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概述:海洋石油931平臺為自升式平臺,這種石油鉆井裝置浮在水面上,平臺上裝載鉆井設備、動力、器材、居住設備以及可升降的樁腿。5 j8 _+ q0 g" X2 I7 Q+ E
海洋石油931平臺為自升式平臺,這種石油鉆井裝置浮在水面上,平臺上裝載鉆井設備、動力、器材、居住設備以及可升降的樁腿。鉆井時樁腿的樁靴著底,平臺則沿樁腿升離海面一定高度;移位時平臺降至水面,樁腿升起,平臺就像駁船,可由拖輪拖移到新的位置。由于樁腿長度有限,適用于淺海區(qū)域,在各種海況下能持續(xù)作業(yè)。
$ [, Y1 ?5 p5 P+ x# A/ ] R 該平臺共3條樁腿,每一條樁腿3個支柱(三棱柱桁架式三角架結構),每個樁腿的升降機構是由上、下環(huán)梁、升降室(6組齒輪箱)、3個齒條、樁腿支柱銷孔和樁靴、預先保護和信號裝置組成.
; u$ p1 x# |& O! \9 A6 j 升降系統(tǒng)各部分的功能& _4 t. @2 S0 d, c
升降系統(tǒng)的機械部分由齒輪齒條動力驅動系統(tǒng)、插銷系統(tǒng)、鎖緊系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、夾緊裝置組成。
* N) _9 ?: Q' U9 u* t9 N0 e 具體動作過程是當要升起平臺時齒輪箱的動力驅動每個小齒輪帶動樁腿上的齒條,齒條相對樁腿上升運動過程中,分別通過上環(huán)梁樁腿銷口處的插入、下環(huán)梁樁腿銷口處的拔出,當上環(huán)梁完成齒條行程時,插入下環(huán)梁樁腿銷口處的插銷、拔出上環(huán)梁樁腿銷口處的插銷,兩者交替進行,通過控制插銷的進出以達到平臺的上升。收起樁腿的過程亦相同。$ x6 Q6 k9 a& _1 |
1 齒輪齒條動力驅動系統(tǒng)6 M& t4 }6 E9 o
主要功能是每個樁腿通過6組齒輪箱3根齒條進行升降,動力通過電機的正反轉驅動齒輪減速箱,然后傳遞齒條,齒條與升降室上面的上環(huán)梁固定,上下兩組齒輪箱帶動一個齒條運動,從而帶動平臺的升降。' Z/ F `8 o% F* G @$ {# f
齒輪箱為單級帶行星齒輪組,速比為2 341. 3;速度0. 6 m/min;每個齒條許用載荷750 t。1 Q; T3 x$ d$ @) c; l9 {! ?
2 插銷液壓系統(tǒng)
1 H% Z4 ^- B1 w0 R) z 每條樁腿有一套獨立的液壓系統(tǒng)分別控制上下插銷,以確保插銷插進和拔出樁腿孔。插銷液壓系統(tǒng)由油箱1、球閥2、兩臺電動液壓泵3、先導式溢流閥(管式) 4、濾器5、單向閥6、兩組電液換向閥7、兩套蓄能器9、電磁壓力開關10、油缸8、氮氣瓶11組成。電動液壓泵:其中一臺液壓泵為備用,泵流量為25 L/min,壓力12. 5MPa;先導式溢流閥(管式):其中遙控口可對閥進行遙控或卸荷;蓄能器為活塞式,容量40 L。上環(huán)梁和下環(huán)梁分別有一套蓄能器,當液壓系統(tǒng)出現故障時可保證油路正常工作,同時使系統(tǒng)在啟動和停止時具有一定的緩沖、減震性能,確保6臺油缸插銷能同時正常工作;氮氣瓶是向蓄能器充氮氣,工作時壓力為2. 8MPa;壓力開關:壓力分別設定在5 MPa時控制電動液壓泵進行加載,7MPa時先導式溢流閥卸荷, 4. 5MPa時聲光報警;電磁換向閥是由先導級三位四通電磁閥和主閥及雙聯(lián)單向節(jié)流閥疊加而組成,控制電磁閥的流向來改變油缸油的進出達到插、拔銷的功能;插銷液壓系統(tǒng)各自獨立,在升降過程中保持3個樁腿的相對速度實現剛性同步,配有平衡水平儀控制系統(tǒng),通過平衡傳感器、信號變換電路和控制裝置,自動平衡上升和下降使其同步。
