自升式海洋钻井平台液压升降系统

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海洋平台结构作业——自升式海洋平台升降结构

海洋平台结构作业——自升式海洋平台升降结构

常见自升式海洋平台升降结构对比分析班级:学号:姓名:目录一、自升式平台简介 (3)二、现有常见升降结构 (4)1、圆柱型桩腿一单环梁液压升降装置 (4)2、方壳型桩腿—双环梁液压升降装置 (6)3、桁架型桩腿一齿轮齿条升降装置 (7)三、升降系统的对比 (8)1、桩腿结构形式对比 (8)2、触底形式对比 (9)3、升降装置对比 (10)4、动力源对比 (11)一、自升式平台简介自升式平台是一种海上活动式钻井装备,目前是我国海洋石油勘探中使用最多的一种钻井平台,由于其作业稳定性好和定位能力强,在大陆架海域的油气勘探开发中居极其重要的地位。

自升式平台主要由平台主体、桩腿、升降锁紧装置、钻井装置(包括动力设备和起重设备)以及生活楼(包括直升飞机平台)等组成。

平台在工作时用升降装置将平台主体提升到海面以上,使之免受海浪冲击,依靠桩腿的支撑稳定的站立在海底进行钻井作业。

完成任务后,降下平台主体到海面,拔起桩腿并将其升至拖航位置,即可拖航到下一个井位作业。

因此,支撑升降系统的结构对自升式海洋工作平台的安全有着至关重要的作用。

自升式平台的工作状态如图一所示。

图一二、现有常见升降结构支撑升降系统作为自升式平台中的核心部分,在平台的设计建造中历来受到高度重视,其性能的优劣直接影响到平台的安全和使用效果。

最常用的升降装置是齿轮齿条式和顶升液压缸式。

具体可见下表壳体桩腿是封闭型桩腿,其桩腿截面有圆形和方形两种形式;桁架式桩腿截面有三角形和四方形两种形式。

不同截面形状的桁架式和壳体式桩腿与不同类型的升降驱动方案相互组合,衍生出多种能够实现升降平台功能的支撑升降系统类型。

1、圆柱型桩腿一单环梁液压升降装置销子、销孔和项升液压缸是一种升降装置。

系统原理图如图二。

图二每一桩腿有两组液压动作的插销和一组顶升液压缸。

当装在环梁上的一组环梁销插入到桩腿的销孔中时,一组顶升液压缸的同步动作即可使环梁及销子带动桩腿(或平台主体)升降一个节距,然后进行换手:将锁紧销推入到桩腿的销孔中,退出环梁销,液压缸和环梁复位,下一个工作循环开始。

自升式海上钻井平台液压升降系统解析

自升式海上钻井平台液压升降系统解析

自升式海上钻井平台液压升降系统解析摘要:本文对海洋平台液压升降系统以往的情况,对液压举升系统的结构,工作过程,液压控制系统进行分析。

关键词:液压升降系统;分析介绍一.引言自升式海上钻井平台液压升降系统,由一组独立的海上钻井平台提高液压驱动系统,确保桩腿可以克服泥砂带来阻力和自身重力,将桩腿插入或拔出海床和升降平台。

根据升降平台、操作、自储存、预压等的重量计算出压力条件下的重量和重力,确定正常的起重能力,预提升系统容量的提高起升速度。

液压升降系统的设计平台应满足以下功能:确保系统有足够的力量去克服阻力和平台的重力,将桩体腿插入或拔出;在桩腿的工作过程,转动应平稳,无卡阻现象;插桩或桩过程,液压能满足一定的节距的要求;系统设计自锁液压升降系统,在各种工作和非工作状态时,该系统可以实现自锁,由计算机或控制台命令完成升降工作。

二.国内外自升式海上钻井平台现状随着陆地油气资源开采力度的日渐加大和油气储量的不断减少,占全球资源总量约34%的海洋石油资源已成为人们关注的焦点和新一轮油气勘探开发的热点。

海洋钻井平台作为海上油气勘探开发的重要装备之一,目前已在世界范围内受到了普遍关注。

受海洋作业恶劣环境的影响,海洋钻井平台技术发展在近十几年中发生了重大变化,人们已经不再满足于过去传统的平台装备技术和钻探方式,而是逐渐将目光从浅海移向深海、由浅油气层转向深油气层、由简单地质层转向复杂地质层等,从而使得海洋钻井平台装备也随之由过去比较单一的固定式、自升式等装备发展到技术先进、控制性好、钻探能力强、适应范围广的钻探船、半潜式平台等勘探开发装备上来,并已成为当前和今后一段时间内世界海洋油气勘探开发的必然趋势。

