專利名稱：鉆井平臺(tái)升降塔的機(jī)加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海洋鉆井設(shè)備，特別是涉及一種鉆井平臺(tái)升降塔的機(jī)加工方法。
背景技術(shù)：
鉆井船用于海上石油和天然氣勘探、開(kāi)采工程作業(yè)的鉆井裝置。例如海洋石油 936，適合于世界范圍內(nèi)15 91.4米水深以內(nèi)各種海域環(huán)境條件下的鉆井作業(yè)。該鉆井船 具有較強(qiáng)的海上作業(yè)能力，最大作業(yè)水深91. 4米時(shí)最大鉆井可變載荷為3500噸，最大鉆井 作業(yè)深度可達(dá)到9144米。 該鉆井船的自升式鉆井平臺(tái)配備54套升降裝置，每套升降裝置包括小齒輪、變速 箱、電機(jī)和剎車裝置等。升降裝置將負(fù)責(zé)提升整船的重量于某一高度上以克服海面的風(fēng)、 波、浪、流對(duì)船體的影響，所以要求升降裝置具有較強(qiáng)的升降能力。決定升降裝置能否正常 工作的一個(gè)關(guān)鍵因素就是升降裝置的支撐構(gòu)件，簡(jiǎn)稱升降塔，其精度必須滿足基本設(shè)計(jì)方 的要求。 升降裝置提供升降動(dòng)力，使得整個(gè)平臺(tái)沿著樁腿上下升降，每個(gè)樁腿有三個(gè)升降 塔，每個(gè)升降塔配置有3套升降單元，每套升降單元由一個(gè)電機(jī)/減速箱帶動(dòng)一個(gè)主動(dòng)輪， 再通過(guò)過(guò)渡輪，帶動(dòng)從動(dòng)輪使得主動(dòng)輪與從動(dòng)輪對(duì)稱轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)輪和從動(dòng)輪各帶有一個(gè)升 降齒輪，進(jìn)而使3套升降單元的6個(gè)升降齒輪在樁腿的齒條上進(jìn)行升降。為了使各升降齒 輪能夠達(dá)到基本設(shè)計(jì)指定的受力狀況，對(duì)于升降塔的機(jī)加工精度要求就非常高。
該升降裝置的機(jī)加工難點(diǎn) 1.對(duì)于該升降裝置的主動(dòng)輪與從動(dòng)輪，因每個(gè)輪有3個(gè)受力圓環(huán)落在升降塔的3
個(gè)支撐圓孔a、 b、 c上，這就要求升降塔的這3個(gè)支撐圓孔a、 b、 c必須是同心的。 2.因?yàn)橹鲃?dòng)輪是通過(guò)過(guò)渡輪帶動(dòng)從動(dòng)輪，那么主動(dòng)輪與從動(dòng)輪、主動(dòng)輪與過(guò)渡輪、
過(guò)渡輪與從動(dòng)輪的中心距必須得到保證。 3.每個(gè)升降塔對(duì)應(yīng)的3套升降單元共同受力使得船體在樁腿齒條上進(jìn)行升降，由
于齒條的齒距是一樣的，那么該3套升降單元之間的間距必須得到保證。 由于升降塔的體積龐大，尺寸達(dá)4620mm(寬)x4754mm(高)，對(duì)機(jī)加工機(jī)床的能力
提出很大的要求，能夠一次性對(duì)3個(gè)主動(dòng)輪/從動(dòng)輪的9個(gè)同心支撐圓孔以及過(guò)渡輪進(jìn)行
機(jī)加工的廠家非常少，很多船廠現(xiàn)有的機(jī)床的銑刀的高度不能滿足整個(gè)升降塔一次性機(jī)加工。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的就是針對(duì)現(xiàn)有設(shè)備能力的不足，提供一種鉆井平臺(tái)升降塔的機(jī)
