苏州市姑苏区邮政编码:图解自升式钻井平台升降系统（原创） - xxmage的博客 - 工控博客

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）

集储油和动力供给平台

目前,我从事的工作是以自升式钻井平台建造工程，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。

我曾经参与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)；中油海胜利十号。

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、钻井辅助设备；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；升降控制台；中央DCS系统控制室；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：

一升降控制台：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，根据不同地域水深情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，使升降输出动力可靠；



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控制台，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控制台的上位机，在控制台每组显示屏上显示每条桩腿的上升、下降高度，以便于操作者监控掌握平台高度和操作。



升降控制台

控制结构：
整个平台升降的操作主要集中在升降控制台，在升降控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控制柜（MCC），控制升降马达完成升降动作。

    

新式升降控制台
升降控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


控制台上有两个物理水平仪和一个电子水平仪，以保障平台控制在安全倾斜范围之内（一般设置为：1.5度报警，2.5度停车）。


控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致，以便于判断平台倾斜放向（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略开关进行紧急操作！（在面板上由钥匙控制）

***操作注意事项***

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，开关跳闸产生安全隐患）。

升降MCC
升降MCC是升降系统的执行机构，由升降控制台下达控制命令给PLC控制器，由PLC控制器执行电气元件的动作，每个桩腿一组电气控制柜。如下图为升降MCC部分原理介绍：

调试前准备：

在调试前，将对与盘柜上所连接的所有动力电缆、控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控制便携操作箱的控制线。
一定要注意：

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判断失误，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安全事故）。

***降平台操作前应注意事项!***

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，因此为避免这种现象发生，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，保障安全降平台

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