纵观世界海洋钻井平台的发展历史,自1887年世界上最早的海上石油勘探开发工作起源以来,直到50多年以后,也就是20世纪40年代末期,海上石油工程才开始有了新的起色并发生了较大变化。

当时世界范围内共有3个国家能够从事海上石油开发工作,所用的平台都是固定式平台,且结构和钻井方式均比较简单,平台适应水深的能力只有几十米。

自升式海上钻井平台升降系统技术特点分析

自升式海上钻井平台升降系统技术特点分析

压 马达, 可使 升降 系统 针对 不 同 的载荷 采用 不 同 的 速度 ,这 样 节 省 了平 台 升降 的时 间 ;③采 用 大 扭
矩 、低转 速 的液 压马达 可减小 减速箱 的传动 比,从
而减小其 尺寸和 造价 。 从 操 作方式及 故障 率来看 ,两种驱 动升降方 式
均 需设置集 中控 制 台和 桩边 控制 台,集 中控制 台 内
2 齿 轮齿 条 升 降系统 的设 备 组 成
自升式平 台的桩腿齿 条是 沿桩腿 圆筒 或玄杆铺升 降系统传
动装 置 的末端 ,整 个升 降系统 的动力 由电动机或液
压马 达输 出 ,通过联 轴器传 输到传 动装置 ,再 由传 动装置 传递给 小齿轮 ,最后通 过小齿 轮驱动齿 条作

T ur … o n
(7 t 0) 1

一 条棠 茎
B 8 00 0N・ 以上 。 目前 国 内缺 乏这 种 大速 比减 速 0 0 m
机 构 的设 计制 造 经验 ,对 于其受 力 分析 、动 力学研 究 、振 动噪声 控 制 、弹性 啮合 原理 以及 载荷 分配 等
每座平 台典型 的 电动齿 轮齿条 式升 降系统 的主
齿 轮齿条 升降 的方 式 比较 多 。所 谓齿轮 齿条式 升降
系统就是 在平 台的每根齿 条上设 置几个小 齿轮 ,齿 条及 其对应 小齿轮 数量根 据平 台所 要求 的举升能 力
和平 台总体要 求加 以确定 。动力通 过桩边 马达驱动
直 线运 动 ,从 而带动桩 腿或平 台进行 升降作业 。对
l 圈 梁 ; 2 平 台 主 甲板 ; 3 顶 升 油 缸 ;4 升 降 室 顶 饭 ; 一 — 一 -
于一个 三根绗 架式桩腿 的 自升 式平 台来说 ,每一个 桩 腿 上都有 三 根玄杆 ,每根 玄杆 上 设有 两道 齿 条 , 每 道齿 条上有 上下 两个小 齿轮 与之 啮合 ( 图 3 , 见 ) 每一 对 啮合 齿轮及 其驱 动 、传 动装置构 成一个升 降 单元 ,一般 来讲 ,升降 系统 由数 个或数 十个升 降单

海洋钻井平台的分类海洋钻井平台drillingplatform是主要用于钻探

海洋钻井平台的分类海洋钻井平台drillingplatform是主要用于钻探

海洋钻井平台的分类海洋钻井平台(drilling platform)是主要用于钻探井的海上结构物。

平台上装钻井、动力、通讯、导航等设备,以及安全救生和人员生活设施,是海上油气勘探开发不可缺少的手段。

主要分为移动式平台和固定式平台两大类。

其中按结构又可分为:(1)移动式平台:坐底式平台、自升式平台、钻井船、半潜式平台、张力腿式平台、牵索塔式平台(2)固定式平台:导管架式平台、混凝土重力式平台、深水顺应塔式平台坐底式钻井平台坐底式钻井平台又叫钻驳或插桩钻驳,适用于河流和海湾等30m以下的浅水域。