加工方法，可利用只能一次性加工較小尺寸的機(jī)床加工大體積的升降塔。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 —種鉆井平臺(tái)升降塔的機(jī)加工方法，所述升降塔沿其高度方向并列排布有多組主 動(dòng)輪系列支撐圓孔、過(guò)渡輪系列支撐圓孔和從動(dòng)輪系列支撐圓孔，所述機(jī)加工方法包括以下步驟 a.在所述升降塔相對(duì)機(jī)床呈臥式的情形下，根據(jù)同一系列的圓孔之間要求的間距 尺寸對(duì)第一加工表面進(jìn)行銑加工，所述第一加工表面包括從/主動(dòng)輪支撐圓孔的全部端面 和主/從動(dòng)輪支撐圓孔的部分端面； b.將所述升降塔旋轉(zhuǎn)180度調(diào)頭，在機(jī)床同樣的銑加工范圍內(nèi)對(duì)主/從動(dòng)輪支撐 圓孔的未加工端面進(jìn)行銑加工，以獲得基準(zhǔn)平面； c.以所述基準(zhǔn)平面為基準(zhǔn)，畫(huà)出用于對(duì)多組系列支撐圓孔進(jìn)行符合精度要求的鏜 孔加工的標(biāo)記； d.在所述升降塔相對(duì)機(jī)床呈立式的情形下，依據(jù)所述標(biāo)記，對(duì)部分組的主動(dòng)輪系
列支撐圓孔、過(guò)渡輪系列支撐圓孔和從動(dòng)輪系列支撐圓孔進(jìn)行鏜孔加工；禾口 e.將所述升降塔旋轉(zhuǎn)180度調(diào)頭，在機(jī)床同樣的鏜孔加工范圍內(nèi)對(duì)剩余部分組的
主動(dòng)輪系列支撐圓孔、過(guò)渡輪系列支撐圓孔和從動(dòng)輪系列支撐圓孔進(jìn)行鏜孔加工。 優(yōu)選地，步驟d和步驟e包括 先加工過(guò)渡輪系列支撐圓孔，然后定位基準(zhǔn)孔，再利用所述基準(zhǔn)孔并根據(jù)與過(guò)渡 輪系列支撐圓孔之間的圓心距的精度要求，依次加工從動(dòng)輪系列支撐圓孔和主動(dòng)輪系列支 撐圓孔；上述加工過(guò)程從最外端的組開(kāi)始依次進(jìn)行，直至完成所述部分組的鏜孔加工。
優(yōu)選地，所述機(jī)加工方法還包括以下步驟 f.采用研磨的方式對(duì)加工部位進(jìn)行微量機(jī)加工以調(diào)整表面精度。
優(yōu)選地，所述升降塔具有三層支撐板，各組中的主動(dòng)輪系列支撐圓孔、過(guò)渡輪系列 支撐圓孔各有3個(gè)支撐圓孔，分別位于其中一層支撐板上，所述過(guò)渡輪系列支撐圓孔有2個(gè) 支撐圓孔，分別位于靠外側(cè)的兩個(gè)支撐板上。 優(yōu)選地，所述多組主動(dòng)輪系列支撐圓孔、過(guò)渡輪系列支撐圓孔和從動(dòng)輪系列支撐 圓孔為3組，步驟d中，所述部分組為2組。
本發(fā)明有益的技術(shù)效果是 根據(jù)本發(fā)明，采用一次性機(jī)加工范圍較小的機(jī)床，首先，在升降塔相對(duì)機(jī)床呈臥式 的情形下，根據(jù)同一系列的支撐圓孔之間要求的間距尺寸對(duì)升降塔上一個(gè)層面的支撐圓孔 進(jìn)行銑加工，完成后將升降塔旋轉(zhuǎn)180度調(diào)頭，則未加工完的支撐圓孔的端面也可在機(jī)床 同樣的銑加工范圍內(nèi)進(jìn)行加工，銑完后就了獲得基準(zhǔn)平面；然后，利用基準(zhǔn)平面畫(huà)出用于鏜 孔加工的標(biāo)記；接下來(lái)，在升降塔相對(duì)機(jī)床呈立式的情形下，先對(duì)升降塔上一個(gè)層面的部分 組的系列支撐圓孔進(jìn)行鏜孔加工，完成后將升降塔旋轉(zhuǎn)180度調(diào)頭，則未加工的組的系列 支撐圓孔也可在機(jī)床同樣的鏜孔加工范圍內(nèi)進(jìn)行加工。這樣，就實(shí)現(xiàn)了用只能一次性加工 較小尺寸的機(jī)床來(lái)加工大體積的升降塔的目的，降低了對(duì)機(jī)加工機(jī)床的要求。


