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1、(10)申请公布号 CN 103924567 A (43)申请公布日 2014.07.16 CN 103924567 A (21)申请号 201410189186.X (22)申请日 2014.05.06 E02B 17/00(2006.01) E02B 17/08(2006.01) E02D 5/72(2006.01) (71)申请人 太重 （天津） 滨海重型机械有限公司 地址 300460 天津市滨海新区临港经济区 1 号 3 号楼 308 室 申请人 太原重工股份有限公司 (72)发明人 丁全智 葛涛 郭亮 孙新涛 龙海滨 (74)专利代理机构 隆天国际知识产权代理有限 公司 72003。
2、 代理人 李昕巍 吕俊清 (54) 发明名称 一种自升式钻井平台 (57) 摘要 本发明公开了一种自升式钻井平台， 包括主 船体、 悬臂梁、 钻台和井架， 所述悬臂梁在作业时 一部分滑移至船体外， 不作业时全部收回到主船 体上， 所述钻台安装在所述悬臂梁的尾端上， 所述 井架安装在所述钻台上， 还包括桩腿和桩靴， 所述 桩腿数量为一个， 所述桩腿上部穿过所述主船体， 下部安装在所述桩靴上， 所述桩腿与所述主船体 之间传动连接， 所述主船体及其所承载的所有物 品的总体重心位于所述桩腿内。本发明中的桩腿 仅为一个， 因此可以降低桩腿重量， 从而可以降低 本发明的总体重量及建造成本， 并且在作业和拖。
3、 航过程中受力小， 桩腿数量的减少也减少了对主 船体空间的占用， 从而使主甲板可用面积大大增 加， 并能在较深水域和环境恶劣的海况下工作。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103924567 A CN 103924567 A 1/1 页 2 1. 一种自升式钻井平台， 包括主船体、 悬臂梁、 钻台和井架， 所述悬臂梁在作业时一部 分滑移至船体外， 不作业时全部收回到主船体上， 所述钻台安装在所述悬臂梁的尾端上， 所 述井架安装在所。
4、述钻台上， 其特征在于， 还包括桩腿和桩靴， 所述桩腿数量为一个， 所述桩 腿上部穿过所述主船体， 下部安装在所述桩靴上， 所述桩腿与所述主船体之间传动连接， 所 述主船体及其所承载的所有物品的总体重心位于所述桩腿内。 2. 如权利要求 1 所述的自升式钻井平台， 其特征在于， 所述主船体上设置有一个大开 孔， 所述桩腿穿过所述大开孔， 所述桩腿上设置齿条板， 所述主船体对应所述大开孔的位置 上安装有电机， 所述电机传动连接有主动齿轮， 所述主动齿轮与所述齿条板相互啮合。 3. 如权利要求 2 所述的自升式钻井平台， 其特征在于， 所述主船体对应所述大开孔的 位置上还安装有从动齿轮， 所述从动。
5、齿轮相对所述主动齿轮设置， 所述齿条板两面均设置 有条齿， 其中一面的条齿与所述主动齿轮啮合， 另一面的条齿与所述从动齿轮啮合。 4. 如权利要求 3 所述的自升式钻井平台， 其特征在于， 所述主船体上还安装有锁紧装 置， 所述锁紧装置用于配合锁止所述齿条板， 所述锁紧装置安装在所述电机的下部。 5. 如权利要求 3 所述的自升式钻井平台， 其特征在于， 所述桩腿的横截面为矩形结构， 所述齿条板设置在所述桩腿的四个角部， 所述大开孔为四方形， 所述电机、 所述主动齿轮和 所述从动齿轮均对应所述大开孔的四个角部安装。 6. 如权利要求 1 所述的自升式钻井平台， 其特征在于， 所述桩靴的头部具有。
