專(zhuān)利名稱：海洋浮式鉆井平臺(tái)絞車(chē)升沉補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種海洋石油鉆井絞車(chē)升沉補(bǔ)償裝置，是ー種以電液控制技術(shù)為特征的機(jī)電液聯(lián)合驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
隨著陸上石油資源的日漸枯竭，淺海石油開(kāi)發(fā)接近飽和，資源開(kāi)發(fā)向深海進(jìn)軍已成必然趨勢(shì)。因此，向海洋深水領(lǐng)域進(jìn)軍，向深水技術(shù)挑戰(zhàn)，推動(dòng)主要裝備國(guó)產(chǎn)化，提高我國(guó)海洋石油技術(shù)裝備水平，是實(shí)施走出去向深海要石油的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。在深水條件下工作，對(duì)鉆機(jī)各方面的要求更為苛刻，而升沉補(bǔ)償系統(tǒng)是保障深海浮式鉆井平臺(tái)正常作業(yè)以及提 高工作效率和質(zhì)量必不可少的重要裝備之一，其綜合性能的好壞直接影響著海洋石油的開(kāi)發(fā)成敗。按照海洋石油鉆井平臺(tái)升沉補(bǔ)償裝置的安裝位置主要分為天車(chē)補(bǔ)償、鋼絲繩補(bǔ)償、游車(chē)和大鉤間的補(bǔ)償以及絞車(chē)補(bǔ)償。游車(chē)和大鉤間的升沉補(bǔ)償裝置產(chǎn)品化較早，該補(bǔ)償方式的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在補(bǔ)償過(guò)程鋼絲繩不產(chǎn)生頻繁的交變應(yīng)力，對(duì)其壽命影響很小，系統(tǒng)重心相對(duì)較低，維護(hù)較方便；但液壓系統(tǒng)管線較復(fù)雜，軟管較多，井架工作高度浪費(fèi)較大。天車(chē)升沉補(bǔ)償系統(tǒng)是繼游車(chē)大鉤補(bǔ)償之后發(fā)展起來(lái)的，天車(chē)補(bǔ)償方案憑借擺幅機(jī)構(gòu)的作用，減少了鋼絲繩的折彎效應(yīng)，鋼絲繩壽命所受影響較??；但設(shè)備重量大、重心高，使井架系統(tǒng)整體重量增加較多，維修和保養(yǎng)不方便。由于液壓系統(tǒng)相對(duì)緊湊，便于實(shí)現(xiàn)，因此得到了較好的推廣應(yīng)用。鋼絲繩補(bǔ)償對(duì)原系統(tǒng)影響較小，容易實(shí)現(xiàn)，但對(duì)鋼絲繩壽命影響較大，且占據(jù)較大的平臺(tái)空間。相對(duì)于其他補(bǔ)償方式，近年來(lái)開(kāi)發(fā)的絞車(chē)補(bǔ)償裝置具有鉆井效率高、傳動(dòng)簡(jiǎn)單、設(shè)備重心低，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，平臺(tái)載荷與占用空間減少的特點(diǎn)，應(yīng)用前景很好。目前國(guó)外已經(jīng)開(kāi)展了絞車(chē)補(bǔ)償裝置的研究，并有產(chǎn)品面世，其主要原理是在傳統(tǒng)鉆井絞車(chē)的基礎(chǔ)上通過(guò)增大電機(jī)功率來(lái)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)升沉補(bǔ)償功能，因此具有裝機(jī)功率高、控制精度較低、能耗巨大的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種浮式海洋石油鉆井平臺(tái)的絞車(chē)升沉補(bǔ)償裝置，以滿足海上石油鉆井的性能要求，同時(shí)降低系統(tǒng)能耗、簡(jiǎn)化鉆機(jī)結(jié)構(gòu)、提高鉆井效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的總體構(gòu)思是采用差動(dòng)行星齒輪系作為升沉補(bǔ)償絞車(chē)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)與被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)外齒圈進(jìn)行升沉補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)、送鉆電機(jī)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)輪進(jìn)行自動(dòng)送鉆運(yùn)動(dòng)，使得行星架與絞車(chē)滾筒輸出復(fù)合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了兩種運(yùn)動(dòng)的解耦控制與聯(lián)合運(yùn)動(dòng)；氣液轉(zhuǎn)換器通過(guò)被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)承擔(dān)鉆柱的部分靜載荷；主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)克服運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償過(guò)程中的其余載荷。