坐底式平台有两个船体,上船体又叫工作甲板,安置生活舱室和设备,通过尾郡开口借助悬臂结构钻井;下部是沉垫,其主要功能是压载以及海底支撑作用,用作钻井的基础。

两个船体间由支撑结构相连。

这种钻井装置在到达作业地点后往沉垫内注水,使其着底。

因此从稳性和结构方面看,作业水深不但有限,而且也受到海底基础(平坦及坚实程度)的制约。

所以这种平台发展缓慢。

然而我国渤海沿岸的胜利油田、大港油田和辽河油田等向海中延伸的浅海海域,潮差大而海底坡度小,对于开发这类浅海区域的石油资源,坐底式平台仍有较大的发展前途。

80年代初,人们开始注意北极海域的石油开发,设计、建造极区坐底式平台也引起海洋工程界的兴趣。

目前已有几座坐底式平台用于极区,它可加压载坐于海底,然后在平台中央填砂石以防止平台滑移,完成钻井后可排出压载起浮,并移至另一井位。

图为胜利二号坐底式钻井平台。

自升式钻井平台由平台自升式钻井平台由平台、桩腿和升降机构组成,平台能沿桩腿升降,一般无自航能力。

工作时桩腿下放插入海底,平台被抬起到离开海面的安全工作高度,并对桩腿进行预压,以保证平台遇到风暴时桩腿不致下陷。

完井后平台降到海面,拔出桩腿并全部提起,整个平台浮于海面,由拖轮拖到新的井位。

1953年美国建成第一座自升式平台,这种平台对水深适应性强,工作稳定性良好,发展较快,约占移动式钻井装置总数的1/2。

海上自升式平台电动升降装置的研究

海上自升式平台电动升降装置的研究

海上自升式电动升降装置的研究自升式钻井、采油平台及试油作业平台都有升降装置,它的主要功能是,当自升式平台移位时,通过升降装置把平台升离水面,为海上作业做好准备,作业结束后,再把平台降回水面,升起桩脚,使平台重新恢复成漂浮状态,准备拖航至下一个井位作业。

据1955年至今的统计,在所有海上移动式平台中,自升式平台的事故占全部平台事故损失数量的75%。

分析证明了,自升式平台的事故有一半以上发生在拖航和升降平台的时候。

所以对自升式平台升降系统的设计是至关重要的。

1 升降系统的机构形式以三角型平台胜利作业一号为例,如图1所示,在每个角上均有一根三角形桁架型插入式电动单齿条桩腿。

升降装置的传动部分为齿轮齿条传动方式,它主要由固定在桩腿上的齿条及固定在船体上的升降船传动装置—小齿轮、减速箱、电动机和制动器所组成。

每根桩脚有3条齿条各对应有3套升降船装置,而每套传动装置由一台电动机、一台制动器、一台减速器、一台减速箱和一个小齿轮组成。

这样,每根桩腿由3X3传动装置,全平台有3根桩脚,共有27套电动升降船传动系统。

每套升降装置电动机的伸出端装有电磁圆盘式制动器,制动器的制动转矩不小于电动机额定转矩的2倍。

2 升降系统的同步性每根桩脚腿的3X3台电动机和制动器由同一电源,同一组正、反转接触器供电给9台 并联电动机和制动器,以保证每根桩脚的3套齿轮条传动装置的同步性。

如果3X3台电动机或制动器,由于接触器动作失灵、主触点接触不良或电缆断芯均会 破坏同步性造成整个传动装置的损坏,严重的将会损坏齿轮、齿条。

3 工作过程载荷分析升降系统各工况负荷状况可根据图2分析如下:第一工况(0~t1):时间约10min 。

平台开始从浮动状态升船,到平台离开水面为止, 一个小齿轮的受力情况是从空载逐渐加大,最后达到额定负荷,这种工况电动机和小齿轮承受一样负荷,平均值为(890+710+800)/3=800kN 。