6、尖锥结构。 7. 如权利要求 1-6 任一所述的自升式钻井平台， 其特征在于， 所述主船体及其所承载 的所有物品的总体重心位于所述桩腿的中心线上。 权 利 要 求 书 CN 103924567 A 2 1/4 页 3 一种自升式钻井平台 技术领域 0001 本发明涉及钻井平台， 尤其与适应深水作业的自升式钻井平台的结构有关。 背景技术 0002 自升式钻井平台又称桩腿式平台。 这种石油钻井装置在浮在水面的平台上装载钻 井机械、 动力设备、 消耗器材、 居住设备以及若干可升降的桩腿， 钻井时桩腿着底， 平台则沿 桩腿升离海面一定高度 ； 移位时平台降至水面， 桩腿升起， 可由拖轮把它拖移到新的井。
7、位。 自升式平台的优点主要是所需钢材少、 造价低， 在各种海况下都能平稳地进行钻井作业。 0003 目前， 自升式平台的平台形状有三角形平台 ( 具有三根桩腿 )、 矩形平台 ( 具有四 根桩腿 ) 和五角形平台 ( 具有五根桩腿 ) 等。自升式平台的缺点是桩腿长度有限， 使它的 工作水深受到限制， 最大的工作水深约在 120m 左右。超过此水深， 桩腿重量增加很快， 同 时拖航时桩腿升得很高， 对平台稳性和桩腿强度都不利。如何减少平台在较深水域和环境 恶劣的海况下工作时所受的力， 减轻平台自重， 增大主甲板可用面积， 减少升降机构使用数 量， 节约建造成本， 是业界丞待解决的问题。 发明内容。
8、 0004 针对现有技术中存在的问题， 本发明的目的为提供一种能够在深水环境中作业且 受力小、 自重小、 主甲板可用面积大、 建造成本低的自升式钻井平台。 0005 为实现上述目的， 本发明的技术方案如下 ： 0006 一种自升式钻井平台， 包括主船体、 悬臂梁、 钻台和井架， 所述悬臂梁在作业时一 部分滑移至船体外， 不作业时全部收回到主船体上， 所述钻台安装在所述悬臂梁的尾端上， 所述井架安装在所述钻台上， 还包括桩腿和桩靴， 所述桩腿数量为一个， 所述桩腿上部穿过 所述主船体， 下部安装在所述桩靴上， 所述桩腿与所述主船体之间传动连接， 所述主船体及 其所承载的所有物品的总体重心位于所述。
9、桩腿内。 0007 进一步， 所述主船体上设置有一个大开孔， 所述桩腿穿过所述大开孔， 所述桩腿上 设置齿条板， 所述主船体对应所述大开孔的位置上安装有电机， 所述电机传动连接有主动 齿轮， 所述主动齿轮与所述齿条板相互啮合。 0008 进一步， 所述主船体对应所述大开孔的位置上还安装有从动齿轮， 所述从动齿轮 相对所述主动齿轮设置， 所述齿条板两面均设置有条齿， 其中一面的条齿与所述主动齿轮 啮合， 另一面的条齿与所述从动齿轮啮合。 0009 进一步， 所述主船体上还安装有锁紧装置， 所述锁紧装置用于配合锁止所述齿条 板， 所述锁紧装置安装在所述电机的下部。 0010 进一步， 所述桩腿的横。
10、截面为矩形结构， 所述齿条板设置在所述桩腿的四个角部， 所述大开孔为四方形， 所述电机、 所述主动齿轮和所述从动齿轮均对应所述大开孔的四个 角部安装。 0011 进一步， 所述桩靴的头部具有尖锥结构。 说 明 书 CN 103924567 A 3 2/4 页 4 0012 进一步， 所述主船体及其所承载的所有物品的总体重心位于所述桩腿的中心线 上。 0013 本发明的有益效果在于， 本发明中的桩腿仅为一个， 因此可以降低桩腿重量， 从而 可以降低本发明的总体重量及建造成本， 并且在作业和拖航过程中受力小， 桩腿数量的减 少也减少了对主船体空间的占用， 从而使主甲板可用面积大大增加， 而且一个桩。
