自升式海上钻井平台液压升降系统简介.docx

论文编号XXXX

自升式钻井平台液压升降系统简介
摘要:本文结合海上平台液压升降系统的实际应用情况，对其功能、结构组成、工作过程、液压和控制等方面进行了介绍。
关键词:自升式钻井平台、液压升降系统
Abstract:Baseontheactualapplicationsituation,thispaperbriefintroducethefunction,structureform,theoperationprincipleandhydrauliccentralcontroletcpartsofhydraulicjackingsystem.
Keywords:self-elevationdrillingplatform、hydraulicjackingsystem
概述
自升式钻井平台液压升降系统由一套独立的液压驱动系统提供动力，确保桩腿能够克服泥土、砂石等带来的阻力和升降平台自身的重力，将桩腿插入（拔离）海床以及升降整个平台。根据平台升降工况、作业工况、自存工况、预压工况的重量重心计算及环境载荷的计算结果，确定升降系统的正常升降能力、预压升降能力、船体升降速度。海上平台液压升降系统设计应满足以下功能：确保系统有足够的动力克服泥土、砂石等阻力与平台自身的重力，将桩腿体插入（拔离）海床及平台的升降；桩腿在工作过程中，运行平稳，无卡死现象；插桩(拔桩)过程中，液压执行机构将满足一定节距的行程要求；系统设计为自锁式桩腿液压升降系统，在各种工作及非工作状态下，系统可以实现自锁。通过操作计算机或中央控制台完成平台的升降作业。
海上平台液压升降系统的结构及组成
平台液压升降系统采用的是主油缸插销式，共有几套相同的升降机构，以4条桩腿的平台为例，液压升降系统主要部件有：
序号名称单位数量备注1主油缸台16双作用液压油缸及附件。2插拔销机构套48每台包括插销油缸、销轴以及可滑动的插销油缸安放基座。3液压站及控制系统台1提供液压动力的电机、液压泵站以及控制阀组。4液压软管及接头套4包括液压动力站至控制阀模块、控制模块至各油缸之间的所有软管及接头5安全装置套16液压自锁装置。6行程检测系统套4检测各主油缸的伸缩行程。7位置检测系统套4包括插销油缸轴向以及径向的位置检测装置。8控制系统套1包括PLC逻辑控制系统、同步控制系统和动力控制系统。9电气控制箱套1包括控制柜、电器控制元器件。
液压升降系统的执行机构分别安装在钻井平台的四个角上，每套执行机构由桩体、上环梁、插销机构、主油缸、下环梁等组成。通过上、下两组插销机构交替伸缩（上环梁为动环梁，下环梁固定在平台船体上），配合主油缸的伸缩，来实现整个桩腿的下桩、插桩、升平台、调平、落平台、拔桩、起桩动作。桩腿升降结构如图1所示：

图1执行装置结构示意图

插销机构主要由轴套、插销油缸、插销油缸护罩、销轴以及横向位置检测装置及附件组成。如图2所示，在上下环梁各插销孔内各有2个水平位置传感器，用来检测插销的水平位置。在各插销内设有纵向位置传感器，用来检测插销纵向位置，防止在带载插拔销轴时损坏销轴。

图2上插销机构结构示意图
主油缸则是为桩腿提供主要动力，顶部与底部分别连接上环梁和下环梁机构。除此之外在主油缸上还将安装位移传感器与行程开关，协助主油缸与插销油缸协调工作。
平台液压升降系统工作原理
平台液压升降系统可以实现七个动作：下桩、插桩、升平台、调平、落平台、拔桩、起桩，其中升平台与插桩工作过程相同，降平台与拔桩过程相同，而调平根据平台高（低）情况不同与拔桩（插桩）相似。根据上述分析与桩体受力的不同将桩腿的全部工作过程分为四个动作：下桩、插桩、拔桩、起桩。升降平台作业前首先将桩与主甲板之间固定楔块卸去，检查升降系统装置工作正常，平台处于可升降的作业状态。
1、下桩。当钻平台需要就位时，需要下放桩腿并插入海床。通过主油缸的收缩实现下桩和平台起升作业。其具体工作过程如下：
（1）下桩：此时平台处于漂浮状态，下桩过程升降装置受力为桩腿重力。首先操作控制器，使主油缸缩回，桩腿随着主油缸的缩回而向下移动，通过安装在主油缸上的位移传感器检测主油缸的行程，当主油缸缩回至1000mm时，下插销自动切换到伸出状态，随着主油缸缩回，当下插销对准销孔时插销，下插销插到位后触发水平位置传感器，主油缸和下插销油缸自动停止工作。（2）上插销卸载：控制主油缸继续缩回，直至上插销纵向位置传感器发出信号停止动作。即上插销已经脱离桩腿内孔壁，载荷已经全部转移到下插销；（3）上插销拔出：控制上插销油缸伸出，拔销到位后，上插销水平位置传感器发出信号，系统自动停止插销油缸动作。（4）主油缸回位：控制主油缸伸出，通过安装在主油缸上的位移传感器检测主油缸的行程，当主油缸伸出至1000mm时，上插销自动切换到伸出状态，随着主油缸伸出，当上插销对准