錳合金卡箍彈簧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)明涉及一種海上油井輔助動力設(shè)施，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)平臺的錳合金卡箍彈簧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，近年來正在研究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)明提供一種米用卡箍彈簧結(jié)構(gòu)雙向緩沖，結(jié)合機殼水冷電機，并配有分力構(gòu) 件，來解決海上油井的技術(shù)瓶頸，具體如下： 錳合金卡箍彈簧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緩沖器 上端頭相連接，緩沖器下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)固定著鉆井擺桿，所述的轉(zhuǎn)盤底座上的 轉(zhuǎn)盤軸銷可旋轉(zhuǎn)固定著帶輪轉(zhuǎn)盤，所述的電機底座固定安裝有機殼水冷電機；所述的鉆井 擺桿一側(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；所述的鉆井擺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 述的帶輪轉(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；所述的機殼水冷電機上的三 角帶輪與所述的帶輪轉(zhuǎn)盤之間有傳動三角帶；作為改進： 所述的卡箍彈簧緩沖器包括卡箍彈簧桿、卡箍彈簧內(nèi)筒、卡箍導(dǎo)向外筒、第一彈簧座、 上端卡箍蓋、第一彈簧、第二彈簧以及成對半開下卡箍和成對半開上卡箍； 所述的卡箍彈簧桿一端固定有雙向彈簧座，雙向彈簧座外圓與卡箍彈簧內(nèi)筒內(nèi)孔之間 為可軸向滑動配合；所述的卡箍彈簧桿另一端有桿外螺紋，桿外螺紋外徑尺寸小于或等于 所述的卡箍彈簧桿外徑尺寸； 所述的卡箍彈簧內(nèi)筒一端固定有第二彈簧座，第二彈簧座內(nèi)孔與所述的卡箍彈簧桿外 圓之間為可軸向滑動配合；所述的卡箍彈簧內(nèi)筒另一端有內(nèi)筒平口，內(nèi)筒平口背面有內(nèi)筒 錐面，所述的第一彈簧座背面有下蓋錐面，內(nèi)筒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內(nèi)筒錐面以及所述的 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，第一彈簧座背 面外端有緩沖器下端頭； 所述的卡箍導(dǎo)向外筒開孔端的內(nèi)孔圓筒壁與所述的卡箍彈簧內(nèi)筒外圓之間為滑動配 合，所述的卡箍導(dǎo)向外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)有上端蓋螺孔，所述的上端蓋螺孔與所述的桿外 螺紋緊固連接；述的雙向彈簧座與所述的第一彈簧座之間固定有所述的第一彈簧，所述的 雙向彈簧座與所述的第二彈簧座之間固定有所述的第二彈簧； 第一彈簧和第二彈簧外表面涂覆有一層0. 5至0. 6毫米厚的防腐層，該防腐層的組 成成分的重量百分比含量為：環(huán)氧樹脂：31~33%、苯丙乳液：24~26%、二氧化娃：11~ 13%、笨二酚：4~6%、水：21~23%、促進劑：L4~L6%、固化劑2. 4~2. 6% ; 所述的卡箍彈簧內(nèi)筒和所述的卡箍導(dǎo)向外筒都是整體采用錳合金鋼，該錳合金鋼的組 成成分的重量百分比含量為：Mn(錳）：14~16%、Mo(鉬）：2. 4~2. 6%、W(鎢）：2. 4~ 2. 6%、Al(鋁）：2. 3 ~2. 5%、Cr(鉻）：2. 2 ~2. 4%、Nb(鈮）：1. 4 ~1. 6%、C(碳）：I. 1 ~ 1.3%，余量為Fe(鐵)及不可避免的雜質(zhì)；該雜質(zhì)的重量百分比含量為：Si(硅)少于0.20%、 S(硫）少于0.010%、P(磷）少于0.015%;所述的錳合金鋼材料主要性能參數(shù)為：洛氏硬度 HRC值為51~53,抗拉強度為393~395MPa。
