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申请/专利权人：湖南科技大学

摘要：本发明公开了一种海底钻机大容量紧凑型钻管库横躺状态下的转动支撑装置，包括机架、多个弧形支撑架、若干侧向挡管机构以及若干环形围栏，所述多个弧形支撑架固定安装在机架的滑轨上；每个弧形支撑架上分别设有一个分隔盘，弧形支撑架的弧形支撑面与相对应的分隔盘边缘圆弧面接触；环形围栏安装在机架上，环形围栏上设有两个开口，侧向挡管机构固定安装在机架上，对应于环形围栏的一个开口设置，防止钻管从该开口处掉出钻管库，侧向挡管机构朝向钻管库的侧面为弧形面；环形围栏的另一开口允许钻管进出钻管库。本发明结构紧凑，操作方便，其利用弧形支撑架对分隔盘进行转动支撑，有效地解决了由于钻管库弯曲变形而无法旋转的问题。

主权项：1.一种海底钻机大容量紧凑型钻管库横躺状态下的转动支撑装置，其特征是：包括机架、多个弧形支撑架、若干侧向挡管机构以及若干环形围栏，所述多个弧形支撑架固定安装在机架的滑轨上，平行且同轴设置；每个弧形支撑架上分别设有一个分隔盘，弧形支撑架的弧形支撑面与相对应的分隔盘边缘圆弧面接触；分隔盘用于对钻管库及其上存储的钻管形成能够转动的辅助支撑；环形围栏安装在机架上，环形围栏的内径大于钻管库的外径，环形围栏与钻管库同轴，环形围栏上设有两个开口，侧向挡管机构固定安装在机架上，对应于环形围栏的一个开口设置，防止钻管从该开口处掉出钻管库，侧向挡管机构朝向钻管库的侧面为弧形面，侧向挡管机构的弧形面与分隔盘同轴；环形围栏的另一开口允许钻管进出钻管库。

全文数据：海底钻机大容量紧凑型钻管库横躺状态下的转动支撑装置技术领域本发明属于海底钻机技术领域，尤其是涉及一种海底钻机大容量紧凑型钻管库横躺状态下的转动支撑装置。背景技术海底钻机是开展海底矿产资源勘探、海底工程地质勘察及海洋科学研究的重要装备，它通过搭载母船上配备的收放绞车下放至海底，利用调平支腿将海底钻机调整至直立状态后，便可开展海底地层钻探取样作业，并通过不断加接钻管的方式来加大海底地层的钻进深度。当结束海底钻探取样作业后，再利用收放绞车将海底钻机回收至母船甲板上。为满足深层海底地层的钻探取样需求，海底钻机上需配备有钻管库，钻管库内放置有多根粗长钻管（有些钻管长达4-5米），加之海底钻机的其他辅助部件，使得海底钻机的总高度将达到7-8米。为了便于海底钻机的下放和回收，海底钻机的外形尺寸需尽可能小，整体重量也尽可能轻，因此各部件均设计得非常紧凑，钻管库的主轴和主轴两端的轴承都设计得很小，当海底钻机直立在海底时，钻管库处于直立状态，此时钻管库的旋转非常方便。但是，如果海底钻机以直立的方式进行下放和回收，此时海底钻机的高度将远远超出绝大部分搭载母船A型架所允许通过的最大高度，导致海底钻机的下放和回收变得极其困难。同时，受海洋波浪和洋流的作用，母船将产生摇荡运动，要想将如此高的海底钻机直立稳固在母船甲板上也变得非常困难，更为危险的是工作人员在进行钻管装卸时，必须站到海底钻机上，然后将一根根新的钻管放入钻管库或者将装有岩芯样品的钻管从钻管库中取出，其作业安全也将受到极大威胁。为此，将海底钻机以横躺方式进行下放和回收，以及以横躺方式稳固在母船甲板上，以便进行钻管装卸和设备维护变得异常重要。然而，当海底钻机以横躺方式存放（稳固）在母船甲板上，海底钻机上的钻管库也随着变为横躺方式，由于钻管库重量大、长度长，且钻管库的主轴和主轴两端的轴承都设计得很小，当钻管库中装有同样又重又长的钻管后，钻管库变得十分笨重，在钻管库横躺状态下，如不加以辅助支撑装置，极易引起钻管库弯曲变形而无法旋转。同时，钻管库在横躺状态下，如何便利地对钻管库进行钻管装卸也变得十分关键。