CN103527146A - 一种用于浮式钻井平台上的螺杆泵排液井口操作台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于浮式钻井平台上的螺杆泵排液井口操作台,所述井口操作台安装在浮式钻井平台上的测试管柱的正上方,包括固定底座和与所述固定底座相连的操作台面,所述固定底座固定于所述浮式钻井平台上;所述操作台面上设有用于供抽油杆通过的中心孔,所述中心孔设置在所述测试管柱的正上方,所述操作台面上设有用于固定下入至所述测试管柱中的抽油杆的卡瓦。该发明可实现在浮式钻井平台上起出/下入抽油杆时可顺利卸扣/对扣,从而将螺杆泵排液技术应用于浮式钻井平台。
Description
技术领域
本发明涉及海上油田井下作业领域,尤其涉及一种用于浮式钻井平台上的螺杆泵排液井口操作台。
背景技术
泵抽采油法是指在油井中下入抽油泵,将油藏中产出的液体泵送到地面的方法。螺杆泵排液技术是近几年迅速发展起来的泵抽采油方式,在稠油和出砂采油井中应用广泛,当前螺杆泵排液技术主要应用于陆地或自升式钻井平台,但不能应用于浮式钻井平台,其原因在于浮式钻井平台在海上具有升沉的特点,无法完全静止,此时使用螺杆泵排液技术,在起出/下入抽油杆时,测试管柱中的抽油杆与顶驱所吊的抽油杆呈相对运动状态,起出/下入抽油杆时无法准确对扣,使得无法顺利连接抽油杆,而且可能导致严重的安全问题。目前,国内外均没有相关设备能有效克服浮式钻井平台的升沉而顺利起出/下入抽油杆的装置,使得多年来一起无法将螺杆泵排液技术应用于浮式钻井平台上。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对浮式钻井平台上的升沉使得起出/下入抽油杆时无法顺利卸扣/对扣,从而导致螺杆泵排液技术无法应用于浮式钻井平台,提供一种用于保证起出/下入抽油杆时,管柱中的抽油杆与顶驱所吊的抽油杆能卸扣/对扣的用于浮式钻井平台上的螺杆泵排液井口操作台。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用于浮式钻井平台上的螺杆泵排液井口操作台,所述井口操作台安装在浮式钻井平台上的测试管柱的正上方,包括固定底座和与所述固定底座相连的操作台面,所述固定底座固定于所述浮式钻井平台上;所述操作台面上设有用于供抽油杆通过的中心孔,所述中心孔设置在所述测试管柱的正上方,所述操作台面上设有用于固定下入至所述测试管柱中的抽油杆的卡瓦。
优选的,所述固定底座与所述操作台面之间还设有用于控制所述操作台面相对于所述固定底座升降的升降系统。
优选的,所述井口操作台可拆卸地安装于所述浮式钻井平台上,并包括第一操作台单元和与所述第一操作台单元可拆卸地拼接的第二操作台单元;所述第一操作台单元包括与所述浮式钻井平台可拆卸地连接的第一固定底座、第一操作台面以及连接于所述第一固定底座和所述第一操作台面之间以控制所述第一操作台面相对于所述第一固定底座升降的第一升降系统;所述第二操作台单元包括与所述浮式钻井平台可拆卸地连接的第二固定底座、第二操作台面以及连接于所述第二固定底座和所述第二操作台面之间以控制所述第二操作台面相对于所述第二固定底座升降的第二升降系统;所述第一操作台面与所述第二操作台面一道界定出所述中心孔。
优选的,所述第一升降系统包括用于实现所述第一操作台面相对于所述第一固定底座升降的若干第一直立液压缸,所述第二升降系统包括用于实现所述第二操作台面相对于所述第二固定底座升降的若干第二直立液压缸。
优选的,所述第一升降系统包括通过铰链相连的用于支撑所述第一操作台面的若干第一斜拉支架以及与若干第一斜拉支架相连以控制所述若干第一斜拉支架伸缩的第一斜拉液压缸;所述第二升降系统包括通过铰链相连的用于支撑所述第二操作台面的若干第二斜拉支架以及与若干第二斜拉支架相连以控制所述若干第二斜拉支架伸缩的第二斜拉液压缸。