圖1為用來(lái)裝配3套升降裝置的升降塔的立體示意圖； 圖2為升降裝置的主動(dòng)輪、從動(dòng)輪與升降塔的俯視裝配示意圖； 圖3為本發(fā)明機(jī)加工方法一種實(shí)施例的流程圖； 圖4a-4b為本發(fā)明一種實(shí)施例對(duì)升降塔的支撐圓孔的孔端面進(jìn)行銑加工的狀態(tài) 圖5a-5b為本發(fā)明一種實(shí)施例對(duì)升降塔的支撐圓孔進(jìn)行鏜孔加工的狀態(tài)圖。
具體實(shí)施例方式
以下通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。 請(qǐng)參考圖l-2，一種實(shí)施例中的鉆井平臺(tái)升降塔5沿其高度方向(即升降方向)并
列排布有3組主動(dòng)輪系列支撐圓孔1、過(guò)渡輪系列支撐圓孔2和從動(dòng)輪系列支撐圓孔3，每
1組對(duì)應(yīng)1套升降單元，為每1套升降單元設(shè)有3層支撐板(齒輪箱的一部分)，各組支撐
圓孔中的主動(dòng)輪系列支撐圓孔、過(guò)渡輪系列支撐圓孔各有3個(gè)支撐圓孔，分別位于其中1層
支撐板上，過(guò)渡輪系列支撐圓孔有2個(gè)支撐圓孔，分別位于靠外側(cè)的2個(gè)支撐板上。1組系
列支撐圓孔對(duì)應(yīng)于1套升降單元，其中，主動(dòng)輪系列的3個(gè)支撐圓孔用于支撐升降單元中的
主動(dòng)輪1'(由電機(jī) 〃 減速箱4驅(qū)動(dòng))，從動(dòng)輪系列的3個(gè)支撐圓孔用于支撐升降單元中
的從動(dòng)輪3'，過(guò)渡輪輪系列的3個(gè)支撐圓孔用于支撐升降單元中的過(guò)渡輪。 請(qǐng)參考圖3-5b，鉆井平臺(tái)升降塔的機(jī)加工方法包括以下工序 第一、獲得基準(zhǔn)面 該工序包括如下基本步驟 步驟Sl.在升降塔相對(duì)機(jī)床呈臥式的情形下，根據(jù)同一系列的圓孔之間要求的間 距尺寸對(duì)第一加工表面進(jìn)行銑加工，第一加工表面包括從動(dòng)輪支撐圓孔的全部端面和主動(dòng) 輪支撐圓孔的部分端面，或者包括主動(dòng)輪支撐圓孔的全部端面和從動(dòng)輪支撐圓孔的部分端 面。 步驟S2.將升降塔旋轉(zhuǎn)180度調(diào)頭，在機(jī)床同樣的銑加工范圍內(nèi)對(duì)主動(dòng)輪支撐圓 孔或從動(dòng)輪支撐圓孔的未加工端面進(jìn)行銑加工，以獲得基準(zhǔn)平面。 —種實(shí)施例中，呈臥式加工的升降塔分為兩層加工面，下層的第一加工表面覆蓋3 系列從動(dòng)輪支撐圓孔、3系列過(guò)渡輪輪支撐圓孔的整體和3系列主動(dòng)輪支撐圓孔的部分，該 工序優(yōu)選包括以下流程 a.以升降塔齒輪箱腹板為基準(zhǔn)，以設(shè)定的圓孔端面加工量為參照，用經(jīng)緯儀找正。
b.如圖4a所示，粗銑、半精銑下層的1列3系列支撐圓孔的端面，每1系列包括第 一至三個(gè)支撐圓孔a、b、c，優(yōu)選保證第二個(gè)和第三個(gè)支撐圓孔b、c的間距尺寸為578士3(單 位mm，下同)。 c.將上層的1列3系列支撐圓孔按此基準(zhǔn)也加工一部分端面，作為調(diào)頭時(shí)二次找 正的基準(zhǔn)。 d.調(diào)頭升降塔已加工的上下面，移動(dòng)機(jī)床床身以百分表找水平(參考中心軸線)，
找正并加工出整體平面作為基準(zhǔn)面。 第二、畫(huà)線 該工序包括如下基本步驟 步驟S3.以基準(zhǔn)平面為基準(zhǔn)，畫(huà)出用于對(duì)多組系列支撐圓孔進(jìn)行符合精度要求的 鏜孔加工的標(biāo)記。
較優(yōu)地，步驟S3具體包括以下流程 a.以基準(zhǔn)面為基準(zhǔn)，參考鉚焊工序中心線，劃出齒輪箱四周垂直線及每組孔的正 反面"十字線"，做樣銃標(biāo)志，供鏜孔和后續(xù)船臺(tái)合攏定位用。