发明内容为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、操控方便，可以在海底钻机及其钻管库横躺状态下，对钻管库进行转动支撑和保护，且可更加方便地对钻管库进行钻管装卸的海底钻机大容量紧凑型钻管库横躺状态下的转动支撑装置。本发明采用的技术方案是：一种海底钻机大容量紧凑型钻管库横躺状态下的转动支撑装置，包括机架、多个弧形支撑架、若干侧向挡管机构以及若干环形围栏，所述多个弧形支撑架固定安装在机架的滑轨上，平行且同轴设置；每个弧形支撑架上分别设有一个分隔盘，弧形支撑架的弧形支撑面与相对应的分隔盘边缘圆弧面接触；分隔盘用于对钻管库及其上存储的钻管形成能够转动的辅助支撑；环形围栏安装在机架上，环形围栏的内径大于钻管库的外径，环形围栏与钻管库同轴，环形围栏上设有两个开口，侧向挡管机构固定安装在机架上，对应于环形围栏的一个开口设置，防止钻管从该开口处掉出钻管库，侧向挡管机构朝向钻管库的侧面为弧形面，侧向挡管机构的弧形面与分隔盘同轴；环形围栏的另一开口允许钻管进出钻管库。上述的海底钻机大容量紧凑型钻管库横躺状态下的转动支撑装置中，所述弧形支撑架包括底板、纵梁及弧板；底板安装在机架的滑轨上，纵梁安装在底板上，弧板安装在纵梁上；弧板的顶面上设有弧形凹槽，凹槽内设有带润滑机构的多个滚轴或弧形滑块；多个滚轴形成的外切圆或弧形滑块的内弧面对分隔盘外圆面形成滚动支撑或滑动支撑。上述的海底钻机大容量紧凑型钻管库横躺状态下的转动支撑装置中，所述弧板的顶面上安装有弧条，弧条的截面为U形，弧条的凹槽内设有带润滑机构的多个滚轴或弧形滑块。上述的海底钻机大容量紧凑型钻管库横躺状态下的转动支撑装置中，所述弧板与纵梁之间设有支撑力调节机构，支撑力调节机构包括调节板及设置在弧形板上的腰型孔，调节板固定安装在弧板上，垂直于弧形板水平设置；调节板上设有螺栓孔，通过调节螺栓与纵梁顶部连接；所述的纵梁上对应于弧形板上的腰型孔设有螺栓孔，通过紧固螺栓与弧板连接。上述的海底钻机大容量紧凑型钻管库横躺状态下的转动支撑装置中，所述的机架包括上横梁和下横梁，上横梁和下横梁的两端分别通过竖梁连接；所述的侧向挡管机构包括上限位块、短连管、连杆、长连管、连杆弧形挡板及下限位块，所述的上限位块固定在上横梁的底面，所述下限位块固定在下横梁的上端面，上限位块底部与短连管顶部的凹形卡槽连接，短连管底部的螺纹孔与连杆上端的螺杆螺接，连杆下端的螺杆与长连管顶部的螺纹孔螺接，长连管底部凹形卡槽与下限位块顶部连接，弧形挡板固定在长连管上，弧形挡板的一侧面为弧形面，该弧形面与弧条同轴。上述的海底钻机大容量紧凑型钻管库横躺状态下的转动支撑装置中，所述的环形围栏包括两个弧形围栏杆和两个弹性开合门机构；所述的两个弧形围栏杆的背面分别通过一个安装板安装在上横梁和下横梁上，两个弧形围栏杆与钻管库同轴；两个弧形围栏杆形成具有两个开口的环形围栏，一个开口朝向侧向挡管机构，侧向挡管机构能够防止钻管库内的钻管从该开口掉出；另一开口处两个弧形围栏杆上分别设有一个弹性开合门机构，弹性开合门机构包括固定板、挡管弹簧及挡管球，固定板上设有腰型孔，通过螺栓固定在弧形围栏杆端部；所述的挡管球通过挡管弹簧安装在固定板上，挡管弹簧的中心线垂直于固定板设置。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1．本发明结构紧凑，操作方便，其利用弧形支撑架对钻管库带储管槽的圆形分隔盘进行转动支撑，有效地解决了由于钻管库重量大、长度长，钻管库的主轴和主轴两端的轴承都设计小易引起弯曲变形而无法旋转的问题。2．本发明的弧形支撑架的纵梁与弧板之间设有支撑力调节机构，可以根据支撑力大小的需要，通过支撑力调节机构实时调整弧形转动支撑机构对钻管库的支撑力。3．本发明利用侧向挡管机构可以便捷拆卸功能，使得海底钻机及其钻管库在横躺状态下，更加方便地对钻管库进行钻管装卸。4．本发明的环形围栏可以对海底钻机钻管库中的钻管起很好的保护作用。附图说明图1是本发明的结构示意图。