鉻合金卡箍活塞海上油井輔助動力設(shè)施的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種海上油井輔助裝置，屬于海洋能源開發(fā)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，尤其 涉及借助于海面作業(yè)平臺的鉻合金卡箍活塞海上油井輔助動力設(shè)施。
【背景技術(shù)】
[0002] 海洋蘊藏著巨大的可再生能源，開發(fā)海洋能源已經(jīng)成為世界各國的戰(zhàn)略性選擇。 而我國的海岸線漫長，海洋資源豐富，海洋平臺是為在海上進(jìn)行鉆井、采油等活動提供生產(chǎn) 和生活設(shè)施的構(gòu)筑物。按其結(jié)構(gòu)特性和工作狀態(tài)可分為固定式、活動式和半固定式三大類。 固定式平臺的下部由粧、擴(kuò)大基腳或其他構(gòu)造直接支承并固著于海底，按支承情況分為粧 基式和重力式兩種?；顒邮狡脚_浮于水中或支承于海底，能從一井位移至另一井位，接支承 情況可分為著底式和浮動式兩類，近年來正在研宄新穎的半固定式海洋平臺，它既能固定 在深水中，又具有可移性，張力腿式平臺即屬此類。海洋平臺由上部結(jié)構(gòu)，即平臺甲板和基 礎(chǔ)結(jié)構(gòu)組成。上部結(jié)構(gòu)一般由上下層平臺甲板和層間桁架或立柱構(gòu)成。甲板上布置成套鉆 采裝置及輔助工具、動力裝置、泥漿循環(huán)凈化設(shè)備、人員的工作、生活設(shè)施和直升飛機升降 臺等。平臺甲板的尺寸由使用工藝確定。
[0003] 眾所周知，海上石油鉆井平臺系統(tǒng)每次維修的費用都是驚人的，海上石油鉆井平 臺系統(tǒng)中的任何零部件都要能經(jīng)得起海水腐蝕，任何一次油路維修或更換以及動力源故障 排除花費較高，且長時間影響油井生產(chǎn)。特別是海上油井，眾所周知的游梁式抽油裝置的突 出特征是間隙性做功，因此與之配套動力源使用壽命以及整體抗震能一直來成為該技術(shù)領(lǐng) 域的瓶頸技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種采用卡箍活塞結(jié)構(gòu)雙向避震，結(jié)合盤式同步輪電機，并配有支撐 構(gòu)件，來解決海上油井的技術(shù)瓶頸，具體如下： 鉻合金卡箍活塞海上油井輔助動力設(shè)施，工作平臺的周邊上均布有平臺鉸鏈與卡箍活 塞緩沖器上孔端頭相連接，卡箍活塞緩沖器下孔端頭與固定支腳相連接；所述的工作平臺 上固定有電機底座、轉(zhuǎn)盤底座和擺桿底座，擺桿底座上的擺桿軸銷上可旋轉(zhuǎn)固定著鉆井?dāng)[ 桿，所述的轉(zhuǎn)盤底座上的轉(zhuǎn)盤軸銷可旋轉(zhuǎn)固定著同步輪轉(zhuǎn)盤，所述的電機底座固定安裝有 盤式同步輪電機；所述的鉆井?dāng)[桿一側(cè)端固定連著鉆井大繩，鉆井大繩穿越所述的工作平 臺上的平臺鉆眼孔后深入到海底油井床；所述的鉆井?dāng)[桿另一端上有滑塊長槽，滑塊長槽 上可滑動配合著盤桿滑塊；所述的同步輪轉(zhuǎn)盤一側(cè)面固定著滑塊軸銷上的軸銷螺柱，所述 的滑塊軸銷上的軸銷臺階段外圓與所述的盤桿滑塊上的滑塊中心通孔之間為可旋轉(zhuǎn)滑動 配合；所述的盤式同步輪電機上的同步帶輪與所述的同步輪轉(zhuǎn)盤之間有傳動同步帶；作為 