优选的,所述第一固定底座上设有用于调整所述第一操作台面高度的第一微调支脚;所述第二固定底座上设有用于调整所述第二操作台面高度的第二微调支脚。
优选的,所述井口操作台包括第一连接件和/或第二连接件;所述第一连接件一端铰接于所述第一操作台面和所述第二操作台面二者之一上,另一端可分离地连接于所述第一操作台面和所述第二操作台面二者之另一上;所述第二连接件一端铰接于所述第一固定底座和所述第二固定底座二者之一上,另一端可分离地连接于所述第一固定底座和所述第二固定底座二者之另一上。
优选的,所述第一操作台单元和所述第二操作台单元二者之一上朝向所述第一操作台单元和所述第二操作台单元二者之另一延伸出一个限位件,以使所述第一操作台单元和所述第二操作台单元对齐。
优选的,该井口操作台包括扣板,该扣板的两相对侧分别向下弯折延伸出两个扣脚;所述第一操作台单元和所述第二操作台单元的上表面分别下凹形成有两个扣槽,以分别供所述两个扣脚嵌置于其中。
优选的,所述井口操作台还包括设置在操作台面上的支撑台,所述卡瓦设置于所述支撑台顶部。
本发明与现有技术相比具有如下优点:本发明实施过程中,将井口操作台固定于浮式钻井平台上,利用井口操作台上的卡瓦将通过中心孔的已下入至测试管柱的抽油杆固定,中心孔设置在测试管柱的正上方,使得在浮式钻井平台上起出/下入抽油杆时可以顺利卸扣/对扣,使得螺杆泵排液技术可应用于浮式钻井平台。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是本发明浮式钻井平台螺杆泵排液井口操作台的结构示意图。
图2是本发明浮式钻井平台螺杆泵排液井口操作台的主视图。
图3是本发明浮式钻井平台螺杆泵排液井口操作台合体时的侧视图。
图4是本发明浮式钻井平台螺杆泵排液井口操作台分体时的侧视图。
图5是本发明浮式钻井平台螺杆泵排液井口操作台的俯视图。
图中:1、浮式钻井平台;2、测试管柱;3、抽油杆;4、固定底座;4.1、第一固定底座;4.2、第二固定底座;5、操作台面;5.1、第一操作台面;5.2、第二操作台面;6、支撑台;7、卡瓦;8、中心孔;9、游车小钩;10、小吊卡;11、电机;12、液压油箱;13、液压泵;14、直立液压缸;14.1、第一直立液压缸;14.2、第二直立液压缸;15、斜拉支架;15.1、第一斜拉支架;15.2、第二斜拉支架;16、铰链;17、斜拉液压缸;18、微调支脚;18.1、第一微调支脚;18.2、第二微调支脚;19、护栏;20、第一操作台单元;21、第二操作台单元;22、限位件;23、扣板、24.1、第一连接件;24.2、第二连接件;25、插孔。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示,本发明公开一种用于浮式钻井平台1上的螺杆泵排液井口操作台的结构示意图。该井口操作台安装在浮式钻井平台1上的测试管柱2的正上方,包括固定底座4和与该固定底座4相连的操作台面5。其中,浮式钻井平台1主要是应用于较深水域,即水深大于110米的水域,在海面上呈漂浮状态,仅通过锚链固定,使得将螺杆泵排液技术应用于浮式钻井平台1时其抽油杆3的起出/下入时无法顺利卸扣/对扣。测试管柱2是为测试地层的产油能力而下入套管中的管柱,一般是钻杆或油管,测试管柱2相对固定于海底,而由于浮式钻井平台1有海面上呈漂浮状态,固测试管柱2与浮式钻井平台1相对运动。测试管柱2内可下入抽油杆3,该抽油杆3是在螺杆泵排液技术中可通过旋转带动抽油杆3下部的转子在定子中旋转,从而将测试管柱2中的流体泵抽至井口。该井口操作台的固定底座4固定于浮式钻井平台1上,可以理解的,该固定底座4可以通过任何方式固定于浮式钻井平台1上,如通过螺栓与螺丝配合的方式固定。该井口操作台的操作台面5上还包括设置于操作台面5上的支撑台6,该支撑台6有一定高度,以便于作业人员在其上进行对扣、卸扣操作。操作台面5上设有用于供抽油杆3通过的中心孔8,中心孔8设置在测试管柱2的正上方。操作台面5上设有用于固定下入至测试管柱2中的抽油杆3的卡瓦7,卡瓦7可设置于支撑台6上,可使抽油杆3与支撑台6相对固定,即使抽油杆3与操作台面5相对固定,便于对扣、卸扣。与浮式钻井平台1顶驱相连的游车小钩9上吊着一小吊卡10,该小吊卡10用于卡住抽油杆3节箍,以便起出/下入抽油杆3。
