深海石油钻采设备

技术领域

本发明属于深海石油开采技术领域，具体是涉及一种深海石油钻采设备。

背景技术

几亿年来，海洋中的各种生物遗体形成大量的有机碳，同时陆地上的河流将泥沙和有机质带入海洋，年复一年把大量生物遗体一层层地掩埋，经过漫长的地质演化，沉积物变成了岩石，形成大量的沉积盆地，在岩层的压力、高温和细菌等因素的作用下，这些生物遗体和有机质逐渐形成了石油。

目前现有的海洋石油开采设备包括布设于海面上的采油气平台，以及布设于海底的采油树和钻井平台，水下采油树和钻井平台通常都与井口固定连接，但是在海底发生局部地震以及在洋流扰动的情况下会使采油树和钻井平台发生振动，导致管路在应力作用下断裂受损，造成油气泄漏的风险。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的在于提供一种深海石油钻采设备，以解决上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种深海石油钻采设备，包括钻采平台，所述钻采平台中装配有进油管线，所述石油钻采设备还包括：

机架构件，布设于钻采平台与海底钻采面之间，用于滑动装配所述钻采平台，机架构件位于钻采面一侧装配有输油井管，用于向进油管线中输出开采的石油；

连接组件，装配于所述钻采平台和机架构件之间，用于弹性限定所述钻采平台的滑动，以使所述钻采平台在外部振动环境下具有稳定的抗振结构；

封套构件，布设于所述进油管线和所述输油井管之间，且与所述进油管线滑动相接，用于活动连接所述进油管线和输油井管的管路，以使所述钻井平台与输油井管分段活动连接，用于防止钻井平台与输油井管在外部振动环境下发生应力断裂；以及

密封机构，连接于所述进油管线一侧，与所述封套构件滑动密封相接，用于配合封套构件的运动进行滑动密封，防止在外部振动环境下导致油液泄漏。

作为本发明进一步的方案，所述钻采平台还包括：

平台主体，用于装载钻采设备；

采油树主体，装配于所述平台主体一端，与所述进油管线相连通；以及

管阀控制模块，连接所述采油树主体的另一端，用于控制石油的流动。

作为本发明进一步的方案，所述机架构件还包括：

底板，固定安装于海底钻采面一侧；以及

限位底座，固定装配于底板上，且朝向钻采平台一侧设置，用于限定所述钻采平台的定向滑动。

作为本发明进一步的方案，所述连接组件包括：

连接杆件，与所述平台主体装配相连；

滑动部，连接所述连接杆件，且与所述限位底座滑动配合，用于导向所述连接杆件的滑动；

限位部，固定连接于所述连接杆件一侧，装配于所述限位底座内部，用于限位所述连接杆件的滑动；以及

弹性件，布设于所述滑动部外部，用于弹性限定所述连接杆件的滑动。

作为本发明进一步的方案，所述封套构件包括：

密封套壳体，罩设于所述进油管线外侧，且一端与所述输油井管固定相接；

第一密封边，靠近所述进油管线一侧；

第二密封边，靠近所述输油井管一侧；

导向孔，贯穿布设于所述第一密封边和第二密封边上；以及

密封槽道，周向布设于所述密封套壳体的内壁上，用于配合所述密封机构进行滑动密封。

作为本发明进一步的方案，所述密封机构包括：

密封管体，一端与所述进油管线固定相接，另一端装配于所述密封套壳体中；

第一密封件，滑动布设于所述第一密封边和第二密封边之间，且靠近所述密封槽道一侧设置；

第二密封件，靠近第一密封件一侧设置；

活动密封件，布设于所述第一密封件和第二密封件末端，且与所述密封槽道滑动贴合，用于滑动隔绝密封所述第一密封件和第二密封件两侧的腔体；

液压管路，一端与所述输油井管相连通，另一端连通所述活动密封件，用于通过石油的液体压力将所述活动密封件压紧于密封槽道一侧；以及

导向杆，一端固定连接所述密封管体，另一端活动插设于所述导向孔中，用于限位所述密封管体的转动。

作为本发明进一步的方案，所述连接组件相对机架构件的滑动阈值小于所述密封机构相对封套构件的滑动阈值。

综上所述，本发明实施例与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明通过装配于钻采平台和机架构件之间的连接组件，能够限位钻采平台的定向滑动，并通过装配于进油管线和输油井管之间的封套构件和密封机构，能够对输油井管侧输出的输油管路进行滑动密封，使位于钻采侧的水下井口管路与钻采平台之间形成滑动密封结构，能够有效减少因振动引起的局部应力断裂，防止在外界振动干扰下造成钻采设备的故障。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1为本发明的一种实施例中提供的深海石油钻采设备的结构示意图。

