立管扶正系统及立管扶正装置的制作方法

本发明涉及石油天然气设备技术领域，更具体地说，涉及一种海上钻采油顶部张紧立管的立管扶正系统及立管扶正装置。

背景技术：

在一些海洋钻采系统中，采用立管连接海底井口和水上平台。一般情况下，在风浪等海洋载荷条件下，立管与平台之间会存在着不确定的相对运动。为了保证钻采作业的正常进行，这种不确定的相对运动必须被限制在一定的范围内。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，提供一种改进的立管扶正系统及立管扶正装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种立管扶正装置，包括支撑座、扶正臂、锁紧机构以及滚轮组件；

所述扶正臂纵向位置可调地设置在所述支撑座上；

所述滚轮组件包括安装架、滚轮以及两个轴承盖；所述安装架安装在所述扶正臂的一端，包括向远离所述扶正臂方向伸出、且并排间隔设置的两个安装座；

每一所述安装座上分别设有第一卡口，每一所述轴承盖上设有第二卡口，两所述轴承盖分别可拆卸地安装在两所述安装座上，使得所述第一卡口、第二卡口之间形成供所述滚轮转动安装的转动孔；所述滚轮的转动轴两端分别与两所述安装座对应的两转动孔转动配合；

所述滚轮的外圈沿周圈形成有内凹槽，以能与所述立管的外表面卡合并能相对所述立管上下滚动，所述滚轮的转动轴线与所述扶正臂的伸出方向垂直或呈锐角夹角；

所述锁紧机构设置在所述支撑座上，与所述扶正臂对应配合，以驱动所述扶正臂向所述滚轮组件一端移动，并保持所述滚轮与所述立管卡合。

优选地，所述转动轴包括与所述转动孔配合的轴颈，所述滚轮组件还包括向所述转动孔内注油以对所述轴颈润滑的注油机构。

优选地，所述注油机构包括设置在所述安装座和/或所述轴承盖上的注油孔，所述注油孔的一端与所述轴颈表面位置对应。

优选地，所述注油机构还包括设置在所述安装座和/或所述轴承盖上的油杯，所述油杯与所述注油孔连通，以让所述油杯内的润滑油流进所述转动孔。

优选地，所述转动孔内安装有轴承套，所述转动轴与所述轴承套转动配合，所述注油孔贯穿所述轴承套的侧壁，所述轴颈上设有油槽；

所述轴承套的两端的周圈设有法兰，所述转动孔的两端形成有与所述法兰对应的定位台阶。

优选地，所述支撑座包括套设在所述扶正臂外的管状体，所述扶正臂可纵向移动地插入到所述管状体内，所述扶正臂外套设有耐磨环，所述耐磨环与所述管状体的内壁面配合，所述管状体和所述扶正臂之间设有限定所述扶正臂沿纵向移动的导向机构。

优选地，所述导向机构包括在所述扶正臂的侧面沿纵向设置的导向槽，以及在所述管状体上设置并卡入到所述导向槽内的导向组件；

所述管状体的侧壁上设有安装孔，所述导向组件包括安装板、导向键，所述安装板安装在所述安装孔外侧上，所述导向键安装在所述安装板的内侧，并由所述安装孔卡入到所述导向槽内，所述导向槽的宽度与所述导向键的宽度相当。

优选地，所述锁紧机构设置在所述管状体与所述滚轮组件相对的一端，所述锁紧机构包括纵向位置可调地与所述管状体配合的锁紧件，以将所述扶正臂向所述滚轮组件一端抵压。

优选地，所述锁紧件包括与所述管状体螺接的螺杆，所述锁紧机构还包括与所述螺杆螺接的螺母，所述螺母位于所述管状体外，并与所述管状体相抵，以保持所述锁紧件在所述管状体上的锁紧位置。