改進(jìn)： 所述的卡箍活塞緩沖器包括卡箍活塞桿、卡箍活塞缸、卡箍導(dǎo)向筒、下端卡箍蓋、上端 卡箍蓋以及成對半開下卡箍和成對半開上卡箍；所述的卡箍活塞桿一端密閉固定有外密封 活塞，外密封活塞外圓槽中有孔用密封環(huán)，孔用密封環(huán)與所述的卡箍活塞缸內(nèi)孔之間構(gòu)成 活動密封，所述的卡箍活塞桿另一端有桿外螺紋，桿外螺紋外徑尺寸小于或等于所述的卡 箍活塞桿外徑尺寸；所述的卡箍活塞缸一端密閉固定有內(nèi)密封活塞，內(nèi)密封活塞內(nèi)孔槽中 有軸用密封環(huán)，軸用密封環(huán)與所述的卡箍活塞桿外圓之間構(gòu)成活動密封，所述的卡箍活塞 缸另一端有缸卡箍接口，缸卡箍接口背面有缸錐面，所述的下端卡箍蓋背面有下蓋錐面，缸 錐面與下蓋錐面相對稱；成對半開下卡箍內(nèi)有下箍左錐面和下箍右錐面，下箍左錐面和下 箍右錐面同時與所述的缸錐面以及所述的下蓋錐面之間相配合；成對半開下卡箍由兩組下 螺栓螺母組緊固成對組裝，所述的下端卡箍蓋背面外端有緩沖器下端頭；所述的卡箍導(dǎo)向 筒開孔端的內(nèi)孔圓筒壁與所述的卡箍活塞缸外圓之間為滑動配合，所述的卡箍導(dǎo)向筒另一 端有外筒卡箍接口，外筒卡箍接口背面有外筒錐面，所述的上端卡箍蓋背面有上蓋錐面，外 筒錐面與上蓋錐面相對稱；成對半開上卡箍內(nèi)有上箍左錐面和上箍右錐面，上箍左錐面和 上箍右錐面同時與所述的外筒錐面以及所述的上蓋錐面之間相配合；成對半開上卡箍由兩 組上螺栓螺母組緊固成對組裝；所述的上端卡箍蓋背面外側(cè)有緩沖器上端頭；，所述的上 端卡箍蓋內(nèi)側(cè)有卡箍螺孔，所述的卡箍螺孔與所述的桿外螺紋緊固連接；所述的卡箍活塞 缸上的缸卡箍接口與所述的下端卡箍蓋之間有密封墊片，所述的卡箍導(dǎo)向筒上的外筒卡 箍接口與所述的上端卡箍蓋之間也有密封墊片；所述的外密封活塞與所述的下端卡箍蓋之 間構(gòu)成第一緩沖空腔，所述的外密封活塞與所述的內(nèi)密封活塞之間構(gòu)成第二緩沖空腔； 所述的內(nèi)密封活塞和外密封活塞都是整體采用碳化硼陶瓷；該碳化硼陶瓷以 復(fù)合材料為基料，配以礦化劑Mgo、BnCtVS結(jié)合粘土組成，并且其各組分的重量百分 比含量為B4C :91. 2 ~91. 8%、MgO: 2. 4 ~2. 8%、BjC0; :2. 6 ~3. 0%、結(jié)合粘土 ： 3. 4 ~ 3. 8%〇
[0005] 所述的卡箍活塞缸和所述的卡箍導(dǎo)向筒以及所述的支撐構(gòu)件都是整體采用鉻合 金鋼，該鉻合金鋼材料由如下重量百分比的元素組成：Cr (鉻）：21. 2~21. 8%、Mo (鉬）： 8. 2 ~8. 8%、W (鎢）：7. 2 ~7. 8%、Ni (鎳）：6. 2 ~6. 8%、Zn (鋅）：4. 2 ~4. 8%、Cu (銅）： 2.0~2.4%、C (碳）：1.2~1.4%，余量為Fe (鐵）及不可避免的雜質(zhì)；所述雜質(zhì)的重量百 分比含量為：Sn (錫）少于0? 05%、Si (硅）少于0? 19%、Mn (錳）少于0? 23%、S (硫）少于 0. 0119%、P (磷）少于0. 015% ;所述的鉻合金的材料主要性能參數(shù)為：抗拉強度為393~ 395MPa〇
