海洋钻井平台自动化猫道机设计

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1、2011年第4O卷石油矿场机械第2期第2O页OILFIELDEQUIPMENToo文章编号：1001—3482(2011)02—0020—04海洋钻井平台自动化猫道机设计崔学政，刘平全，肖文生，张艳敏(中国石油大学(华东)机电工程学院，山东东营257061)摘要：传统的海洋石油钻机通常采用小绞车、绳索实现钻杆上、下钻台，存在工作安全性差、工作效率低等问题。设计了一种自动化猫道机，采用全液压驱动，所有操作均可通过遥控来实现，并且可以一次传送多根钻杆，提高了工作安全性，降低了作业成本。关键词：钻井平台；猫道机；设计中图分类号：

2、TE951文献标识码：ADesignofAutomatedCatwalk—MachineforOffshoreDrillingPlatformCUIXue—zheng，LIUPing—quan，XIAOWen—sheng，ZHANGYan—min(CollegeofMechanicalandElectronicEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Dongying257061，China)Abstract：Pipesareuploadedorreturnedbyusingwinche

3、sandcablesontraditionaloffshoredrill—ingplatforms．Thismethodhasmanyunfavorablefactorslikelower—reliability，lower—efficiencyandSOon．Akindofautomaticcatwalk—machinewasdesigned．Withthehydraulicpressureaspower，thecatwalk—machinehandledseveraldrillingpipesonce，andallfu

4、nctionscouldberealizedwithremotecontrollingonthedrillfloor，thusenhancingsafety，reducingdrillingoperationcost．Keywords：drillingplatform；catwalk-machine；design传统的海洋石油钻机多数采用绞车、钢丝绳等动，所有操作均可通过遥控来实现，并且可以1次传实现钻杆的水平传送与上、下钻台_1]，这种传统的操送多根钻杆，提高了工作安全性，降低了作业成本。作方式需要人员与钻杆的直接接触，

5、手动操作器械，l总体机械结构组成工作效率低。由于海上风浪巨大，这种操作方式存在较大的危险性，并且1次只能移送1个单根。随自动化猫道机总体结构包括猫道机主体和支架着海洋石油钻井技术的进步，人们对钻杆传送与上结构2部分，如图1所示，其主要功能是在甲板和钻下钻台方式进行了全面创新，包括整个钻井过程都台之问水平传送钻杆。进行了全面自动化改造。自动化钻井是目前海洋石猫道机主体部分由猫道机本体、本体运行机构、油钻井技术的主要发展方向l2。]。自动化猫道机梭车及其驱动机构、翻转机构、进给机构、举升机构(Catwalk—Machine)是

6、钻杆和其他钻具(以下统称等组成。钻杆)的水平传送设备，可以在钻台和甲板之问安全支架结构采用型钢焊接而成，上面安装有导轨可靠地往复传送钻杆Ⅲ1]。和齿条，用以引导和驱动猫道机主体。支架结构的笔者设计了一种自动化猫道机，采用全液压驱高度等于钻台高度，安装时，将其一端通过销钉与钻收稿日期：2010—08—18基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)“深水半潜式钻井船设计与建造关键技术”(2006AA09A104)部分成果。作者简介：崔学政(1961一)，男，山东安丘人，教授，硕士，主要从事机械设计及理论、石油机械设计教学与

7、科研工作，E—mailcuixz@hdpu．edu．cn。第4O卷第2期崔学政，等：海洋钻井平台自动化猫道机设计台铰接，底座通过高强度螺栓固定于甲板。时，须用进给机构将存放区内的钻杆逐根送人V形槽，然后由梭车机构将其移出V形槽，实现上钻台。进给液缸支座固定在猫道机本体上，活塞杆与倾斜块铰接，倾斜块可绕回转轴转动，倾斜块上表面形状与钻杆存放区上表面一致，上表面向外侧低斜，可保证在猫道机移动过程中，钻杆在重力作用下靠在较低一侧，并保持静止。进给机构工作时，进给液压缸伸出，倾斜块在活塞杆的推动下绕回转轴旋转一定角度，使倾斜块向V

8、形槽倾斜。倾斜块上的钻杆在重力作用下，沿倾斜块上表面滚向V形槽，并】一梭车驱动机构；2一梭车；3一翻转机构；4一钻杆存放区；与翻转机构配合，实现单根钻杆的分离，钻杆依次进5一V形槽；6一举升机构；7～导轨；8一齿条；入V形槽。9一车轮；1O一进给机构；11一支架图1自动化猫道机结构2主要机构设计2．1本