悬臂梁及钻井平台制造技术

本发明专利技术公开了一种悬臂梁，其特征在于，包括至少一个第一柱体；所述第一柱体包括第一纤维增强材料层。本发明专利技术的悬臂梁，充分利用了纤维增强材料的可设计性和疲劳性等性能，使其具有优异的抗弯曲变形、抗扭转变形的能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种悬臂梁及使用了该种悬臂梁的钻井平台。
技术介绍
在海洋工程、桥梁工程、或者其他对结构重量有苛刻要求的领域，对结构不仅有一定的重量指标要求，还有更高的技术指标要求，如刚度、强度等，具体的有抗弯刚度、抗弯强度、抗拉刚度、抗拉强度、抗压刚度、抗压强度、抗冲击刚度、抗冲击强度等。如果结构部件由全金属材料制得，要使结构达到一定的技术指标要求，该结构不仅体积庞大，而且重量很大。以悬臂梁为例，如果是全金属悬臂梁，要想使其具有更高的技术指标，即需要增大悬臂梁的尺寸，从而增加了悬臂梁自身的重量及其所占用的空间，这不仅会对结构中其他部件的空间布置造成困难，还会使整个产品背上沉重的重量负担，降低了结构承载其他物体的承载能力。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种悬臂梁。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：悬臂梁，其特征在于，包括至少一个第一柱体；所述第一柱体包括第一纤维增强材料层。优选地是，所述第一纤维增强层为第一纤维增强材料线或第一纤维增强材料带缠绕后加热固化形成。优选地是，所述第一纤维材料层的外部还包覆有第二纤维增强材料层。优选地是，所述第二纤维增强材料层为第二纤维增强材料线或第二纤维增强材料带缠绕所述第一纤维材料层的外表面后加热固化形成。优选地是，所述第一柱体设有第一通孔；所述第一通孔沿所述第一柱体的轴向延伸。优选地是，还包括多个支撑条；所述支撑条沿垂直于所述第一柱体轴向的方向延伸，设置在所述第一通孔的内表面上或所述第一通孔的开口处，所述支撑条呈T型、L型、I型、U型或口字型，支撑条可由钢或复合材料制得。所述支撑条用以提供支撑。优选地是，所述第一柱体的个数为至少两个；所有所述第一柱体轴向相互平行地排列；第三纤维增强材料线或第三纤维增强材料带依次缠绕所有所述第一柱体后加热固化形成第三纤维增强材料层，，所述第三纤维增强材料层包覆在所有所述第一主体之外。第三纤维增强材料层将所有所述第一柱体连接在一起。优选地是，所述第一纤维材料层和所述第二纤维增强材料层之间、所述第三纤维增强材料层和所述第一柱体之间、以及相邻的两个所述柱体之间中的一处或任意几处设有填充材料层。优选地是，所述填充材料层由格栅结构材料、蜂窝结构材料、波浪结构材料和泡沫结构材料中的一种或任意几种组成；所述格栅结构材料上的孔或所述蜂窝结构材料上的孔沿垂直于所述第一柱体轴向的方向延伸。填充材料层由高分子材料制得。优选地是，所述填充材料层由至少一层格栅板或至少一层蜂窝板组成。优选地是，所述填充材料层由至少两层格栅板、至少两层蜂窝板、或者至少一层格栅板和至少一层蜂窝板沿垂直于所述第一柱体轴向的方向依次叠加形成；其中任一格栅板或蜂窝板上的孔与相邻的格栅板或蜂窝板上的孔非同轴设置。优选地是，所述填充材料层由至少一层泡沫塑料板组成；所述泡沫板内设有加强件。加强件由钢或复合材料制得。优选地是，所述第一柱体为棱柱；当所述第一柱体的数量为至少两个时，第三纤维增强材料层包覆所有第一柱体，形成第二柱体，第二柱体为棱柱。优选地是，所述棱柱为长方体或正方体。优选地是，还包括至少一个钢板；所述钢板覆盖所述第一柱体的外表面或所述第二柱体的外表面。优选地是，所述钢板的数量为至少两个；其中两个所述钢板上设有卡槽；所述第一柱体上沿垂直于所述第一柱体轴向的方向的两端分别插入其中一个所述钢板的卡槽内；所述卡槽限制所述第一柱体沿垂直于轴向的方向移动；或者，所述第二柱体上沿垂直于轴向的方向的两端分别插入其中一个所述第一钢板的卡槽内；所述卡槽限制所述第二柱体沿垂直于轴向的方向移动。优选地是，所述钢板的数量为至少两个；其中两个所述钢板分别覆盖在所述第一柱体或所述第二柱体上沿垂直于轴向的方向的两个面上；所述两个钢板上设有滑片或滑槽；所述滑片或所述滑槽沿所述第一柱体的轴向延伸；所述滑片或所述滑槽与待安装所述悬臂梁的设备上的滑槽或滑片相配合，使所述悬臂梁可滑动地设置在该设备上。优选地是，所述第一纤维增强材料层为第一纤维增强树脂层；所述第一纤维增强层包括第一纤维和第一树脂；所述第二纤维增强材料层为第二纤维增强树脂层；所述第二纤维增强层包括第二纤维和第二树脂；所述第三纤维增强材料层为第三纤维增强树脂层；所述第三纤维增强层包括第三纤维和第三树脂；所述第一纤维、所述第二纤维和所述第三纤维相同或不同；所述第一纤维、第二纤维和第三纤维相同或不同选自玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、硼纤维、石棉纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或任意几种；所述第一树脂、所述第二树脂和所述第三树脂相同或不同；所述第一树脂、所述第二树脂和所述第三树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂中的一种或任意几种。本专利技术的另一个目的是提供一种钻井平台。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：钻井平台；其特征在于，包括：上述悬臂梁；所述悬臂梁设有第二通孔；所述第二通孔沿垂直于所述第一柱体轴向的方向贯穿所述悬臂梁；钻具；所述钻具可移动地设置在所述悬臂梁上；所述钻具可穿过所述第二通孔地设置；所述钻具移动后穿过所述第二通孔进行钻井作业。优选地是，还包括滑轨；所述滑轨自所述悬臂梁向所述悬臂梁以外区域延伸；所述钻具设置在所述滑轨上，且可沿所述滑轨移动。本专利技术的另一个目的是提供另一种钻井平台。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：钻井平台，其特征在于，包括：至少两个上述悬臂梁；所述至少两个悬臂梁间隔设置；滑轨；所述滑轨的两端分别与任意两个所述悬臂梁连接；钻具；所述钻具设置在所述滑轨上，且可沿所述滑轨移动。本专利技术的悬臂梁，充分利用了纤维增强材料的可设计性和疲劳性等性能，使其具有优异的抗弯曲变形、抗扭转变形的能力。第一纤维增强树脂层12为碳纤维增强树脂层时，其抗冲击性差，易受外界环境的影响，因此在碳纤维增强树脂层的外表面再设置玻璃纤维增强树脂层，可以增强悬臂梁的抗冲击性。同时，第二纤维选用玻璃纤维，可增强悬臂梁的耐腐蚀性能，起到保护作用，延长悬臂梁的使用寿命，扩大悬臂梁的应用范围。与全金属悬臂梁相比，在达到相同的各项力学指标的情况下，本专利技术的悬臂梁具有明显的重量优势、体积优势和更高的安全系数，可减轻50％的重量。这也就意味着，与全金属悬臂梁相比，在达到相同的各项力学指标的情况下，本专利技术的悬臂梁的重量更轻，可提高安装悬臂梁的设备承载本文档来自技高网...

