。

詳見圖8、圖9，為了避免基體2發生傾翻，導軌3的數量為兩根，兩根導軌3分別設定於基體2的兩側，基體2的底部設定有防傾翻臂17，導軌3的外側設定有能夠容納防傾翻臂17的導向槽18，防傾翻臂17由導軌3外側插接於導向槽18內，防傾翻臂17能夠在基體2傾覆時，即基體2與船體1甲板之間夾角過大時，通過防傾翻臂17與導向槽18的上斜面配合、使防傾翻臂17扣接於導向槽18內，限制基體2與船體1甲板之間的偏角，保證基體2不會因為船體1的運動而發生傾翻。

詳見圖6，為了在儲存狀態下避免基體2滑移，在導軌3的側面設定有銷孔10，基體2上設定有能夠插入至銷孔10內的鎖銷11，鎖銷11沿水平方向設定，鎖銷11能夠沿水平方向移動，插入或脫出銷孔10，通過該鎖銷11通過導軌3把基體2與船體1限位，按需將基體2與船體1連為一體，以防止基體2與船體1發生相對移動，防止齒輪、齒條7受到衝擊而損壞，整體可靠性更優。詳見圖2至圖4，為了增加驅動軸5的剛性，在基體2的底部設定有托架12，托架12上設定有供驅動軸5穿過的貫穿孔13，托架12設定於驅動馬達4與齒輪之間。

詳見圖1、圖3和圖7，該實施例中，為了更穩定地夾持住BOP14，基體2上設定有夾持機構，夾持機構包括固定連線於BOP14上的定位柱19、以及鉸接於基體2上的夾持爪20，夾持爪20能夠與定位柱19卡式連線，BOP14上設定有上、下兩個定位柱19，基體2上設定有兩個與定位柱19一一對應的夾持爪20，兩個夾持爪20上各設定有一個用於卡接定位柱19的凹口21，當夾持爪20與BOP14上的定位柱19卡式連線時，兩個夾持爪20上的凹口21相向設定，當需要夾持時，將兩個夾持爪20緊扣定位柱19，施力固定限位；當無需夾持時，兩個夾持爪20在油缸的帶動下移出，以避免直接與BOP14接觸干涉。

榮譽表彰

2017年12月11日，《一種適用於深海浮式鑽井的BOP移運裝置》獲得第十九屆中國專利優秀獎。