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海洋石油931钻井平台升降系统的分析

导读: 升降系统是自升式平台的关键部分,在平台的设计制造和使用中具有相当重要的位置,能够保证平台具有良好的安全性能及使用性能。

  升降系统是自升式平台的关键部分,在平台的设计制造和使用中具有相当重要的位置,能够保证平台具有良好的安全性能及使用性能。

  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。

  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.

  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。

  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。

  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2341.3;速度0.6m/min;每个齿条许用载荷750t。

  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25L/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40L。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5MPa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,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。