一种用于张力补偿器负荷实验的装置及其工作方法与流程

本发明涉及海洋工程技术领域，更具体地说，涉及一种适用于自升式钻井平台主张力补偿器在平台上进行负荷实验的装置。

背景技术：

自升式钻井平台其上安装有套管张力平台，套管张力平台位于悬臂梁及钻台的下方。套管张力平台上安装有主张力补偿器。张力补偿器主要由液压油缸组成，在作业中通过液压缸的伸缩对钻杆提供一定的张紧力。主张力补偿器由8个垂直液压缸环形布置，具备向上顶升功能。同时对称布置4个水平放置的液压缸，具备向中心挤压的功能。

张力补偿器一般在生产厂家进行负荷实验以验证其垂向液压缸的顶升能力。如果要在平台上进行负荷实验，由于其处于四周为封闭空间，下方悬空，上方有悬臂梁、钻台及井架，原有的实验装置及方法都无法使用。要实现张力补偿器在平台上进行负荷实验，必须要使用专门的装置。本发明就是为满足张力补偿器在平台上安装后进行负荷实验而开发的一种实验装置。

技术实现要素：

本发明为满足张力补偿器在平台上安装后进行负荷实验而开发的一种用于张力补偿器负荷实验装置。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于张力补偿器负荷实验装置，包括设置上部上吊环、下部下吊环的主立板，以及位于主立板中上部设置的水平的支撑座；所述支承座的下表面设置了支撑圆环；所述主立板的中下部围绕了一个筒形的圆筒板；所述圆筒板内侧支撑了固定在所述主立板上的水平加强隔板；所述下吊环用于通过吊索连接实验负荷。

优选方式下，用于张力补偿器负荷实验的装置，所述主立板板面两侧固定有加强用的侧立板。

优选方式下，用于张力补偿器负荷实验的装置，所述上吊环、下吊环设置有吊环补强圈。

优选的方式下，用于张力补偿器负荷实验的装置，所述主立板位于所述支承座之上的部分板面加宽，且板面两侧加设肋板。

优选方式下，用于张力补偿器负荷实验的装置，所述主立板板面加宽的宽度以及所述肋板宽度与所述支承座外径相等。

上述用于张力补偿器负荷实验装置的使用方法，包括如下步骤：

将所述实验装置穿设于套管张力平台的张力补偿器中心，使得支承座落在所述张力补偿器顶端的水平环板，所述支撑圆环贴合所述水平环板；所述张力补偿器的水平液压缸同时向内压缩，将所述实验装置的圆筒板压紧；所述下吊环通过吊索连接置于地面或甲板平台上的实验负荷；加载实验：张力补偿器的垂直液压缸向上顶升，使得水平环板提升所述支承座，从而带动实验装置提升实验负荷，实验负荷逐渐脱离地面或甲板平台，负荷全部转移到张力补偿器上，达到实验目的。

本发明的使用方法，实验结束时，张力补偿器的垂直液压缸泄压，向下回落，带动实验装置下降，实验装置的下吊环上悬挂的实验负荷落到地面或甲板平台上。

本发明具有以下优点：

本发明可以实现张力补偿器在安装到平台后进行负荷实验的要求。装置制作简单，安全可靠，可重复使用，制作及使用成本低。上、下吊环设计安装在同一块主立板上，结构简单，强度高。支承座利用主立板和侧立板切割焊接形成，制作简单，安全可靠。支承座下的支撑圆环可以保证与张力补偿器水平环板良好接触，提高实验的安全性。中下部设置圆筒型外板，并增加水平加强隔板，便于张力补偿器水平液压缸的夹持，防止装置倾倒，保证实验安全。