图2是本发明的弧形支撑架与分隔盘的安装示意图。图3是本发明在海底钻机上的安装位置示意图。图4是本发明的弧形支撑架实施例1的主视图。图5是本发明的弧形支撑架实施例1的后视图。图6是本发明的弧形支撑架实施例2的结构示意图。图7是本发明的侧向挡管机构的结构示意图。图8是本发明的侧向挡管机构卸开后的结构示意图。图9是本发明的环形围栏的结构示意图。图10是本发明的环形围栏的弹性开合门机构的结构示意图。图中：1-弧形支撑架，101-底板，102-纵梁，103-弧板，104-弧条，105-滚轴，106-腰型孔，107-紧固螺栓，108-调节螺栓，109-调节板，110-弧形滑块，2-侧向挡管机构，201-上限位块，202-短连管，203-连杆，204-长连管，205-弧形挡板，206-下限位块，3-环形围栏，301-上弧形围栏杆，302-弹性开合门机构，30201-固定板，30202-挡管弹簧，30203-挡管球，303-下弧形围栏杆，4-安装板，5-机架，501-上横梁，502-下横梁，503-滑轨，6-钻管库，601-分隔盘，7-安装板。具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步的说明。如图1-3所示，本发明包括机架5、三个弧形支撑架1、三个侧向挡管机构2及三个环形围栏3，这里的弧形支撑架1、侧向挡管机构2及环形围栏3的数量均为三个，但是并不意味着弧形支撑架1、侧向挡管机构2及环形围栏3的数量一定要相同。所述的机架5包括上横梁501和下横梁502，上横梁501和下横梁502的两端分别通过竖梁连接。所述多个弧形支撑架2固定安装在机架5的滑轨503上，平行且同轴设置。每个弧形支撑架2上分别设有一个分隔盘601，弧形支撑架2的弧形支撑面与相对应的分隔盘601边缘圆弧面接触；分隔盘601用于对钻管库及其上存储的钻管形成能够转动的辅助支撑。如图4-6所示，所述弧形支撑架2包括底板101、纵梁102及弧板103；底板101安装在机架的滑轨503上，纵梁102安装在底板101上，弧板103安装在纵梁105上。所述弧板103的顶面上安装有弧条104，弧条104的截面为U形，弧条104的凹槽内设有带润滑机构的多个滚轴105或弧形滑块110；多个滚轴105形成的外切圆或弧形滑块110的内弧面对分隔盘601的外圆面形成滚动支撑或滑动支撑。如图5所示，所述弧板103与纵梁102之间设有支撑力调节机构，所述的支撑力调节机构包括调节板109及设置在弧形板103上的腰型孔106，调节板109固定安装在弧板103上，垂直于弧形板103水平设置。调节板109上设有螺栓孔，通过调节螺栓108与纵梁102的顶部连接。所述的纵梁102上对应于弧形板上的腰型孔106设有螺栓孔，通过紧固螺栓107与弧板103连接。如图3、7、8所示，所述的若干侧向挡管机构2平行于上横梁501和下横梁502的两端的竖梁安装在机架5上，位于两竖梁之间。钻管库6的长度小于两竖梁之间的距离。所述的侧向挡管机构2包括上限位块201、短连管202、连杆203、长连管204、连杆弧形挡板205及下限位块206，所述的上限位块201固定在机架5的上横梁501的底面，所述下限位块206固定在机架5的下横梁502的上端面上。上限位块201底部与短连管202顶部的凹形卡槽连接，短连管202底部的螺纹孔与连杆203上端的螺杆螺接，连杆203下端的螺杆与长连管204顶部的螺纹孔螺接，长连管204底部凹形卡槽与下限位块206顶部连接，弧形挡板205固定在长连管204上，弧形挡板205的一侧面为弧形面，该弧形面与弧条同轴。如图1、3、9、10所示，所述的环形围栏3包括两个弧形围栏杆（分别为上弧形围栏杆301和下弧形围栏杆303）和两个弹性开合门机构302；上弧形围栏杆301和下弧形围栏杆303的背面分别通过安装板4和安装板7安装在机架5的上横梁501和下横梁502上，上弧形围栏杆301和下弧形围栏杆303与钻管库6同轴。