b.在圓孔端面做出孔的尺寸檢查線，打樣銃報(bào)檢。 第三、鏜孔 該工序包括如下基本步驟 步驟S4.在升降塔相對(duì)機(jī)床呈立式的情形下，依據(jù)標(biāo)記，對(duì)部分組的主動(dòng)輪系列
支撐圓孔、過(guò)渡輪系列支撐圓孔和從動(dòng)輪系列支撐圓孔進(jìn)行鏜孔加工；禾口 步驟S5.將升降塔旋轉(zhuǎn)180度調(diào)頭，在機(jī)床同樣的鏜孔加工范圍內(nèi)對(duì)剩余部分組
的主動(dòng)輪系列支撐圓孔、過(guò)渡輪系列支撐圓孔和從動(dòng)輪系列支撐圓孔進(jìn)行鏜孔加工。 本實(shí)施例中，呈立式加工的升降塔分上、中、下三層加工層，每一層對(duì)應(yīng)一組主動(dòng)
輪系列支撐圓孔、過(guò)渡輪系列支撐圓孔和從動(dòng)輪系列支撐圓孔，該工序優(yōu)選包括以下流
程 a.以已加工平面及各孔中心線、垂直線找正，包括托架與孔中心找正。 b.首先加工下層的過(guò)渡輪系列支撐圓孔，其包括2個(gè)同一尺寸的支撐圓孔，尺寸
例如為0220 ( 0表示直徑)并在其端面加工出280*11的限位槽。 c.將鏜桿、刀盤(pán)放進(jìn)下層的從動(dòng)輪系列支撐圓孔(此時(shí)為毛孔)內(nèi)，機(jī)床按歸圓線
找正并裝好刀桿，鏜第一個(gè)從動(dòng)輪支撐圓孔至要求尺寸，例如01438.92至0144OH1O，保 證與過(guò)渡輪支撐圓孔的圓心距936±0. 7mm的公差，再鏜第二、三個(gè)從動(dòng)輪支撐圓孔，尺寸 例如為097OH8、 0440H8，一系列三孔一刀成型后報(bào)檢。d.將機(jī)床移開(kāi)，抽出刀桿，放進(jìn)旁邊的主動(dòng)輪系列毛孔內(nèi)，機(jī)床歸到已鏜好的孔
位，用百分表找正，再用機(jī)床自身數(shù)顯表并參考?xì)w圓孔線，移位到孔中心內(nèi)。e.找正后，鏜第一個(gè)主動(dòng)輪支撐圓孔至要求尺寸，例如01168.92至0117OH10，
保證與過(guò)渡輪支撐圓孔的圓心距803. 4±0. 7mm公差，再鏜第二、三個(gè)主動(dòng)輪支撐圓孔，尺
寸例如為097OH8、 0440H8，一系列三孔一刀成型后報(bào)檢。f.下層三孔一組加工后，提升托架調(diào)至中層孔與立軸中心，加工工序同上。 g.部分組即中、下層的6個(gè)孔鏜完報(bào)檢合格后，工件調(diào)頭，鏜上層的即剩余部分組
的孔。裝夾、加工工序同上。 h.整體鏜孔合格后，在平面上，以齒輪法蘭為準(zhǔn)配鉆孔、攻絲。 優(yōu)選地，對(duì)每組的第三個(gè)主、從動(dòng)輪支撐圓孔a的孔反面(需加工面)采用鏜排拉 面方法加工成型。 可以進(jìn)一步采用研磨的方式進(jìn)行微量機(jī)加工調(diào)整表面精度，從而達(dá)到高精度設(shè)計(jì) 要求。 在經(jīng)過(guò)大量的數(shù)據(jù)核實(shí)，鏜孔后三套升降單元之間的距離可以給與士2mm的誤 差，這是因?yàn)槊刻咨档碾姍C(jī)均有預(yù)緊功能，而且三套電機(jī)可以獨(dú)立成系統(tǒng)，再者，樁腿齒 條的齒距誤差也為士2mm。 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種鉆井平臺(tái)升降塔的機(jī)加工方法，所述升降塔沿其高度方向并列排布有多組主動(dòng)輪系列支撐圓孔、過(guò)渡輪系列支撐圓孔和從動(dòng)輪系列支撐圓孔，其特征在于，所述機(jī)加工方法包括以下步驟a.在所述升降塔相對(duì)機(jī)床呈臥式的情形下，根據(jù)同一系列的圓孔之間要求的間距尺寸對(duì)第一加工表面進(jìn)行銑加工，所述第一加工表面包括從/主動(dòng)輪支撐圓孔的全部端面和主/從動(dòng)輪支撐圓孔的部分端面；b.