附图说明

图1是自升式钻井平台主张力补偿器在平台上进行负荷实验状态的平面示意图。

图2张力补偿器负荷实验装置插入张力补偿器时的平面示意图。

图3是张力补偿器负荷实验装置与张力补偿器装配的整体结构的平面示意图。

图4是张力补偿器结构的主视平面示意图。

图5是张力补偿器的俯视结构平面示意图。

图6是张力补偿器的俯视半剖结构平面示意图。

图7是张力补偿器的水平环板俯视平面示意图。

图8是张力补偿器负荷实验装置结构的主视平面示意图。

图9是张力补偿器负荷实验装置结构的左视平面示意图。

图10是张力补偿器负荷实验装置结构的俯视平面示意图。

图11是张力补偿器负荷实验装置结构在环形钢板处横截截面的平面示意图。

图12是张力补偿器负荷实验装置结构在环型钢板上部和支撑圆环下部间任意位置的横截截面的平面示意图。

图13是张力补偿器负荷实验装置结构中主立板部分的平面示意图。

图14是张力补偿器负荷实验装置结构中侧立板部分的平面示意图。

图15是张力补偿器负荷实验装置结构中吊环补强圈部分的平面示意图。

图16是张力补偿器负荷实验装置结构中支撑圆环部分的平面示意图。

图17是张力补偿器负荷实验装置结构中圆筒板部分的平面示意图。

图18是张力补偿器负荷实验装置结构中水平加强隔板部分的平面示意图。

其中：1、实验装置；2、张力补偿器；3、套管张力平台；4、吊索具；5、实验负荷；6、平台；7、水平液压缸；8、垂直液压缸；9、水平环板；10、主立板；11、上吊环；12、吊环补强圈；13、支撑圆环；14、侧立板；15、圆筒板；16、水平加强隔板；17、下吊环；18、支承座。

具体实施方式

张力补偿器负荷实验装置的优选制作方法：

如图8-9，图12-14所示，本发明的主体结构是由一块主立板10两侧各垂直焊接一块侧立板14而成的‘十字形’柱体，侧立板起加强作用；且主立板和侧立板的上端经整体切割形成的水平支撑座18，支撑座18下设支撑圆环13，支撑圆环的表面平滑，确保其表面与张力补偿器2的水平环板9的表面接触良好；主立板10上下两端设有上吊环11和下吊环17。

如图13所示，主立板的形状为：上部呈三角形状，中部为矩形，且其宽度小于上部三角形边的宽度。侧立板的形状如图14所示，其宽度为主立板矩形处的宽度与板厚之差的一半，其上端最宽处为主立板上端三角形边宽度与板厚之差的一半。

如图8-9、图16所示，实验装置1的上端最宽处为支承座18，即上述主立板和侧立板的上端最宽处所处的平面；支承座下方设置支撑圆环13，其表面平滑，确保其表面与张力补偿器2的水平环板9的表面接触良好，以保证实验安全性。

如图8-9、图15所示，本发明中上吊环11和下吊环17的两侧分别焊有吊环补强圈12进行张力补强。

如图8-12、图17-18所示，本发明中下部十字形组成的四个直角处分别焊接水平加强隔板16(其位置与张力补偿器水平液压缸位置相对应)，水平加强隔板外侧安装圆筒板15，利于水平液压缸卡住该张力补偿负荷实验装置。

张力补偿器负荷实验装置优选使用方法：

如图1-4、图7所示，将本发明自上而下穿过架设在套管张力平台3上的张力补偿器2，上端支承座落在张力补偿器2顶端的水平环板9上。

如图5-6所示，张力补偿器4个水平液压缸7同时向内压缩，将实验装置1上的圆筒板15压紧，有效防止了实验装置1倾斜。安装完成后进入实验准备阶段。

本发明的使用方法，包括如下步骤：

将所述实验装置穿设于套管张力平台3的张力补偿器2中心，使得支承座18落在所述张力补偿器2顶端的水平环板9，所述支撑圆环13贴合所述水平环板9；

所述张力补偿器2的水平液压缸7同时向内压缩，将所述实验装置1的圆筒板15压紧；

所述下吊环17通过吊索连接置于地面或甲板平台上的实验负荷；

加载实验：张力补偿器2的垂直液压缸8向上顶升，使得水平环板9提升所述支承座18，从而带动实验装置提升实验负荷5，实验负荷5逐渐脱离地面或甲板平台6，达到实验目的。

所述用于张力补偿器负荷实验装置的使用方法，实验结束时，张力补偿器2的垂直液压缸8泄压，向下回落，带动实验装置1下降，实验装置1的下吊环上悬挂的实验负荷5落到地面或甲板平台6上。

张力补偿负荷实验方法：

实验前，如图1所示，实验装置1下吊环17处连接本实验负荷5，此时实验负荷的重量全部落在平台6上，张力补偿器2尚未加载。实验时，张力补偿器2的垂直液压缸8向上顶升，此时实验装置1随垂直液压缸8的顶升而向上运动，此时实验装置1下端连接的实验负荷5逐渐脱离平台6，最终实验负荷5的质量全部转移到张力补偿器2上，完成了张力补偿器2负荷的加载。如图1所示，实验结束时，张力补偿器的垂直液压缸8泄压，向下回落，带动实验装置1下降，实验装置1的下吊环上悬挂的实验负荷5落到平台6上，此时张力补偿器2上加的实验负荷5全部卸掉，整个张力补偿负荷的实验完成。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。