11、腿穿过主 船体， 与主船体传动连接， 不但能够保证支撑作用， 而且能在较深水域和环境恶劣的海况下 工作。 附图说明 0014 下面结合附图对本发明作进一步详细说明 ： 0015 图 1 为本发明的自升式钻井平台主视结构示意图 ； 0016 图 2 为本发明的自升式钻井平台中桩腿与主船体连接的主视结构示意图 ； 0017 图 3 为本发明的自升式钻井平台俯视结构示意图 ； 0018 图 4 为本发明的自升式钻井平台中桩腿与主船体连接的俯视结构示意图。 具体实施方式 0019 体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。 应理解的是本 发明能够在不同的实施例上具有各种的变化， 其皆不。
12、脱离本发明的范围， 且其中的说明及 附图在本质上是当作说明之用， 而非用以限制本发明。 0020 如图 1 和图 3 所示， 本发明的自升式钻井平台， 包括主船体 1、 悬臂梁 2、 钻台 3、 井 架 4、 桩腿 5 和桩靴 6。其中， 悬臂梁 2 一端安装在主船体 1 上， 另一端悬空设置， 钻台 3 安 装在悬臂梁 2 的悬空端上， 井架 4 安装在钻台 3 上， 桩腿 5 数量为一个， 上部穿过主船体 1， 下部安装桩靴6， 桩腿5与主船体1之间传动连接。 另外， 为方便长期生活， 主船体上还设置 有生活区 7， 为紧急情况下方便逃生设置有救生艇 8， 方便紧急联系还设置有停机坪 9，。
13、 以便 于直升机起落。为使桩腿 5 能够起到稳定安全的支撑作用， 主船体 1 及其所承载的所有物 品的总体重心位于桩腿 5 内， 最佳为位于桩腿 5 的中心线上。 0021 如图 2 和图 4 所示， 主船体 1 上设置有大开孔 10， 桩腿 5 穿过大开孔 10， 桩腿 5 上 设置齿条板 11， 主船体 1 对应大开孔 10 的位置上安装有电机 14， 电机 14 传动连接有主动 齿轮 15， 主动齿轮 15 与齿条板 11 相互啮合。主船体 1 对应大开孔 10 的位置上还安装有从 动齿轮 16， 从动齿轮 16 相对主动齿轮 15 设置， 齿条板 11 两面均设置有条齿 12、 13，。
14、 其中一 面的条齿 12 与主动齿轮 15 啮合， 另一面的条齿 13 与从动齿轮 16 啮合。主船体 1 上还安 装有锁紧装置 17， 锁紧装置 17 上设置有用于配合锁止齿条板 11 的锁紧齿 18， 锁紧装置 17 安装在电机 14 的下部。 0022 本发明中， 桩腿 5 的横截面为矩形结构， 齿条板 11 为四个， 设置在桩腿 5 的四个角 部， 大开孔 10 为四方形， 电机 14、 主动齿轮 15 和从动齿轮 16 以及锁紧装置 17 都是相应的 四套结构， 且均对应大开孔10的四个角部安装， 从而提高对桩腿5的提升力和锁紧力， 使桩 腿 5 与主船体 1 之间连接更加安全可靠。。
15、另外， 桩靴 6 安装在桩腿 5 的最下部， 桩靴 6 的头 部具有尖锥结构， 以便于提高入泥深度。 0023 由于自升式钻井平台是一个庞大的系统工程， 因此会有很多不同的实施例， 下面 说 明 书 CN 103924567 A 4 3/4 页 5 仅以一种实施例来详细说明。 0024 本实施例中， 大开孔 10 的四个角分别设置一套升降装置 19， 齿条板 11 与升降装 置 19 的主动齿轮 15 啮合连接， 升降装置 19 上部设一圈箱型梁为升降拉紧装置 20， 该升降 拉紧装置 20 主要作用是连接主船体 1 和升降装置 19， 桩腿 5 的底部安装在尖锥式桩靴 6 顶部。桩腿 5 的。