將所述升降塔旋轉(zhuǎn)180度調(diào)頭，在機(jī)床同樣的銑加工范圍內(nèi)對(duì)主/從動(dòng)輪支撐圓孔的未加工端面進(jìn)行銑加工，以獲得基準(zhǔn)平面；c.以所述基準(zhǔn)平面為基準(zhǔn)，畫(huà)出用于對(duì)多組系列支撐圓孔進(jìn)行符合精度要求的鏜孔加工的標(biāo)記；d.在所述升降塔相對(duì)機(jī)床呈立式的情形下，依據(jù)所述標(biāo)記，對(duì)部分組的主動(dòng)輪系列支撐圓孔、過(guò)渡輪系列支撐圓孔和從動(dòng)輪系列支撐圓孔進(jìn)行鏜孔加工；e.將所述升降塔旋轉(zhuǎn)180度調(diào)頭，在機(jī)床同樣的鏜孔加工范圍內(nèi)對(duì)剩余部分組的主動(dòng)輪系列支撐圓孔、過(guò)渡輪系列支撐圓孔和從動(dòng)輪系列支撐圓孔進(jìn)行鏜孔加工。
2. 如權(quán)利要求1所述的機(jī)加工方法，其特征在于，步驟d和步驟e包括 先加工過(guò)渡輪系列支撐圓孔，然后定位基準(zhǔn)孔，再利用所述基準(zhǔn)孔并根據(jù)與過(guò)渡輪系列支撐圓孔之間的圓心距的精度要求，依次加工從動(dòng)輪系列支撐圓孔和主動(dòng)輪系列支撐圓 孔；上述加工過(guò)程從最外端的組開(kāi)始依次進(jìn)行，直至完成所述部分組的鏜孔加工。
3. 如權(quán)利要求1所述的機(jī)加工方法，其特征在于，所述機(jī)加工方法還包括以下步驟f. 采用研磨的方式對(duì)加工部位進(jìn)行微量機(jī)加工以調(diào)整表面精度。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的機(jī)加工方法，其特征在于，所述升降塔具有三層支 撐板，各組中的主動(dòng)輪系列支撐圓孔、過(guò)渡輪系列支撐圓孔各有3個(gè)支撐圓孔，分別位于其 中一層支撐板上，所述過(guò)渡輪系列支撐圓孔有2個(gè)支撐圓孔，分別位于靠外側(cè)的兩個(gè)支撐 板上。
5. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的機(jī)加工方法，其特征在于，所述多組主動(dòng)輪系列支 撐圓孔、過(guò)渡輪系列支撐圓孔和從動(dòng)輪系列支撐圓孔為3組，步驟d中，所述部分組為2組。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了鉆井平臺(tái)升降塔的機(jī)加工方法，包括在升降塔相對(duì)機(jī)床呈臥式的情形下，先對(duì)升降塔上一個(gè)基準(zhǔn)層面的支撐圓孔端面進(jìn)行銑加工，完成后將升降塔旋轉(zhuǎn)180度調(diào)頭，再在機(jī)床同樣的銑加工范圍內(nèi)對(duì)未加工完的支撐圓孔的端面進(jìn)行加工，獲得基準(zhǔn)平面；然后，利用基準(zhǔn)平面畫(huà)出用于鏜孔加工的標(biāo)記；接下來(lái)，在升降塔相對(duì)機(jī)床呈立式的情形下，先對(duì)升降塔上一個(gè)層面的部分組的系列支撐圓孔進(jìn)行鏜孔加工，完成后將升降塔旋轉(zhuǎn)180度調(diào)頭，再在機(jī)床同樣的鏜孔加工范圍內(nèi)對(duì)未加工的組的系列支撐圓孔進(jìn)行鏜孔加工。這樣，就實(shí)現(xiàn)了用只能一次性加工較小尺寸的機(jī)床來(lái)加工大體積的升降塔的目的，降低了對(duì)機(jī)加工機(jī)床的要求。
文檔編號(hào)B23P15/00GK101780626SQ201010042758
公開(kāi)日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者劉建成, 孫儉孚 申請(qǐng)人:招商局重工(深圳)有限公司