& e* k( P8 P x 3 鎖緊系統(tǒng)
; V: G! X9 X6 o2 ^ 鎖緊系統(tǒng)共為3套,每套鎖緊裝置應用于每條樁腿的3根齒條。它能夠在風暴中保持平臺所需要的最大力,且能夠在平臺失去動力的狀態(tài)下長期保持自鎖狀態(tài);能夠提供666 t/個齒條的動態(tài)升降能力。鎖緊裝置投入使用后,可將平臺載荷由升降平穩(wěn)地轉換為鎖緊;而鎖緊系統(tǒng)退出使用過程中則平臺載荷由鎖緊轉換為升降。每個齒條鎖緊裝置由兩套鎖緊齒條動作的執(zhí)行機構(齒條鎖塊及鎖緊拉力油缸9)、齒條上下支撐構件(頂部增壓油缸12和底部推力油缸8)、液壓馬達11、操縱控制裝置10組成。液壓站由液壓泵2、單向閥4、電磁溢流閥5、濾器1、油箱3組成。
- p5 r7 T0 ]* B! ?3 ~& S8 v 當控制油缸抱緊齒條時即為鎖緊。每個樁腿3個控制閥箱可分別控制3根齒條的鎖緊,也可保證同步。6 N# N+ F* h1 q
鎖緊液壓系統(tǒng)的特點:為了確保液壓油缸的鎖緊力,當操縱液壓馬達旋轉時,帶動螺母驅動裝置,控制裝置的螺母螺桿機構的動作,以保證系統(tǒng)的鎖緊力。而增壓油缸亦能保證其鎖緊力,確保其鎖緊。* p* _+ s# C, P) r% v1 e/ t: @4 c
4剎車系統(tǒng)# d# @: M: M2 w# U% s8 C0 v0 ^
剎車系統(tǒng)由連桿機構皮帶、棘輪棘爪等組成,目的是在電機停止后將電機輸出軸迅速抱住,制動力矩為1500N·m。1 J' m+ |; t0 G8 b
5 夾緊裝置
4 `, d& D e3 ~2 G 升降時升降裝置與樁腿是有間隙的,當升降到規(guī)定區(qū)域內,通過夾塊與樁腿之間插入墊片,旋轉螺桿壓緊夾塊,將載荷傳遞給樁腿上的一種裝置.
0 E4 q9 c+ r* I, F2 \+ y 保護系統(tǒng)+ y6 O l+ T2 J* y, P
通過預先保護和信號裝置,控制升降機構的運轉。為了保證自動和手動操作的正確性,限制移動極限位,設置了傳感器和限位開關,以達到平穩(wěn)、安全。①齒輪潤滑油泵啟動后,升降開關接通;②齒輪減速器制動裝置運行開關,所有制動都松開電機才接通,任何一臺不帶載時,升降機構將停止進行;③齒條行程限位器,保證齒條接近上下環(huán)梁時,升降機構開關斷開;④環(huán)梁移動指示器(同步傳感器),檢查環(huán)梁的移動量;⑤插銷位置指示器,保證了插銷插入樁腿孔,確保安全;⑥環(huán)梁行程限位器,保證了上環(huán)梁插銷超過樁腿最上面間隙200 mm時,升降機構開關斷開;⑦齒條行程限位器,保證齒條接近上(下)環(huán)梁極限位置時,升降機構開關斷開;⑧樁腿限位器,0 _* X! D. w+ Y, M
通過對海洋石油931升降系統(tǒng)的分析,了解了各部分的功能、原理和相關的技術。這次改造升降系統(tǒng)在原有的系統(tǒng)上增加了鎖緊裝置,使安全性能更加完善。當然其它各項指標也大大地提高,必將為海洋鉆探發(fā)揮更大的作用。8 G+ Y- l! E9 U( k5 `
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