工作时,将井口操作台固定于浮式钻井平台1,井口操作台的操作台面5上设有用于固定下入至测试管柱2的抽油杆3的卡瓦7,具体来说,在下入抽油杆时,用卡瓦7固定已下入至测试管柱2的抽油杆3,作业人员在操作台面5上将与浮式钻井平台1的顶驱相连的游车小钩9上吊着的下一根抽油杆3与已下入至测试管柱2的抽油杆3进行对扣,对扣完成后打开卡瓦7,使对扣好的抽油杆3顺利下入至测试管柱2内,重复操作,使抽油杆3下入至测试管柱2内;在起出抽油杆3时,使用顶驱吊起最上端的抽油杆3,在第一根抽油杆3被起出操作台面或支撑台6时,用卡瓦7固定下一抽油杆3,作业人员在操作台面上对起出操作台面或支撑台的抽油杆3进行卸扣,重复相应操作至完全起出抽油杆3。该方法使抽油杆3与井口操作台及浮式钻井平台1形成一整体,并在井口操作台上设置用于通过抽油杆3的中心孔8,中心孔8设置在测试管柱2的正上方,便于顶驱所连的抽油杆3与测试管柱2内的抽油杆3进行对扣、卸扣,从而避免现有技术中由于浮式钻井平台1的升沉而导致抽油杆3无法顺利对扣,导致螺杆泵排液技术无法应用于浮式钻井平台1的问题。
如图2所示,在固定底座4与操作台面5之间还设有用于控制该操作台面相对于固定底座升降的升降系统。在海上作业时,由于浮式钻井平台升沉的影响,为安全起见,一般测试管柱2的顶面应高于浮式钻井平台1上1.5~2米,用以避免距离太小时,测试管柱2可能将操作台顶翻;距离太大时,在海上风浪较大的情况下,井口操作台不稳定,容易使得在其上作业的作业人员出现安全事故。另外,为了便于安装,使得井口操作台可拆卸地安装于浮式钻井平台1上,具体来说,该井口操作台包括第一操作台单元20和与第一操作台单元20可拆卸地拼接的第二操作台单元21,如图3、图4所示。相应的,第一操作台单元20包括与浮式钻井平台1可拆卸地连接的第一固定底座4.1、第一操作台面5.1以及连接于该第一固定底座4.1和该第一操作台面5.1之间以控制第一操作台面5.1相对于第一固定底座4.1升降的第一升降系统;第二操作台单元21包括与浮式钻井平台1可拆卸地连接的第二固定底座4.2、第二操作台面5.2以及连接于第二固定底座4.2和第二操作台面5.2之间以控制第二操作台面5.2相对于所述第二固定底座4.2升降的第二升降系统;第一操作台面5.1与第二操作台面5.2一道界定出所述中心孔8。
具体来说,该井口操作台的升降系统包括第一升降系统和第二升降系统,主要包括用于给升降系统提供动力的电机11、用于给升降系统提供液压油的液压油箱12、分别与电机11和液压油箱12相连的液压泵13,与液压泵13相连的用于实现操作台面5升降的若干直立液压缸14,以调整操作台面5的高度,克服浮式钻井平台1的升沉对起出/下入抽油杆3时卸扣/对扣的影响。具体来说,在海上作业时,由于潮汐与风浪的作用,不同时候海平面的高度不同,可根据海平面变化相应调整操作台面5的高度。可以理解的,该直立液压缸可以是一级、二级甚至多级直立液压缸,包括在第一升降系统中用于实现第一操作台面5.1相对于第一固定底座4.1升降的若干第一直立液压缸14.1,和第二升降系统中用于实现第二操作台面5.2相对于第二固定底座4.2升降的若干第二直立液压缸14.2。在具体实施过程中,该第一直立液压缸14.1与第二直立液压缸14.2的数量均可为两个。