[0005] 作為進一步改進：所述的機殼水冷電機包括電機外殼、前端蓋、后端蓋、電機主軸、 定子、轉(zhuǎn)子和三角帶輪，電機外殼下方有安裝腳板，安裝腳板與所述的電機外殼之間有加強 連筋，所述的安裝腳板上有安裝通孔，電機外殼外壁上有引線窗口以及進水搭子和出水搭 子，電機外殼的外殼前端面和外殼后端面上都有固定螺孔，定子固定在電機外殼內(nèi)孔上，轉(zhuǎn) 子固定在電機主軸最大直徑處且與定子位置相對應(yīng)，前端蓋上有前螺釘固定在電機外殼前 端面，前端蓋的前蓋軸承孔上固定著前軸承外圓，前軸承內(nèi)孔固定著電機主軸的前軸承段； 后端蓋上有后螺釘固定在電機外殼后端面，后端蓋的后蓋中心盲孔上固定著后軸承外圓， 后軸承內(nèi)孔固定著電機主軸的后軸承段，后軸承段后端有主軸末端，主軸末端上固定著電 機風葉，風葉外罩固定在后端蓋外圓上；電機外殼的外壁與內(nèi)壁之間有冷卻夾層，冷卻夾層 繞開引線窗口布置，冷卻夾層圓周隔離兩端分別有進水貫穿孔和出水貫穿孔，進水貫穿孔 和出水貫穿孔之間有隔離筋分隔開，外殼前端面內(nèi)側(cè)設(shè)置的前端導(dǎo)流筋與外殼后端面內(nèi)側(cè) 設(shè)置的后端導(dǎo)流筋錯位布置，使得冷卻夾層內(nèi)增大流速，提高冷卻效果；出水搭子上有出水 錐螺紋，出水錐螺紋底部通往出水貫穿孔，進水搭子上有進水錐螺紋，進水錐螺紋底部通往 進水貫穿孔；前端蓋固定有分力構(gòu)件，分力構(gòu)件與三角帶輪之間有無內(nèi)圈軸承；分力構(gòu)件 的外軸承支撐圓表面復(fù)合有一層厚度為0. 71至0. 79毫米所述的錳合金鋼。
[0006] 作為進一步改進：分力構(gòu)件的構(gòu)件臺階內(nèi)孔與電機主軸的主軸外伸段之間有旋轉(zhuǎn) 空隙，分力構(gòu)件的外軸承支撐圓支撐著無內(nèi)圈軸承上的圓柱滾針，無內(nèi)圈軸承上的滾針外 圈的外圓固定在三角帶輪的三角帶輪臺階孔內(nèi)圓壁上，三角帶輪臺階孔底面上有三角帶輪 花鍵孔與電機主軸上的軸端花鍵之間為花鍵齒圓周嚙合的軸向可滑動配合，軸端花鍵的端 面上有軸端螺孔，軸端螺孔上配合有臺階防松螺釘限制著軸向定位擋圈的軸向位移，軸向 定位擋圈外緣部位固定在三角帶輪花鍵孔外端平面上，繼而限制了三角帶輪的軸向位移。
[0007] 作為進一步改進：軸向定位擋圈外側(cè)面上有防松擋片與軸向定位擋圈一起，被擋 圈螺釘固定在三角帶輪花鍵孔外端平面上；防松擋片有擋片拐角邊緊貼著臺階防松螺釘?shù)?兩平邊擋肩帽上的任意一平邊上。
[0008] 作為進一步改進：所述的滑塊軸銷的中心線與所述的轉(zhuǎn)盤軸銷之間具有1880至 1890毫米的偏心距離。
[0009] 本發(fā)明的有益效果： (一) 、作業(yè)平臺的圓周邊上有平臺鉸鏈與卡箍彈簧緩沖器一端相連接，卡箍彈簧緩沖 器另一端與固定支腳相連接，且所述的卡箍彈簧緩沖器與所述的作業(yè)平臺平面之間呈現(xiàn)度 夾角布置，確保作業(yè)平臺平穩(wěn)固定；卡箍彈簧緩沖器采用卡箍連接結(jié)合雙彈簧組合緩沖，每 只卡箍彈簧緩沖器都能同時承受拉力或壓力，確保作業(yè)平臺能抵御來自任何任何方位的海 浪沖擊； (二) 、電機外殼的外壁與內(nèi)壁之間有冷卻夾層，冷卻夾層繞開引線窗口布置，冷卻夾層 圓周隔離兩端分別有進水貫穿孔和出水貫穿孔，進水貫穿孔和出水貫穿孔之間有隔離筋分 隔開，外殼前端面內(nèi)側(cè)設(shè)置的前端導(dǎo)流筋與外殼后端面內(nèi)側(cè)設(shè)置的后端導(dǎo)流筋錯位布置， 使得冷卻夾層內(nèi)增大流速，提高冷卻效果； (三) 、電機主軸以及前軸承和后軸承只需承受純扭矩，而三角皮帶所產(chǎn)生的徑向力反 作用到三角帶輪卻是能夠完全被無內(nèi)圈軸承所承受，僅僅作用在分力構(gòu)件上，完全避免了 電機主軸上的主軸外伸段承受徑向力；由于滿足在額定功率的前提下，在設(shè)計上可以將求 電機主軸的直徑做到極限小，只承受純扭矩，同時，由于分力構(gòu)件整體形狀屬于空心短管， 因此結(jié)構(gòu)剛性超強，能承受更大的徑向力。兩者結(jié)合，本發(fā)明實現(xiàn)了既能將電機整體尺寸做 得緊湊，又能承受更大的徑向力，運行更加可靠，從而延長了電機的使用壽命； (四） 、涂覆有一層0. 5至0. 6毫米厚的環(huán)氧樹脂防腐層的第一彈簧和第二彈簧的表面 耐腐蝕程度遠小于316不銹鋼材質(zhì)的表面耐腐蝕程度。錳合金鋼的表面粗糙度受損程度遠 小于316不銹鋼材質(zhì)的表面粗糙度受損程度。本發(fā)明中的卡箍彈簧內(nèi)筒和所述的卡箍導(dǎo)向 外筒以及分力構(gòu)件都是整體采用錳合金鋼，具備良好的剛性抗變形； (五) 、本發(fā)明通過工作平臺將機殼水冷電機與卡箍彈簧緩沖器結(jié)合一起，同時解決了 一直來困擾海上油井的兩大難題：動力源電動機易損問題和油井設(shè)施整體避震問題，取得 了意想不到的效果。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明的整體側(cè)面示意圖。
[0011] 圖2為圖1俯視圖。
[0012] 圖3為圖2中的滑塊軸銷177部位的局部放大剖面示意圖。
[0013] 圖4為圖1或圖2中的卡箍彈簧緩沖器145放大剖面示意圖。
[0014] 圖5為圖4中M-M剖視圖。
[0015] 圖6是圖4中的成對半開下卡箍555的半開圖。
[0016] 圖7