本发明还构造一种立管扶正系统，包括所述的立管扶正装置。

实施本发明的立管扶正系统及立管扶正装置，具有以下有益效果：本发明的立管扶正装置滚轮的转动孔是由两个部件组装后形成，可将滚轮和转动轴做成一体，或将滚轮和转动轴固定连接，便于将滚轮和转动轴整体拆装，同时也便于在转动轴和转动孔之间添加润滑油，增加对滚轮的保护。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例中的立管扶正装置的结构示意图；

图2是图1中的立管扶正装置的A-A向剖面结构示意图；

图3是图1中的立管扶正装置的侧向结构示意图；

图4是图3中的立管扶正装置的B-B向剖面结构示意图；

图5是图2中的局部视图C的放大示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

结合如图1至图3所示，本发明一个优选实施例中的立管扶正系统通常包括四个立管扶正装置1，沿周向分布在立管的四个方向，每一立管扶正装置1的滚轮142与立管卡合，在四个方向对立管进行定位，防止在水下摆动的幅度过大。在其他实施例中，立管扶正系统也可包括三个或其他数量的多个立管扶正装置1，能保持立管的位置稳定即可。当然，也可只设置一个立管扶正装置1，其它位置设置其他结构的扶正装置。

在一些实施例中，立管扶正装置1包括支撑座11、扶正臂12、锁紧机构13以及滚轮组件14，扶正臂12纵向位置可调地设置在支撑座11上。

滚轮组件14包括安装架141、滚轮142以及两个轴承盖143，安装架141安装在扶正臂12的一端，包括基座1411和由基座1411向远离扶正臂12方向伸出、且并排间隔设置的两个安装座1412。通常，安装架141呈U形，将滚轮142夹设在两安装座1412之间。

每一安装座1412上分别设有第一卡口1413，每一轴承盖143上设有第二卡口1431，两轴承盖143分别可拆卸地安装在两安装座1412上，使得第一卡口1413、第二卡口1431之间形成供滚轮142转动安装的转动孔1414。转动孔1414是由两个部件组装后形成，可将滚轮142和转动轴144做成一体，或将滚轮142和转动轴144固定连接，便于将滚轮142和转动轴144整体拆装，同时也便于在转动轴144和转动孔1414之间添加润滑油，增加对滚轮142的保护。

优选地，第一卡口1413、第二卡口1431通常呈半圆形，配合后形成圆形转动孔1414，也便于滚轮142的转动轴144拆装。

滚轮142的转动轴144两端分别与两安装座1412对应的两转动孔1414转动配合，让滚轮142能相对立管滚动，避免与立管直接抵压。进一步地，滚轮142的外圈沿周圈形成有内凹槽1421，以能与立管的外表面卡合并能相对立管上下滚动，可起到对立管侧向限位的作用。

锁紧机构13设置在支撑座11上，与扶正臂12对应配合，以驱动扶正臂12向滚轮组件14一端移动，并保持滚轮142与立管卡合。锁紧机构13可以防止扶正臂12在受到立管晃动的作用力时产生纵向移动，从而避免降低对立管的定位效果。

优选地，滚轮142的转动轴144线与扶正臂12的伸出方向垂直，让扶正臂12与立管正对，扶正臂12的受力能直接转化到滚轮142上，让滚轮142与立管卡合后，对立管正面抵压，内凹槽1421限定立管的侧向方向。在其他实施例中，滚轮142的转动轴144线与扶正臂12的伸出方向也可呈锐角夹角。

多个立管扶正装置1的滚轮142对立管抵压后，即可对立管的位置定位。内凹槽1421的外形与立管的外形对应，以能与立管侧面很好的贴合定位。在一些实施例中，滚轮142包括轮体1422和设置在轮体外圈的非金属保护层1423，非金属保护层1423通常为塑料或橡胶材质，内凹槽1421形成于非金属保护层1423外圈。

进一步地，结合图4所示，转动轴144包括与转动孔1414配合的轴颈1441，滚轮组件14还包括向转动孔1414内注油以对轴颈1441润滑的注油机构145。有了注油机构145，可以在不用拆卸轴承盖143和安装架141，就可以对轴颈1441位置注油润滑，提升了安全性和便利性。