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是在由電機(jī)、圓柱齒輪減速器、送鉆電機(jī)、擺線減速機(jī)、離合器、聯(lián)軸器、絞車(chē)軸、絞車(chē)滾筒、液壓盤(pán)剎、死繩拉カ傳感器所構(gòu)成的常規(guī)鉆井絞車(chē)的基礎(chǔ)上加入升沉補(bǔ)償功能，將圓柱齒輪減速器替換為差動(dòng)行星齒輪減速器，還增加了被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)、高位油箱、液動(dòng)切斷閥、失電保護(hù)閥、限速閥、氣液轉(zhuǎn)換器、工作氣瓶、電磁卸荷溢流閥、補(bǔ)油單向閥、加速度傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器和PLC控制單元。主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)與被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)通過(guò)離合器、聯(lián)軸器與差動(dòng)行星減速器的外齒圈齒輪相連，沿外齒圈周向布置；送鉆電機(jī)經(jīng)擺線減速機(jī)、聯(lián)軸器與差動(dòng) 行星減速器的太陽(yáng)輪相連。加速度傳感器與平臺(tái)固聯(lián)，壓カ傳感器安裝在鉆機(jī)死繩端，一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器與主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)軸相連、另ー個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼器與絞車(chē)軸相連。液動(dòng)切斷閥的A ロ與被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)的高壓油腔相連，液動(dòng)切斷閥的P ロ與失電保護(hù)閥的A ロ相連；失電保護(hù)閥的P ロ與高位油箱相連，失電保護(hù)閥的O ロ與氣液轉(zhuǎn)換器相連；氣液轉(zhuǎn)換器的氣腔與工作氣瓶相連；補(bǔ)油泵、補(bǔ)油單向閥和電磁卸荷溢流閥構(gòu)成氣液轉(zhuǎn)換器的補(bǔ)油與安全回路；油箱布置于被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)上方，從而為液壓馬達(dá)低壓腔提供恒壓源；PLC控制單元分別與電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、失電保護(hù)閥、電磁卸荷溢流閥、補(bǔ)油泵和各個(gè)傳感器的控制信號(hào)接ロ電連接。絞車(chē)升沉補(bǔ)償裝置采用兩側(cè)對(duì)稱布置。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有下列有益效果I.將鉆井絞車(chē)與升沉補(bǔ)償裝置功能集于一身，節(jié)省了一套專(zhuān)用的補(bǔ)償裝置，并具有響應(yīng)快速、鉆井效率高、鉆井系統(tǒng)重心低、補(bǔ)償范圍不受液缸長(zhǎng)度的限制、鋼絲繩壽命長(zhǎng)、平臺(tái)載荷與占用空間減少等諸多優(yōu)勢(shì)。2.采用機(jī)電液聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的方式，氣液轉(zhuǎn)換器通過(guò)被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)承擔(dān)鉆柱的部分靜載荷，降低了主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)的能量輸出，并通過(guò)對(duì)升沉補(bǔ)償能量進(jìn)行周期性的存儲(chǔ)與釋放，有效地控制了能量的消耗，降低了鉆井操作成本。3.采用差動(dòng)行星齒輪系作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)外齒圈進(jìn)行升沉補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)、驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)輪進(jìn)行自動(dòng)送鉆運(yùn)動(dòng)，使得行星架與絞車(chē)滾筒輸出復(fù)合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了兩種運(yùn)動(dòng)的解耦控制與聯(lián)合運(yùn)動(dòng)，提高了補(bǔ)償?shù)目刂凭取?.當(dāng)突然失載時(shí)，游動(dòng)系統(tǒng)快速上行導(dǎo)致被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)快速轉(zhuǎn)動(dòng)，限速閥會(huì)限制流量低于某ー值從而限制馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，同時(shí)低壓油腔的壓カ升高，從而推動(dòng)液動(dòng)切斷閥換向，切斷液氣轉(zhuǎn)換器與被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)之間的壓力通道。