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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102691484A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102691484A(43)申请公布日2012.09.26(21)申请号201210183442.5B66D1/48(2006.01)(22)申请日2012.06.06(71)申请人中国石油大学(华东)地址266555山东省青岛市经济技术开发区长江西路66号(72)发明人张彦廷黄鲁蒙刘美英盖永革齐明侠(74)专利代理机构青岛高晓专利事务所37104代理人杨大兴(51)Int.Cl.E21B19/09(2006.01)B66D1/22(2006.01)B66D1/08(2006.01)B66D1/12(2006.01)B66D1/54(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图22页(54)发明名称海洋浮式钻井平台绞车升沉补偿装置(57)摘要本发明公开了一种新型海洋浮式钻井平台绞车升沉补偿装置,采用差动行星齿轮系作为升沉补偿绞车的传动机构,来自主动补偿电机与被动补偿液压马达的动力由外齿圈输入,来自送钻电机的动力由太阳轮输入,行星架输出动力驱动绞车滚筒运动,PLC控制单元基于检测到的平台升沉信号,控制主动补偿电机带动差动减速器外齿圈转动,通过驱动滚筒正反向转动来补偿平台的升沉运动;基于检测到的钻压变化信号,控制送钻电机驱动太阳轮转动,实现自动送钻运动。气液转换器通过被动补偿液压马达承担钻柱的部分静载荷,主动补偿电机克服运动补偿过程中的其余载荷,降低了系统能耗、提高了补偿精度。CN1026948ACN102691484A权利要求书1/1页1.一种海洋浮式钻井平台绞车升沉补偿装置,包括主动补偿电机(6)、差动行星减速器(8)、送钻电机(3)、摆线减速机(4)、离合器(7)、联轴器(14)、绞车轴(12)、绞车滚筒(13)和液压盘刹(11),其特征在于:还包括被动补偿液压马达(2)、液动切断阀(15)、失电保护阀(16)、限速阀(28)、气液转换器(17)、工作气瓶(18)、气压源(19)、后备气瓶(20)、电磁卸荷溢流阀(21)、补油单向阀(22)、补油泵(23)、高位油箱(24)、平台加速度传感器(25)、死绳压力传感器(26)、PLC控制单元(27)、主动补偿电机轴旋转编码器(29)和绞车轴旋转编码器(30),被动补偿液压马达(2)通过联轴器(14)、外齿圈动力输入轴(1)与差动行星减速器(8)的外齿圈(9)相连,主动补偿电机(6)通过离合器(7)、联轴器(14)与差动行星减速器(8)的外齿圈(9)相连,送钻电机(3)经过摆线减速机(4)与太阳轮动力输入轴(5)相连,行星架(10)与绞车轴(12)通过键连接,绞车轴(12)上装有绞车滚筒(13)及液压盘刹(11);加速度传感器(25)与平台固联,压力传感器(26)安装在钻机死绳端,旋转编码器(29)与主动补偿电机轴相连、旋转编码器(30)与绞车轴相连;液动切断阀(15)的A口与被动补偿液压马达(2)的高压油腔相连,液动切断阀(15)的P口与失电保护阀(16)的A口相连;失电保护阀(16)的P口与高位油箱(24)相连,失电保护阀(16)的O口与气液转换器(17)相连;气液转换器(17)的气腔与工作气瓶(18)相连;补油泵(23)出口与补油单向阀(22)进口相连,补油单向阀(22)出口与气液转换器(17)相连,电磁卸荷溢流阀(21)两端分别与高位油箱(24)、补油单向阀(22)出口相连;PLC控制单元(27)分别与失电保护阀(16)、电磁卸荷溢流阀(21)、补油泵(23)、平台加速度传感器(25)、死绳压力传感器(26)、主动补偿电机轴旋转编码器(29)和绞车轴旋转编码器(30)的控制信号接口电连接。2.根据权利要求1所述的海洋浮式钻井平台绞车升沉补偿装置,其特征在于,差动行星减速器(8)为周转轮系,外齿圈动力输入轴(1)与太阳轮动力输入轴(5)分别作为输入构件,行星架(10)为输出构件。3.根据权利要求1所述的海洋浮式钻井平台绞车升沉补偿装置,其特征在于,气液转换器(17)经过液动切断阀(15)、失电保护阀(16)与被动补偿液压马达(2)的高压腔相连,承担钻柱的部分静载荷。4.根据权利要求1所述的海洋浮式钻井平台绞车升沉补偿装置,其特征在于,失电保护阀(16)安装于气液转换器(17)和被动补偿液压马达(2)之间的油路上,失电时自动切断油路,停止向被动补偿液压马达(2)供油。5.根据权利要求1所述的海洋浮式钻井平台绞车升沉补偿装置,其特征在于,液动切断阀(15)的控制口与被动补偿液压马达(2)的低压腔相连,当钻杆断脱引起的被动补偿液压马达(2)快速转动时,限速阀(28)会限制流量低于某一值,同时升高的压力推动液动切断阀(15)换向,切断被动补偿液压马达