图解自升式钻井平台升降系统(原创)
图解自升式钻井平台升降系统(原创) 海洋石油平台分类: 采油模块 自升式钻井平台 半潜式钻井式平台 储油船(FPSO) 集储油和动力供应平台 目前,我从事的工作是以自升式钻井平台建立工程,以平台电气系统设备调试为主要工作,下面介绍自升式钻井平台的概况及重要系统:升降系统。 我曾经参加制造的自升式钻井平台有:JU2000E系列:1~6号;中油海L780-1、L780-2;中海油937(CJ46);中油海成功十号。 自升式钻井平台组成: 主船体:主甲板面主要承载起重设备;钻井作业配套设备;通风设备;锚机设备;救生筏及悬臂梁液压滑移设备等; 机舱机械甲板主要承载主发电、供电系统;暖通空调设备;海水、淡水设备;泥浆、钻井协助设备;消防系统等; 生活区:应急发电、应急供电系统;钻井办公、休息区;餐饮服务间;无线电通讯室;升降限制台;中心DCS系统限制室;救生艇;飞行甲板区; 钻井作业区(悬臂梁及钻台):井架设备;钻台设备;防喷器设备;高压泥浆管线设备悬臂梁设备等; 升降系统组成: 一升降限制台:CENTRAL CONTROL CONSOLE 二升降MCC:JACKING MCC 三桩腿单元:LEG UNIT 升降马达:JACKING MOTOR 桩腿单元: 桩腿单元是升降系统的重要组成部分,大部分钻井平台有三条桩腿,它起到将船体支撑在水面上,以便于进行水上钻井作业,同时,依据不同地域水深状况调整适合平台作业的水深高度,使悬臂梁移出达到钻井工位进行钻井工作。 平台的桩腿位于平台主船体的承重端点位置上,一般有三个桩腿,呈花架结构; 它的升降移动是靠齿轮齿条传动,齿条间距:319.186mm;升降移动速度:0.45m/min; 由升降电机带动齿轮变速箱输出动力给转动小齿轮,小齿轮与焊接在装腿上的齿条咬合达到传动效果,每个桩腿有三个玄管,每个玄管基础支架上有4~6个升降电机,使升降输出动力牢靠; 升降电机的组成与排列 下图背面排列有三组六个电机。 电机内部接线有:主电源,电机加热器,热敏电阻,刹车绕组,刹车行程开关。 每个传动齿轮轴一端安装有负荷传感器,将齿轮承受重量以模拟量信号传送给MCC上的PLC模块,再将计算结果以通讯方式传给升降限制台,显示在触摸屏上。 每个桩腿升降基础上面安装有一个计米器,其转动齿片与桩腿齿条咬合,同轴连接一个转动小齿片,当大齿片带动小齿片转动时,会给高度检测装置上的传感器一个脉冲信号,通过变送器送到升降PLC计算脉冲,将计算结果经过通讯线传送到升降限制台的上位机,在限制台每组显示屏上显示每条桩腿的上升、下降高度,以便于操作者监控驾驭平台高度和操作。 升降限制台 限制结构: 整个平台升降的操作主要集中在升降限制台,在升降限制台上通过操作升或降按钮,将升平台或降平台指令由通讯数据线传达到三个升降马达限制柜(MCC),限制升降马达完成升降动作。 新式升降限制台 升降限制台上安装有三组触摸式设置屏,分别显示三条桩腿工作状态。(这是) 升降台触摸屏状态显示 一条桩腿一组显示屏,屏上显示每个升降齿轮承受的重量,平台总重量,升降电机工作电流,有功功率、逆功功率,桩腿高度等 限制台上有两个物理水平仪和一个电子水平仪,以保障平台限制在平安倾斜范围之内(一般设置为:1.5度报警,2.5度停车)。 限制台柜内黑色三角元件为电子水平仪,摆放位置与桩腿布置相同,以体现真实水平状态。 电子水平仪触摸显示屏显示平台水平状态 电子水平仪触摸显示屏与船体方向显示一样,以便于推断平台倾斜放向(若平台倾斜超出设定范围会产生报警) 一般设置为: 1.5度报警, 2.5度停车。 紧急状态下,可以打开倾斜状态忽视开关进行紧急操作!(在面板上由钥匙限制) ***操作留意事项*** 升降时三条桩腿分别启动,启动间隔在2秒~5秒之间,不得超出或小于时间范围,否则会导致平台倾斜,桩腿与桩腿基础产生摩擦导致桩腿齿条损坏(设置三条桩腿间隔启动,是为了防止三条腿同时启动时瞬间负载过大,发电机承受不了重载而受损,开关跳闸产生平安隐患)。 升降MCC 升降MCC是升降系统的执行机构,由升降限制台下达限制吩咐给PLC限制器,由PLC限制器执行电气元件的动作,每个桩腿一组电气限制柜。如下图为升降MCC部分原理介绍: 调试前打算: 在调试前,将对与盘柜上所连接的全部动力电缆、限制电缆与设备的连接正确性进行检查;其中包括:桩腿电机的动力电缆连接,加热器,热敏电阻,电机电磁抱闸,电磁抱闸行程开关、桩腿小齿轮负荷传感器以及到桩腿本地限制便携操作箱的限制线。 肯定要留意: 将电机加热器线和热敏电阻线的连接严格区分开来(二者之间电阻阻值相差很小,一但接错,就会烧毁热敏电阻,造成电气故障)。 另外,还要区分好桩腿小齿轮负荷传感器与24V电源连接的正负极性确认无误(否则会使PLC对船体重量计算不准造成平台桩腿负重不均,使操作者对桩腿承载重量推断失误,增大单个桩腿升降电机负荷电流,最终导致一台电机损坏后多台电机接连损坏的连锁平安事故)。 ***降平台操作前应留意事项!*** 在降平台过程中,平台自重将会使升降电机由做功(有功)状态转为发电状态(逆功)状态,产生的逆功过大,会使发电机逆功过大停车,使供电开关跳闸,给降船过程产生不良后果,因此为避开这种现象发生,在降船时,将适当增大供电系统的有功负荷,以抵消逆功现象,保障平安降平台