通過(guò)雙重保護(hù)措施，避免由于失載而導(dǎo)致惡性事故發(fā)生。5.在液氣轉(zhuǎn)換器和被動(dòng)液壓馬達(dá)之間安裝了失電保護(hù)閥，當(dāng)系統(tǒng)由于某種原因失去電カ供應(yīng)的時(shí)候，失電保護(hù)閥在彈簧的作用下復(fù)位，切斷高壓液氣轉(zhuǎn)換器和被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)之間的油路，避免事故發(fā)生。6. PLC控制單元根據(jù)鉆井平臺(tái)上的加速度傳感器信號(hào)以及差動(dòng)減速器外齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，向主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)的變頻控制系統(tǒng)發(fā)出指令，控制外齒圈帶動(dòng)絞車(chē)滾筒正反轉(zhuǎn)，減小平臺(tái)升沉運(yùn)動(dòng)對(duì)大鉤的影響；根據(jù)死繩壓カ傳感器的壓カ信號(hào)與絞車(chē)軸的角位移信號(hào)，實(shí)時(shí)計(jì)算鉆壓，向送鉆電機(jī)的變頻控制系統(tǒng)發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送鉆。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來(lái)進(jìn)ー步描述本發(fā)明。圖I是依據(jù)本發(fā)明所提出的海洋浮式鉆井平臺(tái)絞車(chē)升沉補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明所提出的海洋浮式鉆井平臺(tái)絞車(chē)升沉補(bǔ)償裝置的液壓系統(tǒng)原理圖。圖中，I一外齒圈動(dòng)力輸入軸；2—被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)；3—送鉆電機(jī)；4一擺線減速機(jī)；5—太陽(yáng)輪動(dòng)力輸入軸；6—主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)及變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；7—離合器；8—差動(dòng)行星減速器；9一外齒圈；10—行星架；11一液壓盤(pán)剎；12—絞車(chē)軸；13—絞車(chē)滾筒；14一聯(lián)軸器；15—液動(dòng)切斷閥；16—失電保護(hù)閥；17—?dú)庖恨D(zhuǎn)換器；18—工作氣瓶；19_氣壓源；20_后備氣瓶；21_電磁卸荷溢流閥；22_補(bǔ)油單向閥；23_補(bǔ)油泵；24—高位油箱；25—平臺(tái)加速度傳感器；26—死繩壓カ傳感器；27—PLC控制單元；28_限速閥；29_主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)編碼器；30-絞車(chē)軸旋轉(zhuǎn)編碼器。
具體實(shí)施例方式如圖1、2所示，海洋浮式鉆井平臺(tái)絞車(chē)升沉補(bǔ)償裝置沿絞車(chē)滾筒13兩端對(duì)稱布置，主要包括被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)2、主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)6及其變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、差動(dòng)行星減速器8、 送鉆電機(jī)3、絞車(chē)軸12及絞車(chē)滾筒13。安裝吋，主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)6與被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)2通 過(guò)離合器7、聯(lián)軸器14與差動(dòng)行星減速器8的外齒圈小齒輪相連，沿外齒圈9周向布置；送鉆電機(jī)3經(jīng)擺線減速機(jī)4、聯(lián)軸器14與差動(dòng)減速器8的太陽(yáng)輪動(dòng)力輸入軸5相連；行星架10與絞車(chē)軸12通過(guò)鍵連接。加速度傳感器25與平臺(tái)固聯(lián)，壓カ傳感器26安裝在鉆機(jī)死繩端，旋轉(zhuǎn)編碼器29與主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)軸相連、旋轉(zhuǎn)編碼器30與絞車(chē)軸相連。