16、前侧中部设潜水泵组， 潜水泵组前侧的主船体 1 甲板上设 2 台提升绞车， 提 升绞车通过钢丝绳与潜水泵组连接。桩腿 5 左右两侧的主船体 1 甲板上安装 2 列悬臂梁底 座， 悬臂梁 2 的两侧板分别安装在悬臂梁底座槽内， 悬臂梁滑移装置连接悬臂梁底座和悬 臂梁， 通过两套悬臂梁滑移装置可使悬臂梁 2 向主船体 1 的尾部进行伸缩滑移， 悬臂梁 2 尾 部主甲板左舷设液压站为悬臂梁滑移装置提供动力源。悬臂梁堆场上侧的中部设猫道机， 悬臂梁2左舷侧板的上部设一台关节吊， 悬臂梁尾部下侧设套管张力装置， 悬臂梁2尾部的 上侧设钻台 3， 钻台 3 可在悬臂梁 2 尾部轨道上左右滑移， 井架 4 。
17、安装在钻台 3 面上。主船 体 1 尾部左右舷的甲板上分别设一台锚机和燃烧臂， 主船体 1 尾部左右舷的外侧分别设一 颗大抓力锚， 锚机通过钢丝绳与大抓力锚连接。主船体 1 尾部右舷甲板上设一座平台吊机， 主船体 1 中部左右舷甲板上分别设一座平台吊机。主船体 1 甲板上根据作业需求合理布置 钻杆支架和堆放钻杆。主船体 1 艏部及艏部左右舷分别设舷外斜尖舱， 舷外斜尖舱的设置 可使艏部生活楼 7 的一半面积占用平台外空间， 这既能可节约主甲板面积， 也能使生活楼 面积加大， 增加居住人员数量。生活楼 7 的左右舷上部分别设一艘救生艇 8， 可用作在紧急 情况下供钻井作业人员逃生。 生活楼7艏部。
18、外侧设直升机停机坪9， 直升机停机坪9通过钢 架结构安装在生活楼7上， 直升机停机坪9的下部设拖航锁链， 拖航锁链一端固定在主船体 1 艏部甲板上， 另一端挂在直升机停机坪 9 下的钢架结构上， 供平台移位拖航使用。 0025 本实施例的工作过程如下所述 ： 0026 当自升式钻井平台需要跨作业区域移位时， 桩腿 5 上的潜水泵组在提升绞车的作 用下调整位置， 启动潜水泵组给主船体 1 打一定量的压载水， 便于有高位作业桩腿平台平 稳下放至水面拖航状态。当压载水达到预定值时， 启动升降装置 19， 主船体 1 会在齿条板 11 与主动齿轮 15 的啮合运动下， 平稳下降。当主船体 1 下降至海。
19、面上， 再把压载水排到主 船体 1 外， 浮力能平衡重力时， 启动尖锥式桩靴 6 内的高压冲桩系统。当桩靴 6 周围的泥沙 被冲散时， 再启动升降装置 19 向上提升桩腿 5， 这时桩靴 6 远离海床， 钻井平台平稳漂浮处 于拖航状态。然后， 把拖航锁链分别挂在几艘拖船尾部， 这样在拖船的牵引下， 自升式钻井 平台到达作业区域。 0027 自升式钻井平台到达作业区域后， 先启动锚机外放钢丝绳， 用平台吊机把大抓力 锚放在辅助船上进行抛锚， 完成钻井平台的预定位。再用泵把主船体 1 内的压载水全部外 排， 启动升降装置 19 下放桩腿 5， 尖锥式桩靴 6 也随桩腿 5 向下移动， 当尖锥式桩靴。
20、 6 接触 海床入泥一定深度时， 再次运行升降装置 19 举升主船体 1， 使主船体 1 离开海面， 启动锁紧 系统 17 将桩腿 5 齿条板 11 与锁紧系统 17 的锁紧齿 18 啮合锁死， 防止主船体 1 沿桩腿 5 下移。这时桩腿 5、 尖锥式桩靴 6 承载整个钻井平台的重力载荷， 在重力作用下尖锥式桩靴 6 会进一步下沉， 直至入泥一定深度， 此时自升式钻井平台完成定位， 稳稳站立于海上处于 悬空作业状态。 0028 自升式钻井平台完成定位准备作业时， 启动潜水泵组往主船体 1 内打压载水调节 平衡。启动液压站驱动两套悬臂梁滑移装置， 使悬臂梁 2 由主船体 1 尾部向外侧滑移， 最。