该升降系统还包括通过铰链16相连的用于支撑操作台面5的若干斜拉支架15,上下两个斜拉支架15之间设有与液压泵13相连的斜拉液压缸17,该斜拉液压缸17的设置对于直立液压缸14的升降起到一定的辅助作用,即提供一定的升降力,并且可增加其稳定性,尤其是在直立液压缸14升到较高位置时;两斜拉支架15通过铰链16的旋转,在斜拉液压缸17的作用下实现升降。可以理解的,其中,第一升降系统包括通过铰链16相连的用于支撑第一操作台面5.1的若干第一斜拉支架15.1以及与若干第一斜拉支架15.1相连以控制若干第一斜拉支架15.1伸缩的第一斜拉液压缸(图中未显示),以增加第一直立液压缸14.1升降的稳定性并提供一定的升降力;且第二升降系统包括通过铰链16相连的用于支撑第二操作台面5.2的若干第二斜拉支架15.2以及与若干第二斜拉支架15.2相连以控制若干第二斜拉支架15.2伸缩的第二斜拉液压缸(图中未显示),以辅助第二直立液压缸14.2的升降并保证其稳定性。
井口操作台的固定底座4上还设有用于小范围调整操作台面5高度的微调支脚18,可以理解的,在第一固定底座4.1上设有用于调整第一操作台面5.1高度的第一微调支脚18.1,第一微调支脚18.1设置在第一固定底座4.1的四角上;在第二固定底座4.2上设有用于调整第二操作台面5.2高度的第二微调支脚18.2,第二微调支脚18.2设置在第二固定底座4.2的四角上。
该升降系统使用功率为3KW的电机11,安装在固定底座4上,液压油箱12的容积为125升,液压油箱12与电机11和液压泵13安装在一起,该升降系统还包括安装在固定底座4上的用于控制操作台面5升降的操作面板。在具体实施过程中,当按下升降系统的操作面板上的用于控制第一操作台面5.1“上升”按钮,电机11启动,带动液压泵13工作,为第一直立液压缸14.1及第一斜拉液压缸提供动力,实现第一操作台面5.1的上升;若按下用于控制第二操作台面5.2下降的“下降”按钮,电机11带动液压泵13工作,驱使第二直立液压缸14.2及第二斜拉液压缸控制第二操作台面5.2的下降。
本发明中第一操作台单元20和第二操作台单元21二者之一上朝向第一操作台单元20和第二操作台单元21二者之另一延伸出一个限位件22,以使第一操作台单元20和第二操作台单元21对齐。具体的,可在第一操作台单元20或第二操作台单元21的操作台面5的底面设有向外延伸的限位件22,该限位件22可以通过螺丝与螺栓配合的方式固定到第一操作台单元20或第二操作台单元21的底部,也可以通过焊接或其他方式固定;限位件22只设置于其中一操作台单元上,另一操作台单元的操作台面5的相应部位设置于限位件22上,用于确保第一操作台单元20与第二操作台单元21垂向对接良好。
该井口操作台包还设置有扣板23,扣板23的两相对侧分别向下弯折延伸出两个扣脚;第一操作台单元20和第二操作台单元21的的操作台面的上表面分别下凹形成有两个扣槽,以分别供两个扣脚嵌置于其中,使得第一操作台单元20与第二操作台单元21形成一整体,可以理解的,扣板23的数量可以设置至少一个。
井口操作台上还设置有用于将第一操作台单元20与第二操作台单元21拼接在一起的第一连接件24.1和/或第二连接件24.2。具体来说,第一连接件24.1一端铰接于第一操作台面5.1和第二操作台面5.2二者之一上,另一端可分离地连接于第一操作台面5.1和所述第二操作台面5.2二者之另一上;第二连接件24.2一端铰接于第一固定底座4.1和第二固定底座4.2二者之一上,另一端可分离地连接于第一固定底座4.1和第二固定底座4.2二者之另一上。在具体实施过程中,该第一连接件24.1和/或第二连接件24.2可以是法兰螺丝或者其他可以实现第一操作台单元20和第二操作台单元21可拆卸连接的装置。