海洋钻井平台折臂式抓管机设计与试验研究

折臂式抓管机是管柱处理系统中的关键设备,属于自动化、智能化高端装备产品,其技术长期被欧、美等发达国家所垄断。鉴于此,对海洋钻井平台管柱堆场折臂式抓管机进行了结构设计和性能试验。以具有夹持、压紧、调平和旋转功能的吊爪为夹具,以基座式安装的折臂吊为载体,在折臂吊末端通过插销悬挂吊爪,通过遥控实现管柱机械化吊运。试验结果满足管柱吊运机械化及运动平稳的要求,效率与人工相当。设计的折臂式抓管机性能与国外同类设备相当,可推广到海洋钻井平台上进一步进行工业性试验研究。研究方法可为类似设备的研制提供设计和试验思路。

基于UG和ADAMS的浮式平台抓管机吊爪摆动分析

国产折臂式抓管机在厂内试验过程中吊爪有较大幅度的摆动,尤其是操作不熟练的人员更为明显,如果在浮式钻井平台上摆动可能会更大。通过三维建模软件UG分别对抓管机和海况进行建模,用ADAMS分别对折臂式抓管机安装在固定钻井平台和浮式钻井平台时自由悬垂式吊爪操作过程进行运动仿真。分析结果表明:吊爪摆动的主要因素是启停快慢和操作人员的熟练程度,而海况影响相对较小;抓管机操作启动越快,吊爪开始时摆幅越明显;经过2~3次振荡后,摆幅有所下降;抓管机操作启动越慢,吊爪操作时摆幅明显变小;空载时吊爪的摆动频率明显高于带载。所得结论可为抓管机吊爪的改进设计、操作使用和模拟海试提供依据。