【技术保护点】
悬臂梁，其特征在于，包括至少一个第一柱体；所述第一柱体包括第一纤维增强材料层。

【技术特征摘要】
1.悬臂梁，其特征在于，包括至少一个第一柱体；所述第一柱体包括第一纤维增强材料层。
2.根据权利要求1所述的悬臂梁，其特征在于，所述第一纤维增强层为第一纤维增强材料
线或第一纤维增强材料带缠绕后加热固化形成。
3.根据权利要求1所述的悬臂梁，其特征在于，所述第一纤维材料层的外部还包覆有第二
纤维增强材料层。
4.根据权利要求3所述的悬臂梁，其特征在于，所述第二纤维增强材料层为第二纤维增强
材料线或第二纤维增强材料带缠绕所述第一纤维材料层的外表面后加热固化形成。
5.根据权利要求1所述的悬臂梁，其特征在于，所述第一柱体设有第一通孔；所述第一通
孔沿所述第一柱体的轴向延伸。
6.根据权利要求5所述的悬臂梁，其特征在于，还包括多个支撑条；所述支撑条沿垂直于
所述第一柱体轴向的方向设置，设置在所述第一通孔的内表面上或所述第一通孔的开口
处；所述支撑条呈T型、L型、I型、U型或口字型。
7.根据权利要求1所述的悬臂梁，其特征在于，所述第一柱体的个数为至少两个；所有所
述第一柱体轴向相互平行地排列；第三纤维增强材料线或第三纤维增强材料带依次缠绕
所有所述第一柱体后加热固化形成第三纤维增强材料层，所述第三纤维增强材料层包覆
在所有所述第一主体之外。
8.根据权利要求3或7所述的悬臂梁，其特征在于，所述第一纤维材料层和所述第二纤维
增强材料层之间、所述第三纤维增强材料层和所述第一柱体之间、以及相邻的两个所述
柱体之间中的一处或任意几处设有填充材料层。
9.根据权利要求8所述的悬臂梁，其特征在于，所述填充材料层由格栅结构材料、蜂窝结
构材料、波浪结构材料和泡沫结构材料中的一种或任意几种组成；所述格栅结构材料上
的孔或所述蜂窝结构材料上的孔沿垂直于所述第一柱体轴向的方向延伸。
10.根据权利要求8所述的悬臂梁，其特征在于，所述填充材料层由至少一层格栅板或至少
一层蜂窝板组成。
11.根据权利要求10所述的悬臂梁，其特征在于，所述填充材料层由至少两层格栅板、至少
两层蜂窝板、或者至少一层格栅板和至少一层蜂窝板沿垂直于所述第一柱体轴向的方向
依次叠加形成；其中任一格栅板或蜂窝板上的孔与相邻的格栅板或蜂窝板上的孔非同轴
设置。
12.根据权利要求8所述的悬臂梁，其特征在于，所述填充材料层由至少一层泡沫塑料板组
成；所述泡沫板内设有加强件。
13.根据权利要求7所述的悬臂梁，其特征在于，所述第一柱体为棱柱；当所述第一柱体的
数量为至少两个时，第三纤维增强材料层包覆所有第一柱体，形成第二柱体，第二柱体
为棱柱。
14.根据权利要求13所述的悬臂梁，其特征在于，所述棱柱为长方体或正方体。
15.根据权利要求14所述的悬臂梁，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：康艳祥，高志龙，俞麒峰，
申请(专利权)人：上海云逸民用航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31