图2为本发明的一种实施例中提供的深海石油钻采设备中图示标记A的结构示意图。

图3为本发明的一种实施例中提供的深海石油钻采设备中图示标记B的结构示意图。

图4为本发明的一种实施例中提供的深海石油钻采设备中连接组件的立体结构示意图。

图5为本发明的一种实施例中提供的深海石油钻采设备中封套构件的立体结构示意图。

附图标记：1-钻采平台、101-平台主体、102-采油树主体、103-进油管线、104-气体发生器、105-管阀控制模块、106-配重块、2-机架构件、201-底板、202-输油井管、203-限位底座、3-连接组件、301-连接杆件、302-滑动部、303-限位部、304-弹性件、4-套壳、5-封套构件、501-密封套壳体、502-第一密封边、503-第二密封边、504-导向孔、505-密封槽道、6-密封机构、601-密封管体、602-第一密封件、603-第二密封件、604-活动密封件、605-液压管路、606-导向杆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

请参阅图1-图5，本发明的一种实施例中的深海石油钻采设备，包括钻采平台1，所述钻采平台1中装配有进油管线103，所述石油钻采设备还包括：机架构件2，布设于钻采平台1与海底钻采面之间，用于滑动装配所述钻采平台1，机架构件2位于钻采面一侧装配有输油井管202，用于向进油管线103中输出开采的石油；连接组件3，装配于所述钻采平台1和机架构件2之间，用于弹性限定所述钻采平台1的滑动，以使所述钻采平台1在外部振动环境下具有稳定的抗振结构；封套构件5，布设于所述进油管线103和所述输油井管202之间，且与所述进油管线103滑动相接，用于活动连接所述进油管线103和输油井管202的管路，以使所述钻井平台1与输油井管202分段活动连接，用于防止钻井平台1与输油井管202在外部振动环境下发生应力断裂；以及密封机构6，连接于所述进油管线103一侧，与所述封套构件5滑动密封相接，用于配合封套构件5的运动进行滑动密封，防止在外部振动环境下导致油液泄漏。

本实施例在实际应用时，当所述的钻采平台1通过机架构件2安装于海底钻探面上时，当所述的机架构件2以及钻采平台1在受到外界因素的干扰，例如海底地震以及洋流扰动，使得所述钻采平台1和机架构件2之间形成振动时，能够通过连接组件3限位所述钻采平台1在机架构件2上的滑动，并且通过所述的封套构件5和密封机构6将输油井管202一侧的输油管路滑动密封，使位于钻采侧的水下井口管路与钻采平台1之间形成滑动密封结构，使得钻井平台1与输油井管202之间能够活动连接，钻井平台1能够相对输油井管202进行移动，当钻井平台1的外部环境中存在振动因素时，能够减少与输油井管202之间的直接应力作用，有效减少因振动引起的局部应力断裂，防止在外界振动干扰下造成钻采设备的故障。

在本实施例中的一种情况中，所述钻采设备包括立式钻采树以及卧式钻采树，此处不做具体限定。

请参阅图1，在发明的一种优选实施例中，所述钻采平台1还包括：平台主体101，用于装载钻采设备；采油树主体102，装配于所述平台主体101一端，与所述进油管线103相连通；管阀控制模块105，连接所述采油树主体102的另一端，用于控制石油的流动；以及配重块106，装配于平台主体101上。

在本实施例中的一种情况中，所述平台主体101内部可通过气体发生器104持续输出惰性气体进行防氧化填充，并使得平台主体101内部处于一个标准单位大气压中进行工作，适用于干式采油树的工作环境，也可适用于湿式采油树，此处不做具体限定。

在本实施例中的一种情况中，所述管阀控制模块105为水下采油树中常用的管阀结构，一侧与海底井口相连通，用于稳定输出井口中钻取的石油，此处不做具体赘述。

在本实施例中的一种情况中，所述配重块106的选取与钻采平台1的质量相匹配。

请参阅图1，在发明的一种优选实施例中，所述机架构件2还包括：底板201，固定安装于海底钻采面一侧；以及限位底座203，固定装配于底板201上，且朝向钻采平台1一侧设置，用于限定所述钻采平台1的定向滑动。

本实施例在实际应用时，当所述钻采平台1通过连接组件3装配于限位底座203一侧时，能够限位滑动于限位底座203中，防止在采油过程中钻采平台1的意外脱落。

在本实施例中的一种情况中，所述底板201的布设宽度与所述平台主体101的布设宽度匹配设置。

请参阅图2和图4，在本实施例中的一种优选实施例中，所述连接组件3包括：连接杆件301，与所述平台主体101装配相连；滑动部302，连接所述连接杆件301，且与所述限位底座203滑动配合，用于导向所述连接杆件301的滑动；限位部303，固定连接于所述连接杆件301一侧，装配于所述限位底座203内部，用于限位所述连接杆件301的滑动；以及弹性件304，布设于所述滑动部302外部，用于弹性限定所述连接杆件301的滑动。