在本发明的实施过程中,将形状大小基本一致的第一操作台单元20和第二操作台单元21快速拼接的方法如下:先将第一操作台单元20放置在浮式钻井平台1上,使其操作台面5上的中心孔8处于测试管柱2的正上方,同时,为了保证安全,需确保操作台面5高于测试管柱2顶面至少1.5米,将第二操作台单元21的操作台面5的相应部位置于第一操作台单元20的限位件22上,分别调整第一操作台单元20和第二操作台单元21上的第一微调支脚18.1和第二微调支脚18.2,以确保拼接好的操作台的稳定,再使用第一连接件24.1和第二连接件24.2将第一操作台单元20和第二操作台单元21固定。
如图5所示,该操作台面5由第一操作台单元20和第二操作台单元21拼接而成,操作台面5的上表面分别下凹形成有两个扣槽,以供扣板23的两个扣脚嵌置其中。操作台面四周设有用于安装护栏19的插孔25,安装护栏19用于防止操作人员工作时坠落。第一操作台单元20和第二操作台单元21拼接处的中心设有一中心孔8,工作时位于测试管柱2的正上方,其上设置支撑台6,支撑台6上设有用于固定下入至测试管柱2的抽油杆3的卡瓦7。
本发明实施过程中,将井口操作台固定于浮式钻井平台1上,利用井口操作台上的卡瓦7将通过中心孔8的已下入至测试管柱2上的抽油杆3固定,中心孔8设置在测试管柱2的正上方,使得在浮式钻井平台1上起出/下入抽油杆3时可以顺利卸扣/对扣,使得螺杆泵排液技术可应用于浮式钻井平台1上。
具体来说,利用本发明所螺杆泵排液井口操作台实现下入抽油杆3的过程如下,将第一操作台单元20和第二操作台单元21放置在测试管柱2正上方,使得其操作台面5上的中心孔8位于测试管柱2的正上方,安装护栏19,在操作台面5的中心孔8上放置抽油杆3支撑台6,在支撑台6上设置用于固定下入至测试管柱2的抽油杆3的卡瓦7。安装完毕后,依浮式钻井平台1的升沉控制升降系统以调整操作台面5的高度,使其距离测试管柱2顶面至少1.5米,以保证安全。利用与浮式钻井平台1上的顶驱相连的游车小钩9吊起用于卡住抽油杆3节箍的小吊卡10,小吊卡10上吊着抽油杆3,使抽油杆3穿过中心孔8下入到测试管柱2内,使用卡瓦7将该下入至测试管柱2的抽油杆3固定,再下另一根抽油杆3并在操作台面5上完成两抽油杆3的对扣,重复上述操作,直至完成抽油杆3的下入动作;在抽油杆3的起出操作时,使用小吊卡10吊起抽油杆3,使用卡瓦7将下一抽油杆3固定,并在操作台面5上完成两抽油杆3的卸扣,重复上述操作,直至完成抽油杆3的起出操作。
本发明是通过几个具体实施例进行说明的,本领域技术人员应当明白,在不脱离本发明范围的情况下,还可以对本发明进行各种变换和等同替代。另外,针对特定情形或具体情况,可以对本发明做各种修改,而不脱离本发明的范围。因此,本发明不局限于所公开的具体实施例,而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
Claims (10)
1.一种用于浮式钻井平台上的螺杆泵排液井口操作台,其特征在于:所述井口操作台安装在浮式钻井平台(1)上的测试管柱(2)的正上方,包括固定底座(4)和与所述固定底座(4)相连的操作台面(5),所述固定底座(4)固定于所述浮式钻井平台(1)上;所述操作台面(5)上设有用于供抽油杆(3)通过的中心孔(8),所述中心孔(8)设置在所述测试管柱(2)的正上方,所述操作台面(5)上设有用于固定下入至所述测试管柱(2)中的抽油杆(3)的卡瓦(7)。
2.根据权利要求1所述的用于浮式钻井平台上的螺杆泵排液井口操作台,其特征在于:所述固定底座(4)与所述操作台面(5)之间还设有用于控制所述操作台面(5)相对于所述固定底座(4)升降的升降系统。