第二工况(t1~t2):时间约12min 。

自升式钻井平台U2000E简介

自升式钻井平台U2000E简介

4.2.4 斜拉筋 材料——ASTM A106 GR B or C · 纵向冲击试验值最小值在-27℃时27 J。 斜拉筋也必须满足船级社的下列要求和其它的铸碳钢要求: · 最高含碳量 0.21%; · 锰最小含量 0.60%; · t>25 mm,进行细砂抛光处理。 斜拉筋:直径φ168,壁厚11
6.BOP搬运系统
7.隔水管张紧系统
四、桩腿制造流程介绍
4.1 JU2000E(海洋石油942)桩腿概述
4.1.1 桩腿分段长度 海洋石油942桩腿全长约167米(从桩靴底部到桩腿顶部)。桩腿总长约164米 (包括盲齿条在内)。 桩腿从下往上分为7个分段制造:G1到G7; 每段的长度分别为: G1=19634.4 mm(包括盲齿条) G2/G3/G4/G5/G6=25603.2 mm G7=16459.4 mm
4.2 桩腿材料
(仅供参考)
JU2000E桩腿材料规格如下: 4.2.1 桩腿齿条 材料——调质钢 ASTM A517 GR Q ,A 级超声波探伤检查,屈服极限为690 MPa,抗拉强度为790/930 MPa,V 型缺口冲击最小平均值,纵向在-37℃、T/4 厚时为69 J,在 -27℃、T/2 厚时为69 J ,无裂纹和叠层的气切割齿,1/4 厚度 处的硬度为260 布氏硬度,真空除气,细晶粒最高含硫量为0.01%,最高含碳量 为0.18%。 厚度178MM,宽838MM 4.2.2 桩腿弦管 淬火、调质钢 ASTM A517 GR Q ,A 级超声波探伤检查,屈服极限为690 MPa,抗拉强度为790/930 MPa,V 型缺口冲击最小平均值,纵向在-37℃、T/4 厚时为69 J,在 -27℃、T/2 厚时为69 J ,最高含硫量为0.010%,最高含碳量 为0.18%。腿弦管成形后应进行热处理或应力消除。 壁厚83MM,宽700MM 4.2.3 斜拉筋和水平拉筋 材料——最小屈服极限 520MPa,纵向V 型缺口冲击测试在-40℃时41 J 或 在-37℃时45 J,最高含碳量0.18% 斜拉筋:直径φ273,壁厚21.4 水平拉筋:直径φ324,壁厚28.6

自升式海上钻井平台升降系统技术特点分析 (1)

自升式海上钻井平台升降系统技术特点分析 (1)

随着海洋开发战略的不断发展,对于海洋工程 装备的需求将日益旺盛,从自升式海上平台升降系 统的发展趋势来看,应着手研究开发电驱动式升降 系统。
参考文献 [1] 《自升式海洋平台齿轮齿条升降系统的研究》 作者:孙永泰
《石油机械》 2004-10-10. 收稿日期:2011-03-09
以每种新的传动形式的升降机构都需要进行破坏试
见表1电动齿轮齿条升降系统厂家名称法国blm荷兰msc美国letourneau驱动方式电动机驱动电动机驱动电动机驱动自升式海上平台升降系统汇总升降单元型号额定提升力c50180tc105270t150t300t170t200t450t270t320t360t齿条型式升降单元布置方案预压拔桩提桩等等每种工况过程中升降机构的受力状况以及升降速度的变化都需要进行分析否则对于升降系统的结构形式和传动方式选择都无法进行
725KIP 800KIP
(320t) (360t)
单边齿条 布置:18
机构的设计制造经验,对于其受力分析、动力学研
究、振动噪声控制、弹性啮合原理以及载荷分配等
(2) 国内方面
方面还需要进一步的研究;
近几年,国内从事海洋工程的各大公司和科研
(3) 高强度超大模数齿轮的设计与制造 与齿条啮合的小齿轮为超大模数齿轮,模数一
驱动 升降单元型号 齿条
升降单元
受力状况以及升降速度的变化都需要进行分析,否 名称
则对于升降系统的结构形式和传动方式选择都无法 法国
BLM
进行;
方式
电动机 驱动
(额定提升力) 型式
布置方案
C50 (180t) C105 (270t)
齿条数/桩腿:2 双边齿条
C50 布置:36 或单边齿条

