TZ400海洋鉆井平臺關節式抓管機試驗研究

2019-07-10 07:33:02李曉光張曉軍戴克文朱興任偉

中國設備工程 2019年11期

李曉光，張曉軍，戴克文，朱興，任偉

（遼寧陸海石油裝備研究院有限公司，遼寧盤錦 124010）

海洋鉆井平臺在鉆井作業過程中，需要將鉆具（包括鉆桿、鉆鋌、套管等）由懸臂梁堆場移運到鉆臺，再將鉆桿單根連接成立根，已連接好的立根可直接用于鉆井，也可直接排進指梁備用，即鉆桿的移運、排放操作。另外在海上鉆井作業，經常遇到風浪，環境極其惡劣，安全問題很難保證。因此提高鉆具的鉆進效率、減少鉆井的操作人數尤為重要。

關節式抓管機是海洋鉆井平臺的主要吊運設備，擔負著鉆具在懸臂梁和自動貓道機之間的移運工作。關節式抓管機為全液壓驅動，系統穩定、可靠性高、控制精準、結構緊湊、覆蓋范圍廣，工作效率極高，配有獨立的操作間，極大地改善操作人員的工作環境，減輕工人勞動強度。同時，關節式抓管機還可以通過夾持器的吊鉤吊取其它裝置與設備，作為吊機使用。

1 關節式抓管機介紹

1.1 關節式抓管機結構介紹

關節式抓管機（以下簡稱抓管機）位于懸臂梁左側，通過焊接形式與懸臂梁上的基礎連接固定，主要由基座、轉臺、司機室、主臂、主臂液缸、副臂液缸、副臂、伸縮臂、夾持器等部分組成，見圖1。

基座焊接固定在懸臂梁的吊機基礎上，基座的主要目的是將抓管機上的所有載荷傳遞到平臺結構件上。基座將抓管機提高到一個預期的操作高度，同時為原動機提供空間，基座內部裝有電機（帶萬向軸）、電纜拖鏈、電纜槽、啟停裝置和燈具等。拖鏈能確保抓管機在±180°范圍內回轉。人可以通過一個合頁艙門進入基座內部。

圖1 關節式抓管機平面圖

轉臺主要為整個抓管機提供旋轉功能，通過一套回轉機構使抓管機可在基座上實現±180°范圍內任意旋轉，回轉機構主要包括回轉支承、液壓馬達、行星減速機和小齒輪等。回轉支承外圈通過高強度螺栓與轉臺固定，回轉支承的內圈通過高強度螺栓與基座固定，可承受較大的垂向力和傾覆力矩。回轉支承的內圈是一個大齒圈，加工有內齒，轉臺下底面安裝有3套驅動裝置，驅動裝置由液壓馬達、行星減速機和小齒輪組成，小齒輪提供吊機回轉運動時所需的扭矩，轉臺可通過驅動裝置帶動整個關節式抓管機和負載做旋轉運動。通過轉臺平臺上一個合頁艙門可以進入轉臺內部，內部空間提供給了HPU和液壓控制閥件，同時液壓油箱也集成在了轉臺內部。柱塞泵安裝在轉臺底部，驅動電機安裝在基座內，中間通過一根萬向軸連接，控制抓管機的液壓閥和其他一些輔助設備也安裝在轉臺內部油箱上面。