本实施例在实际应用时，当所述连接杆件301滑动装配于限位底座203中时，所述连接杆件301一侧的滑动部302与限位底座203定向滑动，且与限位底座203的径向方向相同，以使所述连接杆件301在滑动过程中能够确保稳定滑动，且靠近限位底座203内侧的限位部303，提供了限位功能，以使所述平台主体101一侧的连接杆件301在滑动过程中避免意外脱落。

在本实施例中的一种情况中，所述弹性件304可采用本实施例中的弹簧进行连接，也可采用弹性液压连接件配合套壳4进行连接，此处不做具体限定。

请参阅图3和图5，在发明的一种优选实施例中，所述封套构件5包括：密封套壳体501，罩设于所述进油管线103外侧，且一端与所述输油井管202固定相接；第一密封边502，靠近所述进油管线103一侧；第二密封边503，靠近所述输油井管202一侧；导向孔504，贯穿布设于所述第一密封边502和第二密封边503上；以及密封槽道505，周向布设于所述密封套壳体501的内壁上，用于配合所述密封机构6进行滑动密封。

本实施例在实际应用时，所述第一密封边502和第二密封边503能够配合密封机构6将输油井管202管路侧与海水浸泡侧隔绝开，且所述密封套壳体501优选采用耐腐蚀耐冲刷的高屈服强度材料。

请参阅图3，在发明的一种优选实施例中，所述密封机构6包括：密封管体601，一端与所述进油管线103固定相接，另一端装配于所述密封套壳体501中；第一密封件602，滑动布设于所述第一密封边502和第二密封边503之间，且靠近所述密封槽道505一侧设置；第二密封件603，靠近第一密封件602一侧设置；活动密封件604，布设于所述第一密封件602和第二密封件603末端，且与所述密封槽道505滑动贴合，用于滑动隔绝密封所述第一密封件602和第二密封件603两侧的腔体；液压管路605，一端与所述输油井管202相连通，另一端连通所述活动密封件604，用于通过石油的液体压力将所述活动密封件604压紧于密封槽道505一侧；以及导向杆606，一端固定连接所述密封管体601，另一端活动插设于所述导向孔504中，用于限位所述密封管体601的转动。

本实施例在实际应用过程中，当所述密封管体601在跟随进油管线103发生移动时，位于密封管体601一侧的导向杆606在导向孔504中定向滑动，防止所述密封管体601在密封套壳体501发生周向滑移，并驱使所述活动密封件604定位于密封槽道505一侧，同时在所述密封管体601的滑动过程中，位于第一密封件602和第二密封件603端部的活动密封件604与密封槽道505贴合相接，使得活动密封件604能够贴合密封槽道505进行滑动密封，同时位于活动密封件604末端的液压管路605在输油井管202中石油液体的压强作用下将活动密封件604压紧于密封槽道505一侧，使得所述密封管体601牵拉活动密封件604移动的过程中活动密封件604能够稳定贴合于密封槽道505上，起到良好的隔绝密封作用。

在本实施例中的一种情况中，所述第一密封件602和第二密封件603可采用环形密封圈结构进行密封，也可采用锥形或异型密封结构，只要能够密封隔绝所述第一密封边502和第二密封边503即可，此处不做具体限定。

在本实施例中的一种情况中，所述液压管路605采用单向阀管，确保所述输油井管202中油液压强降低时能够保证活动密封件604稳定不滑移，防止在滑动过程中发生泄漏。

在本实施例中的一种情况中，所述进油管线103在跟随平台主体101发生无规则振动的情况下，周向布设于密封套壳体501内壁上的若干密封槽道505，能够配合活动装配的活动密封件604始终保持贴合状态，确保管线的密封效果。

请参阅图1，在发明的一种优选实施例中，所述连接组件3相对机架构件2的滑动阈值小于所述密封机构6相对封套构件5的滑动阈值。

在本实施例中的一种情况中，所述连接组件3相对机架构件2的滑动阈值，在安全情况下应该小于所述密封机构6相对封套构件5的滑动阈值，且确保所述密封机构6相对封套构件5滑动至极限位置前能够被稳定限位，防止对管路造成损坏。

本发明上述实施例中提供了一种深海石油钻采设备，当所述的机架构件2以及钻采平台1在受到外界因素的干扰，例如海底地震以及洋流扰动时，能够通过装配于钻采平台1和机架构件2之间的连接组件3限位钻采平台1的定向滑动，并且通过装配于进油管线103和输油井管202之间的封套构件5和密封机构6，能够对输油井管202一侧的输油管路进行滑动密封，使位于钻采侧的水下井口管路与钻采平台1之间形成滑动密封结构，能够有效减少因振动引起的局部应力断裂，防止在外界振动干扰下造成钻采设备的故障。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“一侧”、“内”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的深海石油钻采设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“装配”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。