自升式海上钻井平台液压升降系统解析

自升式海上钻井平台液压升降系统解析

自升 式 海 上 钻 井 平 台 液 压 升 降 系 统 由一套 独 立 的 液 压 驱动 系 统提 供 动 力 ,确 保 桩 腿 可 克 服泥
土 、砂 石 等 带 来 的 阻 力和 升 降平 台 自身 的 重 力 , 将 桩 腿 插 入 或 拔 离 海床 以及 升 降整 个 平 台 。根 据 平 台升 降工 况 、作 业 工 况 、 自存 工况 、预 压 工 况 的 重量 重心 计 算 及 环 境 载 荷 的 计 算 结 果 ,确 定升 降 系 统 的 正 常升 降 能力 、预 压 升 降能 力 、 船 体 升 降 速 度 。海 上平 台液 压 升 降系 统 设 计 应 满 足 以下 功 能 :确 保 系 统 有 足够 的动 力 克服 泥 土 、砂 石 等 阻 力 与 平 台 自身 的 重 力 ,将 桩 腿 体 插 入 或 拔 离 海
( )上 插销 卸 载 。控 制 主 油缸 继 续缩 回 ,直 2 至 上插 销 纵 向位 置 传 感 器 发 出 信 号 停 止 动 作 。即 上插 销 已经脱 离 桩腿 内孔壁 , 载 荷 已经 全 部 转 移
到下 插销 ;
销 已经 脱 离 桩 腿 内孔 壁 , 载荷 已经 全 部 转 移 到 下 插销。
主 油 缸 为 桩 腿 提 供 主 要 动 力 ,顶 部 与 底 部 分 别 连 接 上 环 梁 和 下环 梁 机 构 。 除此 之 外 在 主 油 缸 上 还 安 装 了位 移 传 感 器 与 行 程 开关 ,协 助 主 油缸 与插 销 油缸 协调 工作 。
销 已经 脱 离 桩腿 内孔 壁 ,载 荷 已经 全 部 转 移 到 上 插销 。 ( )下插 销 拔 出 。控 制 下插 销 油缸 缩 回 ,拔 6 销 到位 后 , 下插 销 水 平 位 置 传 感 器 发 出信 号 , 系 统 自动停 止插 销油 缸动 作 。 ( )重 复步 骤 ( )。 7 1

R-550D自升式钻井平台升降系统的调试

R-550D自升式钻井平台升降系统的调试

建造与修理71GUANGDONG SHIPBUILDING 广东造船2021年第1期(总第176期) 作者简介:段谟簿 (1986-),男,工程师。

主要从事船舶平台调试、电装工作。

练博强 (1985-),男,工程师。

主要从事船舶、平台工法研究工作。

收稿日期:2019-10-15R-550D 自升式钻井平台升降系统的调试段谟簿,练博强,蓝巨滔(中船黄埔文冲船舶有限公司,广州510715)摘 要:R-550D 自升式钻井平台中采用电动齿轮式升降系统,该系统由多个升降模块构成,均匀分布在各桩腿两侧。

自升式平台在下水后,依靠其升降系统进行站桩作业,以方便码头舾装的进行。

因此,升降装置需在下水后进行联调试验,以确保其尽快达到可使用状态。

关键词:升降系统;组成;调试中图分类号:U674.38 文献标识码:AJacking System Commissioning Difficulties and Solutions of R-550DJack-up Drilling PlatformDUAN Mobu, LIAN Boqiang, LAN Jutao( CSSC Huangpu WenChong Shipbuilding Co., Ltd., Guangzhou 510715 )Abstract: The R-550D jack-up drilling platform adopts electric gear jacking system, which is composed of several jacking units and evenly distributed on both sides of each pile leg. After launching the jack up platform needs to rely on its jacking system for pile operation, so as to facilitate the outfitting at wharf. Therefore, the jacking device should be jointly commissioned after launching to ensure that it could be used as soon as possible. This paper discusses the commissioning difficulties and solutions of the jacking system of the R-550D jack-up drilling platform.Key words: Jacking System; Composition; Commissioning1 概述自升式钻井平台的升降系统,一般安装在自升式平台的桩腿和平台主体的交界位置,经由升降装置驱动平台主体作升、降运行,以满足海上平台相对高度作业需要。

自升式海洋钻井平台升降系统的分析与研究

自升式海洋钻井平台升降系统的分析与研究

自升式海洋钻井平台升降系统的分析与研究作者:吴碧珺来源:《科技创新与应用》2015年第16期摘要:随着世界经济的飞速发展,海洋开发己经成为世界技术革新的重要内容,而海洋油气田的开发又是现今海洋资源开发利用的重中之重。