高位油箱24布置于被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)上方；液動(dòng)切斷閥15的A ロ與被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)2的高壓油腔相連，液動(dòng)切斷閥15的P ロ與失電保護(hù)閥16的A ロ相連；失電保護(hù)閥16的P ロ與高位油箱24相連，失電保護(hù)閥16的O ロ與氣液轉(zhuǎn)換器17相連；氣液轉(zhuǎn)換器17的氣腔與工作氣瓶18相連；補(bǔ)油泵23出口與補(bǔ)油單向閥22進(jìn)ロ相連，補(bǔ)油單向閥22出口與氣液轉(zhuǎn)換器17相連，電磁卸荷溢流閥21兩端分別與高位油箱24、補(bǔ)油單向閥22出口相連，共同構(gòu)成了氣液轉(zhuǎn)換器17的補(bǔ)油與安全回路。PLC控制單元27分別與電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)6、失電保護(hù)閥16、電磁卸荷溢流閥21、補(bǔ)油泵23、平臺(tái)加速度傳感器25、死繩壓カ傳感器26、主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)編碼器29 ;絞車(chē)軸旋轉(zhuǎn)編碼器30的控制信號(hào)接ロ電連接。氣液轉(zhuǎn)換器17通過(guò)被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)2承擔(dān)鉆柱的部分靜載荷，主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)6克服運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償過(guò)程中的其余載荷。失電保護(hù)閥16安裝于氣液轉(zhuǎn)換器17和被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)2之間，失電時(shí)自動(dòng)切斷油路，停止向被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)2供油。液動(dòng)切斷閥15的控制ロ與被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)2的低壓腔相連，當(dāng)鉆桿斷脫引起的被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)2快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，升高的壓カ推動(dòng)液動(dòng)切斷閥15換向，切斷被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)2與氣液轉(zhuǎn)換器17的連接通道，避免惡性事故發(fā)生。本發(fā)明的工作原理如下正常工作時(shí)失電保護(hù)閥16通電處于上位接通狀態(tài)，液動(dòng)切斷閥15在彈簧的作用下處于上位導(dǎo)通狀態(tài)，氣液轉(zhuǎn)換器17中的液壓油與被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)2的高壓油腔相通，用以承擔(dān)鉆柱的部分靜載荷。如果主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)6通過(guò)離合器7與外齒圈9相連，失電保護(hù)閥16處于下位斷開(kāi)狀態(tài)，液壓馬達(dá)卸荷，此時(shí)系統(tǒng)為主動(dòng)式補(bǔ)償。如果主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)6通過(guò)離合器7與外齒圈9相連，失電保護(hù)閥16處于上位接通狀態(tài)，被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)2與主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)6共同克服大鉤載荷，此時(shí)系統(tǒng)為半主動(dòng)式補(bǔ)償。當(dāng)浮式海洋鉆井平臺(tái)隨波浪上升、下沉?xí)r，鉆機(jī)游動(dòng)系統(tǒng)隨之上升、下降。海洋浮式鉆井平臺(tái)絞車(chē)升沉補(bǔ)償裝置通過(guò)安裝在平臺(tái)上的加速度傳感器25檢測(cè)平臺(tái)升沉信號(hào)；同時(shí)死繩壓カ傳感器26的壓カ信號(hào)、主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)編碼器29與絞車(chē)軸旋轉(zhuǎn)編碼器30的旋轉(zhuǎn)角位移信號(hào)也傳遞給PLC控制單元27。PLC控制單元27根據(jù)船體升沉與主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)位移信號(hào)并根據(jù)制定好的智能控制策略向主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)6的變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，控制差動(dòng)行星減速器8的外齒圈9正反向轉(zhuǎn)動(dòng)，使得游動(dòng)系統(tǒng)按照與船體升沉相反的方向運(yùn)動(dòng)，以維持絕對(duì)位置不變。