上弧形围栏杆301和下弧形围栏杆303形成具有两个开口的环形围栏3，环形围栏3的一个开口朝向侧向挡管机构2，侧向挡管机构2能够防止钻管库6内的钻管从该开口掉出。环形围栏3的另一开口处两个弧形围栏杆上分别设有一个弹性开合门机构302，弹性开合门机构302包括固定板30201、挡管弹簧30202及挡管球30203，固定板30201上设有腰型孔，通过螺栓固定在弧形围栏杆端部。所述的挡管球30203通过挡管弹簧30202安装在固定板30201上，挡管弹簧30202的中心线垂直于固定板30201设置。

权利要求：1.一种海底钻机大容量紧凑型钻管库横躺状态下的转动支撑装置，其特征是：包括机架、多个弧形支撑架、若干侧向挡管机构以及若干环形围栏，所述多个弧形支撑架固定安装在机架的滑轨上，平行且同轴设置；每个弧形支撑架上分别设有一个分隔盘，弧形支撑架的弧形支撑面与相对应的分隔盘边缘圆弧面接触；分隔盘用于对钻管库及其上存储的钻管形成能够转动的辅助支撑；环形围栏安装在机架上，环形围栏的内径大于钻管库的外径，环形围栏与钻管库同轴，环形围栏上设有两个开口，侧向挡管机构固定安装在机架上，对应于环形围栏的一个开口设置，防止钻管从该开口处掉出钻管库，侧向挡管机构朝向钻管库的侧面为弧形面，侧向挡管机构的弧形面与分隔盘同轴；环形围栏的另一开口允许钻管进出钻管库。2.根据权利要求1所述的海底钻机大容量紧凑型钻管库横躺状态下的转动支撑装置，其特征是：所述弧形支撑架包括底板、纵梁及弧板；底板安装在机架的滑轨上，纵梁安装在底板上，弧板安装在纵梁上；弧板的顶面上设有弧形凹槽，凹槽内设有带润滑机构的多个滚轴或弧形滑块；多个滚轴形成的外切圆或弧形滑块的内弧面对分隔盘外圆面形成滚动支撑或滑动支撑。3.根据权利要求2所述的海底钻机大容量紧凑型钻管库横躺状态下的转动支撑装置，其特征是：所述弧板的顶面上安装有弧条，弧条的截面为U形，弧条的凹槽内设有带润滑机构的多个滚轴或弧形滑块。4.根据权利要求2所述的海底钻机大容量紧凑型钻管库横躺状态下的转动支撑装置，其特征是：所述弧板与纵梁之间设有支撑力调节机构，支撑力调节机构包括调节板及设置在弧形板上的腰型孔，调节板固定安装在弧板上，垂直于弧形板水平设置；调节板上设有螺栓孔，通过调节螺栓与纵梁顶部连接；所述的纵梁上对应于弧形板上的腰型孔设有螺栓孔，通过紧固螺栓与弧板连接。5.根据权利要求1所述的海底钻机大容量紧凑型钻管库横躺状态下的转动支撑装置，其特征是：所述的机架包括上横梁和下横梁，上横梁和下横梁的两端分别通过竖梁连接；所述的侧向挡管机构包括上限位块、短连管、连杆、长连管、连杆弧形挡板及下限位块，所述的上限位块固定在上横梁的底面，所述下限位块固定在下横梁的上端面，上限位块底部与短连管顶部的凹形卡槽连接，短连管底部的螺纹孔与连杆上端的螺杆螺接，连杆下端的螺杆与长连管顶部的螺纹孔螺接，长连管底部凹形卡槽与下限位块顶部连接，弧形挡板固定在长连管上，弧形挡板的一侧面为弧形面，该弧形面与弧条同轴。6.根据权利要求5所述的海底钻机大容量紧凑型钻管库横躺状态下的转动支撑装置，其特征是：所述的环形围栏包括两个弧形围栏杆和两个弹性开合门机构；所述的两个弧形围栏杆的背面分别通过一个安装板安装在上横梁和下横梁上，两个弧形围栏杆与钻管库同轴；两个弧形围栏杆形成具有两个开口的环形围栏，一个开口朝向侧向挡管机构，侧向挡管机构能够防止钻管库内的钻管从该开口掉出；另一开口处两个弧形围栏杆上分别设有一个弹性开合门机构，弹性开合门机构包括固定板、挡管弹簧及挡管球，固定板上设有腰型孔，通过螺栓固定在弧形围栏杆端部；所述的挡管球通过挡管弹簧安装在固定板上，挡管弹簧的中心线垂直于固定板设置。

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