3.根据权利要求2所述的用于浮式钻井平台上的螺杆泵排液井口操作台,其特征在于:所述井口操作台可拆卸地安装于所述浮式钻井平台(1)上,并包括第一操作台单元(20)和与所述第一操作台单元(20)可拆卸地拼接的第二操作台单元(21);所述第一操作台单元(20)包括与所述浮式钻井平台(1)可拆卸地连接的第一固定底座(4.1)、第一操作台面(5.1)以及连接于所述第一固定底座(4.1)和所述第一操作台面(5.1)之间以控制所述第一操作台面(5.1)相对于所述第一固定底座(4.1)升降的第一升降系统;所述第二操作台单元(21)包括与所述浮式钻井平台(1)可拆卸地连接的第二固定底座(4.2)、第二操作台面(5.2)以及连接于所述第二固定底座(4.2)和所述第二操作台面(5.2)之间以控制所述第二操作台面(5.2)相对于所述第二固定底座(4.2)升降的第二升降系统;所述第一操作台面(5.1)与所述第二操作台面(5.2)一道界定出所述中心孔(8)。
4.根据权利要求3所述的用于浮式钻井平台上的螺杆泵排液井口操作台,其特征在于:所述第一升降系统包括用于驱使所述第一操作台面(5.1)相对于所述第一固定底座(4.1)升降的若干第一直立液压缸(14.1),所述第二升降系统包括用于实现所述第二操作台面(5.2)相对于所述第二固定底座(4.2)升降的若干第二直立液压缸(14.2)。
5.根据权利要求3或4所述的用于浮式钻井平台上的螺杆泵排液井口操作台,其特征在于:所述第一升降系统包括通过铰链相连的用于支撑所述第一操作台面(5.1)的若干第一斜拉支架(15.1)以及与若干第一斜拉支架(15.1)相连以控制所述若干第一斜拉支架(15.1)伸缩的第一斜拉液压缸;所述第二升降系统包括通过铰链相连的用于支撑所述第二操作台面(5.2)的若干第二斜拉支架(15.2)以及与若干第二斜拉支架(15.2)相连以控制所述若干第二斜拉支架(15.2)伸缩的第二斜拉液压缸。
6.根据权利要求3或4所述的用于浮式钻井平台上的螺杆泵排液井口操作台,其特征在于:所述第一固定底座(4.1)上设有用于调整所述第一操作台面(5.1)高度的第一微调支脚(18.1);所述第二固定底座(4.2)上设有用于调整所述第二操作台面(5.2)高度的第二微调支脚(18.2)。
7.根据权利要求3或4所述的用于浮式钻井平台上的螺杆泵排液井口操作台,其特征在于:所述井口操作台包括第一连接件(24.1)和/或第二连接件(24.2);所述第一连接件(24.1)一端铰接于所述第一操作台面(5.1)和所述第二操作台面(5.2)二者之一上,另一端可分离地连接于所述第一操作台面(5.1)和所述第二操作台面(5.2)二者之另一上;所述第二连接件(24.2)一端铰接于所述第一固定底座(4.1)和所述第二固定底座(4.2)二者之一上,另一端可分离地连接于所述第一固定底座(4.1)和所述第二固定底座(4.2)二者之另一上。
8.根据权利要求3所述的用于浮式钻井平台上的螺杆泵排液井口操作台,其特征在于:所述第一操作台单元(20)和所述第二操作台单元(21)二者之一上朝向所述第一操作台单元(20)和所述第二操作台单元(21)二者之另一延伸出一个限位件(22),以使所述第一操作台单元(20)和所述第二操作台单元(21)对齐。
9.根据权利要求3所述的用于浮式钻井平台上的螺杆泵排液井口操作台,其特征在于:该井口操作台包括扣板(23),该扣板(23)的两相对侧分别向下弯折延伸出两个扣脚;所述第一操作台单元(20)和所述第二操作台单元(21)的上表面分别下凹形成有两个扣槽,以分别供所述两个扣脚嵌置于其中。
10.根据权利要求1所述的用于浮式钻井平台上的螺杆泵排液井口操作台,其特征在于:所述井口操作台还包括设置在操作台面(5)上的支撑台(6),所述卡瓦(7)设置于所述支撑台(6)顶部。
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