自升式海洋钻井平台是海洋油气勘探和开发的主要装备。

目前,国内使用的钻井平台中的控制系统基本都由国外制造,国内对其升降系统的分析相对较少。

所以,探讨和研究这一方面的内容意义深远。

关键词:自升式平台;升降系统;齿轮齿条式1 概述升降系统是自升式海洋钻井平台的关键部分。

其位置位于平台的主体和桩腿的交接处,作用是让桩腿和船体作相对的上下运动,从而使得平台主体能上下移动并将其固定在桩腿的某一位置。

根据升降系统结构形式的不同,一般可分为液压油缸式升降系统和齿轮齿条式升降系统。

液压油缸式的优点是:油缸的结构简单,力的传递直接,安全性高。

缺点是:桩腿升降框架的结构庞大,用钢量很大,操作的工序相对更复杂。

齿轮齿条式的优点是:升降运动连续性好,传动的速度快,可调速,受载均匀,操作简单,井位易对准。

缺点是:齿轮齿条的制作难度大,成本高,控制相对复杂。

由于海洋环境比较恶劣,平台升降所需要的时间对于平台的安全性就显得非常重要,同时运用齿轮齿条式升降平台可减少平台的就位费用,因此目前多采用此类系统。

2 齿轮齿条升降系统的设备组成齿轮齿条式升降系统通常由升降装置、升降框架、导向装置、桩腿以及电控系统组成。

升降装置一般由电动机、减速箱、制动器、小齿轮等组成,如图1所示。

电动机以前常用的是滑差式电机,后来变频技术越来越成熟,而且控制方便,于是逐渐取代了滑差式电动机。

减速箱一般由平行轴轮系和行星轮系两部分构成,速比很大,有的甚至上万。

制动器通常选择的是电磁圆盘式,其扭矩一般不小于1.2倍的暴风载荷。

小齿轮由高强度合金钢经特殊工艺加工而成,齿数一般为7齿,模数通常为80以上,目前世界上最大的小齿轮模数已经达到了110。

图1 齿轮齿条升降装置升降框架一般为封闭性环梁结构,如图2所示,它是连接升降装置和平台主体的框架,起承上启下的作用。

自升式海上钻井平台液压升降系统简介

自升式海上钻井平台液压升降系统简介

论文编号XXXX自升式钻井平台液压升降系统简介摘要: 本文结合海上平台液压升降系统的实际应用情况,对其功能、结构组成、工作过程、液压和控制等方面进行了介绍。

关键词: 自升式钻井平台、液压升降系统Abstract: Base on the actual application situation, this paper brief introduce the function, structure form, the operation principle and hydraulic central control etc parts of hydraulic jacking system.Key words: self-elevation drilling platform、 hydraulic jacking system一、概述自升式钻井平台液压升降系统由一套独立的液压驱动系统提供动力,确保桩腿能够克服泥土、砂石等带来的阻力和升降平台自身的重力,将桩腿插入(拔离)海床以及升降整个平台。

根据平台升降工况、作业工况、自存工况、预压工况的重量重心计算及环境载荷的计算结果,确定升降系统的正常升降能力、预压升降能力、船体升降速度。

海上平台液压升降系统设计应满足以下功能:确保系统有足够的动力克服泥土、砂石等阻力与平台自身的重力,将桩腿体插入(拔离)海床及平台的升降;桩腿在工作过程中,运行平稳,无卡死现象;插桩(拔桩)过程中,液压执行机构将满足一定节距的行程要求;系统设计为自锁式桩腿液压升降系统,在各种工作及非工作状态下,系统可以实现自锁。

通过操作计算机或中央控制台完成平台的升降作业。

二、海上平台液压升降系统的结构及组成平台液压升降系统采用的是主油缸插销式,共有几套相同的升降机构,以4条桩腿的平台为例,液压升降系统主要部件有:6 行程检测系统套 4 检测各主油缸的伸缩行程。

7 位置检测系统套 4 包括插销油缸轴向以及径向的位置检测装置。

自升式海洋平台抬升控制系统

自升式海洋平台抬升控制系统

自升式海洋平台抬升控制系统摘要:讨论了自升式钻井平台的发展历史,抬升控制系统的主要特点及要求,进一步阐述了设计理念与主要技术,给出平台抬升控制系统的产品特点及未来的展望。