同吋，PLC控制單元27根據(jù)死繩壓カ傳感器26的壓力信號(hào)、絞車(chē)軸旋轉(zhuǎn)編碼器30的角位移信號(hào)并根據(jù) 好的智能控制策略向送鉆電機(jī)3的變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，控制差動(dòng)行星減速器8的太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)恒鉆壓或恒鉆速自動(dòng)送鉆。當(dāng)系統(tǒng)由于鉆桿斷脫等事故導(dǎo)致突然失載時(shí)，被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)2快速轉(zhuǎn)動(dòng)，限速閥28會(huì)限制流量低于某ー值從而限制馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)速度；同時(shí)低壓油腔壓カ升高，從而推動(dòng)液動(dòng)切斷閥15換向，切斷氣液轉(zhuǎn)換器17與被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)2之間的壓力通道。通過(guò)上述雙重保護(hù)措施，避免由于失載而導(dǎo)致惡性事故發(fā)生。當(dāng)系統(tǒng)由于某種原因失去電カ供應(yīng)的時(shí)候，失電保護(hù)閥16在彈簧的作用下復(fù)位，切斷氣液轉(zhuǎn)換器17和被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)2之間的油路。本發(fā)明將鉆井絞車(chē)與升沉補(bǔ)償裝置功能集于一身，具有響應(yīng)快速、鉆井效率高、鉆井系統(tǒng)重心低、補(bǔ)償范圍不受液缸長(zhǎng)度的限制、平臺(tái)載荷與占用空間減少等諸多優(yōu)勢(shì)；本發(fā)明同時(shí)克服了國(guó)外主動(dòng)式絞車(chē)升沉補(bǔ)償裝置裝機(jī)功率大、控制精度低的缺點(diǎn)，有效地控制了能量的消耗，降低了鉆井操作成本，提高了升沉補(bǔ)償?shù)目刂凭取?br> 權(quán)利要求
1.ー種海洋浮式鉆井平臺(tái)絞車(chē)升沉補(bǔ)償裝置，包括主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)(6)、差動(dòng)行星減速器(8)、送鉆電機(jī)(3)、擺線減速機(jī)(4)、離合器(7)、聯(lián)軸器(14)、絞車(chē)軸(12)、絞車(chē)滾筒(13)和液壓盤(pán)剎(11)，其特征在于還包括被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)(2)、液動(dòng)切斷閥(15)、失電保護(hù)閥(16)、限速閥(28)、氣液轉(zhuǎn)換器(17)、工作氣瓶(18)、氣壓源(19)、后備氣瓶(20)、電磁卸荷溢流閥(21)、補(bǔ)油單向閥(22)、補(bǔ)油泵(23)、高位油箱(24)、平臺(tái)加速度傳感器(25)、死繩壓カ傳感器(26)、PLC控制單元(27)、主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)編碼器(29)和絞車(chē)軸旋轉(zhuǎn)編碼器(30)，被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)(2)通過(guò)聯(lián)軸器(14)、外齒圈動(dòng)力輸入軸(I)與差動(dòng)行星減速器(8)的外齒圈(9)相連，主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)(6)通過(guò)離合器(7)、聯(lián)軸器(14)與差動(dòng)行星減速器(8)的外齒圈(9)相連，送鉆電機(jī)(3)經(jīng)過(guò)擺線減速機(jī)(4)與太陽(yáng)輪動(dòng)力輸入軸(5)相連，行星架(10)與絞車(chē)軸(12)通過(guò)鍵連接，絞車(chē)軸(12)上裝有絞車(chē)滾筒(13)及液壓盤(pán)剎(11);加速度傳感器(25)與平臺(tái)固聯(lián)，壓カ傳感器(26)安裝在鉆機(jī)死繩端，旋轉(zhuǎn)編碼器(29)與主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)軸相連、旋轉(zhuǎn)編碼器(30)與絞車(chē)軸相連；液動(dòng)切斷閥(15)的A ロ與被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)(2)的高壓油腔相連，液動(dòng)切斷閥(15)的P ロ與失電保護(hù)閥(16)的Aロ相連；失電保護(hù)閥(16)的P ロ與高位油箱(24)相連，失電保護(hù)閥(16)的O ロ與氣液轉(zhuǎn)換器(17)相連；氣液轉(zhuǎn)換器(17)的氣腔與工作氣瓶(18)相連；補(bǔ)油泵(23)出口與補(bǔ)油單向閥(22)進(jìn)ロ相連，補(bǔ)油單向閥(22)出口與氣液轉(zhuǎn)換器(17)相連，電磁卸荷溢流閥(21)兩端分別與高位油箱(24)、補(bǔ)油單向閥(22 )出口相連；PLC控制單元(27 )分別與失電保護(hù)閥(16)、電磁卸荷溢流閥(21)、補(bǔ)油泵(23)、平臺(tái)加速度傳感器(25)、死繩壓カ傳感器(26)、主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)編碼器(29)和絞車(chē)軸旋轉(zhuǎn)編碼器(30)的控制信號(hào)接ロ電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海洋浮式鉆井平臺(tái)絞車(chē)升沉補(bǔ)償裝置，其特征在于，差動(dòng)行星減速器(8)為周轉(zhuǎn)輪系，外齒圈動(dòng)力輸入軸(I)與太陽(yáng)輪動(dòng)力輸入軸(5 )分別作為輸入構(gòu)件，ィ丁星架(10)為輸出構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海洋浮式鉆井平臺(tái)絞車(chē)升沉補(bǔ)償裝置，其特征在干，氣液轉(zhuǎn)換器(17)經(jīng)過(guò)液動(dòng)切斷閥(15)、失電保護(hù)閥(16)與被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)(2)的高壓腔相連，承擔(dān)鉆柱的部分靜載荷。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海洋浮式鉆井平臺(tái)絞車(chē)升沉補(bǔ)償裝置，其特征在于，失電保護(hù)閥(16)安裝于氣液轉(zhuǎn)換器(17)和被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)(2)之間的油路上，失電時(shí)自動(dòng)切斷油路，停止向被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)(2)供油。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海洋浮式鉆井平臺(tái)絞車(chē)升沉補(bǔ)償裝置，其特征在于，液動(dòng)切斷閥(15)的控制ロ與被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)(2)的低壓腔相連，當(dāng)鉆桿斷脫引起的被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)(2)快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，限速閥(28)會(huì)限制流量低于某ー值，同時(shí)升高的壓カ推動(dòng)液動(dòng)切斷閥(15)換向，切斷被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)(2)與氣液轉(zhuǎn)換器(17)的連接通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之任一項(xiàng)所述的海洋浮式鉆井平臺(tái)絞車(chē)升沉補(bǔ)償裝置，其特征在干，絞車(chē)升沉補(bǔ)償裝置沿絞車(chē)滾筒兩側(cè)對(duì)稱布置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種新型海洋浮式鉆井平臺(tái)絞車(chē)升沉補(bǔ)償裝置，采用差動(dòng)行星齒輪系作為升沉補(bǔ)償絞車(chē)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，來(lái)自主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)與被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)的動(dòng)力由外齒圈輸入，來(lái)自送鉆電機(jī)的動(dòng)力由太陽(yáng)輪輸入，行星架輸出動(dòng)力驅(qū)動(dòng)絞車(chē)滾筒運(yùn)動(dòng)，PLC控制單元基于檢測(cè)到的平臺(tái)升沉信號(hào)，控制主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)帶動(dòng)差動(dòng)減速器外齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)滾筒正反向轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)補(bǔ)償平臺(tái)的升沉運(yùn)動(dòng)；基于檢測(cè)到的鉆壓變化信號(hào)，控制送鉆電機(jī)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送鉆運(yùn)動(dòng)。氣液轉(zhuǎn)換器通過(guò)被動(dòng)補(bǔ)償液壓馬達(dá)承擔(dān)鉆柱的部分靜載荷，主動(dòng)補(bǔ)償電機(jī)克服運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償過(guò)程中的其余載荷，降低了系統(tǒng)能耗、提高了補(bǔ)償精度。
文檔編號(hào)E21B19/09GK102691484SQ20121018344
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者劉美英, 張彥廷, 蓋永革, 黃魯蒙, 齊明俠 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)