海洋石油931钻井平台升降系统各部分介绍

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概述：海洋石油931平台为自升式平台,这种石油钻井装置浮在水面上,平台上装载钻井设备、动力、器材、居住设备以及可升降的桩腿。
* K5 F$ @0 Z6 U$ e6 R% d8 T　　海洋石油931平台为自升式平台,这种石油钻井装置浮在水面上,平台上装载钻井设备、动力、器材、居住设备以及可升降的桩腿。钻井时桩腿的桩靴着底,平台则沿桩腿升离海面一定高度;移位时平台降至水面,桩腿升起,平台就像驳船,可由拖轮拖移到新的位置。由于桩腿长度有限,适用于浅海区域,在各种海况下能持续作业。
7 d" P6 s, m9 ]& B3 s) ^　　该平台共3条桩腿,每一条桩腿3个支柱(三棱柱桁架式三角架结构),每个桩腿的升降机构是由上、下环梁、升降室(6组齿轮箱)、3个齿条、桩腿支柱销孔和桩靴、预先保护和信号装置组成.
8 z: B& z; |3 d+ G9 r升降系统各部分的功能
　　升降系统的机械部分由齿轮齿条动力驱动系统、插销系统、锁紧系统、刹车系统、夹紧装置组成。
. G3 P a! o: }9 u" X0 {　　具体动作过程是当要升起平台时齿轮箱的动力驱动每个小齿轮带动桩腿上的齿条,齿条相对桩腿上升运动过程中,分别通过上环梁桩腿销口处的插入、下环梁桩腿销口处的拔出,当上环梁完成齿条行程时,插入下环梁桩腿销口处的插销、拔出上环梁桩腿销口处的插销,两者交替进行,通过控制插销的进出以达到平台的上升。收起桩腿的过程亦相同。
0 L% R6 e L- W; a& @1齿轮齿条动力驱动系统
　　主要功能是每个桩腿通过6组齿轮箱3根齿条进行升降,动力通过电机的正反转驱动齿轮减速箱,然后传递齿条,齿条与升降室上面的上环梁固定,上下两组齿轮箱带动一个齿条运动,从而带动平台的升降。
　　齿轮箱为单级带行星齿轮组,速比为2 341. 3;速度0. 6 m/min;每个齿条许用载荷750 t。
2插销液压系统
　　每条桩腿有一套独立的液压系统分别控制上下插销,以确保插销插进和拔出桩腿孔。插销液压系统由油箱1、球阀2、两台电动液压泵3、先导式溢流阀(管式) 4、滤器5、单向阀6、两组电液换向阀7、两套蓄能器9、电磁压力开关10、油缸8、氮气瓶11组成。电动液压泵:其中一台液压泵为备用,泵流量为25 L/min,压力12. 5MPa;先导式溢流阀(管式):其中遥控口可对阀进行遥控或卸荷;蓄能器为活塞式,容量40 L。上环梁和下环梁分别有一套蓄能器,当液压系统出现故障时可保证油路正常工作,同时使系统在启动和停止时具有一定的缓冲、减震性能,确保6台油缸插销能同时正常工作;氮气瓶是向蓄能器充氮气,工作时压力为2. 8MPa;压力开关:压力分别设定在5 MPa时控制电动液压泵进行加载,7MPa时先导式溢流阀卸荷, 4. 5MPa时声光报警;电磁换向阀是由先导级三位四通电磁阀和主阀及双联单向节流阀叠加而组成,控制电磁阀的流向来改变油缸油的进出达到插、拔销的功能;插销液压系统各自独立,在升降过程中保持3个桩腿的相对速度实现刚性同步,配有平衡水平仪控制系统,通过平衡传感器、信号变换电路和控制装置,自动平衡上升和下降使其同步。
3锁紧系统
( Y5 a3 @5 l& p7 m' \9 ]; {　　锁紧系统共为3套,每套锁紧装置应用于每条桩腿的3根齿条。它能够在风暴中保持平台所需要的最大力,且能够在平台失去动力的状态下长期保持自锁状态;能够提供666 t/个齿条的动态升降能力。锁紧装置投入使用后,可将平台载荷由升降平稳地转换为锁紧;而锁紧系统退出使用过程中则平台载荷由锁紧转换为升降。每个齿条锁紧装置由两套锁紧齿条动作的执行机构(齿条锁块及锁紧拉力油缸9)、齿条上下支撑构件(顶部增压油缸12和底部推力油缸8)、液压马达11、操纵控制装置10组成。液压站由液压泵2、单向阀4、电磁溢流阀5、滤器1、油箱3组成。
+ b4 y0 w1 ~" P# n. N' _5 d　　当控制油缸抱紧齿条时即为锁紧。每个桩腿3个控制阀箱可分别控制3根齿条的锁紧,也可保证同步。
! W- {) v2 Q% w& k　　锁紧液压系统的特点:为了确保液压油缸的锁紧力,当操纵液压马达旋转时,带动螺母驱动装置,控制装置的螺母螺杆机构的动作,以保证系统的锁紧力。而增压油缸亦能保证其锁紧力,确保其锁紧。
! {; o( I7 m# `: m/ ?4刹车系统
" j1 u5 a$ O' D- V6 _　　刹车系统由连杆机构皮带、棘轮棘爪等组成,目的是在电机停止后将电机输出轴迅速抱住,制动力矩为1500N·m。
( v [7 e5 w! s, t/ H+ N% E5夹紧装置
　　升降时升降装置与桩腿是有间隙的,当升降到规定区域内,通过夹块与桩腿之间插入垫片,旋转螺杆压紧夹块,将载荷传递给桩腿上的一种装置.
' }* P# s9 t8 M% E$ g# y4 U5 {保护系统
+ r9 m2 x3 j3 b% M, v5 `2 f　　通过预先保护和信号装置,控制升降机构的运转。为了保证自动和手动操作的正确性,限制移动极限位,设置了传感器和限位开关,以达到平稳、安全。①齿轮润滑油泵启动后,升降开关接通;②齿轮减速器制动装置运行开关,所有制动都松开电机才接通,任何一台不带载时,升降机构将停止进行;③齿条行程限位器,保证齿条接近上下环梁时,升降机构开关断开;④环梁移动指示器(同步传感器),检查环梁的移动量;⑤插销位置指示器,保证了插销插入桩腿孔,确保安全;⑥环梁行程限位器,保证了上环梁插销超过桩腿最上面间隙200 mm时,升降机构开关断开;⑦齿条行程限位器,保证齿条接近上(下)环梁极限位置时,升降机构开关断开;⑧桩腿限位器,
$ t8 M: ~& t l& D+ w# ~- Q　　通过对海洋石油931升降系统的分析,了解了各部分的功能、原理和相关的技术。这次改造升降系统在原有的系统上增加了锁紧装置,使安全性能更加完善。当然其它各项指标也大大地提高,必将为海洋钻探发挥更大的作用。
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