0 前言随着世界经济进入资源环境瓶颈期,在全球石油需求持续增速背景下,及陆地油气资源开采出现瓶颈的大环境下,势必拉动海洋石油勘采的资本支出。

全球正进入到全面开发利用海洋的时代,各国对海洋资源的开发和争夺异常激烈,海工装备市场将迎来前所未有的商机。

我国陆地油气资源勘探开发程度现已很高,油气资源正迅速减少。

向海洋进军,开发新的油气资源已成必然趋势。

我国拥有漫长的海岸线和广阔的海域,油气资源十分丰富。

在渤海,南黄海,东海,南海已有发现并进入早起开采。

我国“船舶工业中长期发展规划”要求大力开展技术创新,提高自主研发能力。

根据我国能源发展的形式和要求,为我国海洋油气勘探开发提供新型,经济,实用的海洋工程装备是我国造船界面临的新的机遇和挑战,也是责无旁贷的光荣任务。

1、抬升控制系统随着对油气资源开发利用的深化,油气勘探开发从陆地转入海洋。

海上钻井平台的稳定性和安全性更显重要。

当作业水深在250至300 英尺范围内,自升式钻井平台被普遍采用。

自升式钻井平台即带有能够自由升降的桩腿,作业时桩腿下伸到海底,站立在海床上,利用桩腿托起船壳,并使船壳底部离开海面一定的距离(气隙)。

拖航时桩腿收回,船壳处于漂浮状态。

图1 自升式钻井平台自升式钻井平台有两种型式,独立桩腿式和沉垫式。

平台稳定站立后,大多数悬臂梁可以将钻台外伸到固定平台。

在风大浪急的海面不能进行拖航。

1)支撑型式:桩靴式;沉垫式。

2)升降装置:液压缸升降(插桩式);齿条/齿轮箱。

3)桩腿结构型式:筒型;绗架。

4)桩腿数量:3腿;4腿;6腿。

5)槽口:有槽口;无槽口。

6)生活楼的布置:横向布置;周边布置。

自升式钻井平台,又称为桩脚式钻井平台,是目前国内外应用最为广泛的钻井平台。

自升式钻井平台可分为三大部分;船体,桩脚和升降机构。

海上钻井平台升降系统的控制方案研究

海上钻井平台升降系统的控制方案研究

海上钻井平台升降系统的控制方案研究摘要:海洋移动式平台是海洋油气勘探、开发的主要设备。

确保海洋平台平稳、精确、可靠地升降并长期安全运行,是平台设计中的一个重要关键技术。

该文从工作原理、硬件配置以及具体实施方案等方面介绍了自升式海上钻井平台升降系统多电机同步控制的难点并提出了解决方案。

关键词:海上钻井平台升降系统控制方式引言近些年,海洋工程市场异常活跃,国内各大船厂相继承接各种海洋工程项目,也逐步将海洋工程作为各大船企发展的一个主要方向。

自升式钻井平台作为海洋工程项目中的主力船型之一,也是国内建造数量较多的海洋工程项目,但由于国内船厂涉足自升式钻井平台的时间较短,现在国内船厂建造的绝大部分自升式钻井平台的基本设计都是由美国和欧洲设计公司完成。

本文希望通过对自升式钻井平台结构设计需满足的规范规则研究,进一步提高我们自升式钻井平台结构设计的能力,以达到自主完成自升式钻井平台结构设计的水平。

二.海洋钻井平台介绍自升式钻井平台是一种用于海上石油和天然气勘探、开采工程作业的钻井装置,其可以依靠自身的升降系统完成主体结构的上下升降作业,以达到在不同深度的海域作业的要求。

自升式钻井平台主要由主船体、上层建筑、桩靴、桩腿、升降系统结构、悬臂梁、钻台、和直升机平台几大部分组成。

在自升式钻井平台结构设计中,主要包括结构强度计算、材料选取、焊接设计三大方面。

下面我们就按照上述三大方面内容进行相关研究。

自升式钻井平台的主船体结构与上层建筑结构与船舶产品基本类似,这两个部位的结构强度计算主要被分为:有限元强度分析、结构疲劳及屈曲校核以及结构规范计算。

三.海上钻井平台升降系统的控制方案研究工作原理在传统的主从速度一转矩控制方式中,主站包含正常的速度环和电流环,而从站只拥有电流环,从站接收主站的速度环的输出作为其自身电流环的给定,从站自身的速度环在整个运行过程中不起作用;因此,在运行过程中一旦某个从站机械传动链发生断轴,该站就会因为负载突然变小,导致速度急剧增大,又因速度环不起作用,所以容易造成严重的飞车事故,只能靠超速开关动作来切断所有控制。