[0006] 作為進(jìn)一步改進(jìn)：所述的盤式同步輪電機包括定子、轉(zhuǎn)子、電機轉(zhuǎn)軸、電機外殼、前 端蓋、后端蓋以及同步帶輪，電機外殼下方有安裝腳板，安裝腳板與電機外殼之間有加強連 筋，電機外殼外壁上有引線窗口，電纜線穿越引線窗口并連接到外接控制電源；前端蓋和后 端蓋分別固定連接在電機外殼前后兩端面上，定子固定在前端蓋里側(cè)面上，轉(zhuǎn)子固定在電 機轉(zhuǎn)軸上，電機轉(zhuǎn)軸通過前軸承和后軸承分別支撐在前端蓋和后端蓋上；前端蓋還固定著 推力軸承一個端面，推力軸承另一個端面緊貼著轉(zhuǎn)子架內(nèi)孔的一側(cè)外端面上；后端蓋上裝 有軸承后蓋，軸承后蓋通過螺釘固定在后端蓋上，軸承后蓋內(nèi)端伸入后端蓋上的后蓋軸承 孔并抵住后軸承； 所述的轉(zhuǎn)子裝在轉(zhuǎn)子架上，轉(zhuǎn)子架內(nèi)孔與電機轉(zhuǎn)軸上的軸平鍵段之間為過渡配合且有 平鍵傳遞扭矩；所述的前端蓋上有前螺釘固定在電機外殼前端面上，前端蓋中心線上分別 有前蓋軸承孔和推力軸承孔，前蓋軸承孔位于外端且固定著前軸承外圓，前軸承內(nèi)孔固定 著電機轉(zhuǎn)軸的前軸承段；推力軸承孔位于內(nèi)端且固定著推力軸承一端面，推力軸承另一端 面與轉(zhuǎn)子架內(nèi)孔外端面之間有調(diào)節(jié)墊圈，定子與轉(zhuǎn)子之間有2至3毫米的端面氣隙；后端蓋 上有后螺釘固定在電機外殼后端面上，后端蓋的后蓋軸承孔上固定著后軸承外圓，后軸承 內(nèi)孔固定著電機轉(zhuǎn)軸的后軸承段；后軸承段與軸平鍵段之間有轉(zhuǎn)軸擋肩； 所述的同步帶輪外圓上有同步輪齒，同步帶輪外端面上有同步輪端面螺孔，同步輪臺 階孔上有同步輪退刀槽和同步輪卡槽，同步輪卡槽中活動配合有同步輪孔用卡環(huán)，同步輪 臺階孔底角位置上放置有同步輪調(diào)節(jié)圈，滾針外圈兩側(cè)分別貼著同步輪孔用卡環(huán)和同步輪 調(diào)節(jié)圈；同步輪齒兩側(cè)面上有輪齒擋板； 所述的前端蓋固定有支撐構(gòu)件，支撐構(gòu)件通過螺釘固定在前端蓋上，支撐構(gòu)件上的構(gòu) 件調(diào)節(jié)環(huán)內(nèi)端伸入前端蓋上的前蓋軸承孔并抵住前軸承；支撐構(gòu)件外端與同步帶輪之間有 一只無內(nèi)圈軸承；支撐構(gòu)件的外軸承支撐圓表面復(fù)合有一層厚度為〇. 4至0. 6毫米所述的 絡(luò)合金。
[0007] 作為進(jìn)一步改進(jìn)：所述的滑塊軸銷的中心線與所述的轉(zhuǎn)盤軸銷之間具有1860至 1870毫米的偏心距離。
[0008] 本發(fā)明的有益效果： (一)、工作平臺的周邊上均布有平臺鉸鏈與卡箍活塞緩沖器一端相連接，卡箍活塞緩 沖器另一端與固定支腳相連接，且所述的卡箍活塞緩沖器與所述的工作平臺平面之間呈現(xiàn) 度夾角布置，確保工作平臺平穩(wěn)固定?？ü炕钊彌_器采用螺紋連接結(jié)合雙活塞密封雙向 避震，每只卡箍活塞緩沖器都能同時承受拉力或壓力，確保工作平臺能抵御來自任何方位 的海浪沖擊。
[0009] (二)、本發(fā)明中的前端蓋還固定著推力軸承的一個端面，推力軸承另一個端面緊 貼著轉(zhuǎn)子架內(nèi)孔的一側(cè)外端面上；推力軸承孔位于內(nèi)端且固定著推力軸承一個端面，推力 軸承另一個端面與轉(zhuǎn)子架內(nèi)孔外端面之間有調(diào)節(jié)墊圈，定子與轉(zhuǎn)子之