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浮式钻井采油平台隔水管张紧器的设计与分析

梁宏友  
【摘要】:我国在深海或超深海的石油钻采技术还不成熟,为保护我国南海的油气资源,必须尽快缩小与世界先进技术的差距,使我国真正成为世界强国。钢丝绳隔水管张紧器安装在浮式钻井平台的采油装置上,目的是使隔水管系统保持一个基本恒定的垂直的张紧力。当浮式钻井平台的采油装置随着波浪和风起伏摇摆时,钢丝绳隔水管张紧器就会起到预紧弹簧的作用,保持恒定的张紧力。 论文通过对国外隔水管张紧器结构及原理的分析研究,结合我国海洋工程装备的实际现状,以及我国现有的生产水平,设计了隔水管张紧器系统,推动我国海洋工程装备的发展。该系统采用气液缸和复合滑轮组结构,由滑轮组机构将气液缸的行程放大4倍;以高压压缩气体作为张紧器的传动介质,形成气压弹簧,提供垂直张紧力,该方式能减少蓄能器密封环节的摩擦阻力和油液在运动中产生的粘滞阻力。 论文所设计的钢丝绳隔水管张紧器主要由以下几部分组成:空气压力容器、液气蓄能器、张紧液压缸、滑轮组、低压油气罐、管线和控制装置等,在论文中对这些构件分别进行了详细的研究设计。 论文运用ANSYS Workbench力学软件对滑轮、支撑架等关键零部件进行了相应的力学分析,并且利用ANSYS Workbench的收敛分析对结果进行了验证计算,从而保证了钢丝绳隔水管张紧器工作的可靠性。论文对滑轮及滑轮轴进行了力学分析与计算,对钢丝绳隔水管张紧器的液压系统进行了分析与设计,结合张紧器的理论动作曲线及实际特性曲线,为张紧器的工程化设计提供理论依据


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