在一些实施例中，注油机构145包括设置在轴承盖143上的注油孔1451，注油孔1451的一端与轴颈1441表面位置对应，可以由注油孔1451向内注入润滑油对轴颈1441位置进行润滑。在其他实施例中，注油孔1451也可设置在安装座1412上，也可在安装座1412和轴承盖143上同时设置注油孔1451。

优选地，注油机构145还包括油杯1452，油杯1452可以设置在安装座1412上，也可设置在轴承盖143上，或在安装盖和轴承盖143同时设置。油杯1452与注油孔1451连通，以让油杯1452内的润滑油流进转动孔1414，可以省去了人工手动注油的过程。

进一步地，转动孔1414内安装有轴承套146，转动轴144与轴承套146转动配合，注油孔1451贯穿轴承套146的侧壁，轴颈1441上设有油槽。轴承套146可以降低与轴颈1441之间的摩擦，同时还能增加润滑效果。由注油孔1451注入的润滑油可以直接流道轴颈1441，进入油槽，进行持续的润滑。

轴承套146的两端的周圈设有法兰，转动孔1414的两端形成有与法兰对应的定位台阶。在轴承套146安装后，可以保证轴向定位。

再结合图1至图3所示，在一些实施例中，支撑座11包括套设在扶正臂12外的管状体111以及与管状体111外连接的座体112，座体112可以与海底的圆柱管固定连接，保证支撑座11本身在海底能定位。在其他实施例中，也可取消座体112，将管状体111与海底的圆柱管连接。

扶正臂12可纵向移动地插入到管状体111内，扶正臂12外套设有耐磨环121。耐磨环121与管状体111的内壁面配合，可防止扶正臂12与管状体111内壁面直接摩擦。耐磨环121通常包括两个，能起到对扶正臂12定位的作用，避免偏位。

优选地，结合图5所示，管状体111和扶正臂12之间设有限定扶正臂12沿纵向移动的导向机构15。导向机构15包括在扶正臂12的侧面沿纵向设置的导向槽151，以及在管状体111上设置并卡入到导向槽151内的导向组件152。导向组件152与导向槽151卡合，让扶正臂12智能在纵向移动，让扶正臂12的位置更加的稳定。

进一步地，管状体111的侧壁上设有安装孔1111，导向组件152包括安装板1521、导向键1522。安装板1521安装在安装孔1111外侧上，导向键1522安装在安装板1521的内侧，并由安装孔1111卡入到导向槽151内。导向槽151的宽度与导向键1522的宽度相当，限定扶正臂12的转向。

通常，导向键1522的外形与安装孔1111的外形对应，让导向键1522和管状体111之间的配合更加的稳定。在其他实施例中，也可通过将管状体111的内圈断面和扶正臂12的断面设为非圆形结构，保证扶正臂12不会周向转动。

如图1至图3所示，在一些实施例中，锁紧机构13设置在管状体111与滚轮组件14相对的一端，可方便锁紧操作。锁紧机构13包括纵向位置可调地与管状体111配合的锁紧件131，以将扶正臂12向滚轮组件14一端抵压。在滚轮142对立管相抵卡合后，锁紧锁紧件131，将扶正臂12和滚轮组件14向立管方向抵压，保证滚轮142与立管抵紧。

进一步地，锁紧件131包括与管状体111螺接的螺杆，锁紧机构13还包括与螺杆螺接的螺母132。螺母132位于管状体111外，并与管状体111相抵，以保持锁紧件131在管状体111上的锁紧位置。在锁紧件131的位置调节到位后，将螺母132锁紧，可保持锁紧件131在对应的位置上，也让扶正臂12和滚轮组件14相对支撑座11不会产生移动。

在其他实施例中，锁紧机构13也可包括设置在支撑座11上对锁紧件131侧面夹持定位的两个夹持件，夹持件侧向位置可调地设置在支撑座11上，在锁紧件131位置调好后，对锁紧件131夹紧。夹持件和锁紧件131相对的侧面上均设有防滑纹，可增加摩擦力，让锁紧件131被夹持后位置更加的稳定。

可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。