21、大 说 明 书 CN 103924567 A 5 4/4 页 6 滑移距离为 30m。根据钻井需要， 安装有井架 4 的钻台 3 可在悬臂梁 2 尾部上侧的轨道上进 行横向滑动， 这样可使钻井平台一次定位完成打 30 口井的任务。钻机作业时， 可使用平台 吊机将钻杆由主船体 1 甲板移送至悬臂梁堆场， 再由关节吊将钻杆装放到猫道机的运送槽 里， 将钻杆送至钻台面上， 供钻井使用。 0029 自升式钻井平台完成钻井作业后， 再次启动液压站驱动两套悬臂梁滑移装置， 使 悬臂梁 2 往主船体 1 滑移收缩， 直至整个悬臂梁 2 全部收回平台主船体 1。然后起桩， 对自 升式钻井平台进行拖航移位。 0。
22、030 本发明的优点和有益效果是 ： 0031 本发明的自升式钻井平台可在水深 120m 左右的泥砂质或淤泥质海床的海域进行 海上石油天然气勘探开发作业， 钻机能力 10000m， 具备深井探井、 大位移丛式井和水平井钻 井功能及试油辅助功能 ； 本发明的自升式钻井平台在深水域和环境恶劣海况下作业时承受 的风、 浪、 流载荷较小 ； 本发明的自升式钻井平台有效甲板面积约为三腿平台的 1.5 倍， 为 布置钻井设备、 钻杆、 甲板机械及作业区域提供更广阔的宝贵空间 ； 本发明的自升式钻井平 台与传统自升式钻井平台相比， 升降拉紧结构、 桩腿、 桩靴分别由 3 个减为 1 个， 升降基础、 锁紧基。
23、础、 升降系统分别由9套缩减为4套， 总体生产成本节约15， 平台重量减轻3000余 吨 ； 本发明的自升式钻井平台艏部设舷外斜尖舱， 使生活楼的一半面积占用平台外部空间， 上层建筑面积加大， 大幅增加居住人员数量 ； 本发明的自升式钻井平台桩腿围井大开孔 10 仅有 1 个， 平台结构得以优化， 总体强度和抗疲劳强度大幅提高， 延长使用寿命 ； 本发明的 自升式钻井平台的悬臂梁2可纵向伸缩滑移， 钻台3横向移动自由定位， 可实现平台一次定 位钻探 30 口井， 使作业效率显著提高。 0032 因此， 本发明有助于促进船舶与海洋工程装备自主研发， 也有助于其它海洋油气 资源开发装备研发能力的提。
24、升， 并做出技术示范。对打破国外技术垄断， 摆脱对进口的依 赖， 推动我国海洋工程装备走向高端市场具有重要意义， 对加快我国开发深海油气资源具 有巨大的帮助。 0033 本发明的技术方案已由优选实施例揭示如上。 本领域技术人员应当意识到在不脱 离本发明所附的权利要求所揭示的本发明的范围和精神的情况下所作的更动与润饰， 均属 本发明的权利要求的保护范围之内。 说 明 书 CN 103924567 A 6 1/4 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103924567 A 7 2/4 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 103924567 A 8 3/4 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 103924567 A 9 4/4 页 10 图 4 说 明 书 附 图 CN 103924567 A 10 。