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温度
60 r n
台的桩体甚 至整个海洋钻井 平台的 E 升及下降动 作 。 同 时该 系统 还 能够 根 据 海 洋 钻 井 平 台所 执 行 的平 台升 降和移动动作 ,正常钻井生产作业 ,在 极 端 荷 载 下 坐 底 自存 ,以及 插 桩 时 预 压 荷 载 等 不
同_ T 作 环 境 任 务时 整 个 平 台 系统 的重 心 及 T作 区
升降系统作为 自升式海洋钻井平 台不可或 缺 的重 要组 成 部 件 ,对 于在 水 深 达 到 6 0 n q以下 的海
域 工作 的 自升式 海 洋钻 井 平 台 , 目前 通 常 采 用 的 是 插 销 式 的液 压 升 降 系统 ,该 系统 由一 套 单独 的 液 压 系统 作 为动 力 源 .负 责 完 成 用 于 『 i _ j . I 定 钻 井 平

桩腿 数量
1 . 一重集团大连 f 程 技 术 有 限 公 司 高级 l : 帅 ,辽 宁
大 连 1 1 6 6 0 0

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Ab s t r a c t : T h e p a p e r t a k e s a n r e a l s e l f - e l e v a t i n g d r i l l i n g p l a t f o r m f ( 1 r e x a mp l e 1 0 d e s c r i b e t h e c o mp o n e n t . o p e r a t i o n p r i n c i p l e a n d f o r c e p a r a me t e r s o f t h e h y d r a u l i c s y s t e m a n d c o n t r o l s y s t e m t h a l a c t u a t e t h e i n s e r t i o n / p u l l i n g — o u t o t l h e p i l e f e e t a n d t h e u p / d o wn mo v e me n t o f t h e p l a t f o r m.
K e y w o r d s : s e l f  ̄l e v a t i n g o f - - s h o r e d r i l l i n g p l a f t o r m;h y d r a u l i c a c t u a t i o n ;j a c k - u p s y s t e m
2 0臼i
电液 驱 动
1 20 0 t 2 00 0 t
升 降速度
桩腿 形式
0 . 1 m/ ai r n
各 种一 作或非’ T 作状 态时 ,该 液压升降系统 必须 能 够 自锁 。最 后 ,现 代 化 的海 洋 钻 井 平 台都 必 须
圆柱式
在设计海洋钻井平 台的液压升 降 系统 时必须 保 证 升 降 系统 能 够 提 供 充 足 的 动 力来 克 服 海 底 淤
泥 等 对 桩 脚 执 行 捕 桩 或 拔 桩 运 动 时 的阻 力 ,以 及 升 降 钻 井平 台 整 体设 备 的 重 力 ;必 须 保 证钻 井 平 台 升 降状 态 始终 平 稳 ,绝 对不 能 发 牛 桩脚 被 住 的 事 故 ;在 执 行 插 桩 或 拔 桩 的 动 作 时 ,动 作 执行 机 构 必 须 具 备 足 够 的 工 作行 程 ;而 且 ,在 一 【 : 述 的
} 丰 1 计算机 完 成对整 个平 台升 降动作 的控 制 : 笔者 结 合 某 自升 式 海洋 钻 井平 台 的实 际要 求 . 列 升 降 系统 中的液压 升降 机构作 系统 说 明。
J 海洋钻 井平 台的设计参数
1 . 1 工作条 件 最 大 作业水 深
升 降 作业 海 况 白持海 况
5绒 8级
20 ~6 O : 4 0 0 0t 2 0 0 0t
的实际环境载荷情况 ,通过计算确定正常升降及
预 压 荷 载 升 降 时 所 需 的 力能 参 数 , 以及 钻 井 平 台 船 体所需 最 合理 的升 降速 度等 。
平 台起 升重量 风 暴载 荷 : 平台寿命 : 1 . 2 工 作形式 和 主要参 数 升降机 构驱 动形式 桩 举升 力 单桩 支持 力
设 计



C F H I T E C H N O L O G Y
1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 6 7 3 - 3 3 5 5 . 2 0 1 6 . 0 6 . 0 0 7
自升式 海洋 钻井平 台液压升 降系统
刘 放
摘要 :结合具 体 自升式海洋钻井平 台,对平 台系统 中负责桩脚插拔 的机 构及 为平台升降捉供 动力的液 压系统和控
制系统的组成 、l 丁作 原理 、力能参数等方面进行说明。
关键词 :自升式海 洋钻井平 台;液压驱动 ;升降系统
中图 分 类 号 :T E 5 3 文 献 标 识 码 :A 文章 编 号 : 1 6 7 3 — 3 3 5 5( 2 0 1 6 )0 6 — J a c k - u p S y s t e m o f S e l f - e l e v a t i n g Of f- s h o r e Dr i l l i n g Pl a t f o r ms L i u F a n g
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