CN102673749A

CN102673749A - 用于水下旋转工艺的水下旋转角度控制装置

Info

Publication number: CN102673749A
Application number: CN2012101311193A
Authority: CN
Inventors: 张永康; 王飞; 倪涛; 庄建军; 屠艳; 王匀; 许桢英; 张朝阳; 沈翰; 李扬; 江本帅
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2012-05-02
Filing date: 2012-05-02
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2032-05-02
Also published as: CN102673749B

Abstract

本发明涉及海洋工程装备领域，特指用于水下旋转工艺的水下旋转角度控制装置。本发明装置包含圆弧形底座一、圆弧形底座二、液压支撑一、液压支撑二、弧形液压导轨一、弧形液压导轨二、弧形液压导轨驱动电机一、弧形液压导轨驱动电机二、弧形底座电磁线圈一、弧形底座电磁线圈二、液压支撑顶端电磁线圈一、液压支撑顶端电磁线圈二、液压支撑驱动电机一、液压支撑驱动电机二、液压支撑顶端电磁线圈控制装置一、液压支撑顶端电磁线圈控制装置二、供电装置、计算机、弧形底座电磁线圈控制装置、电源线路和控制线路。本发明通用性强，自动化程度高，降低了操作工人的劳动强度。

Description

用于水下旋转工艺的水下旋转角度控制装置

所属领域

本发明涉及海洋工程装备领域，特指用于水下旋转工艺的水下旋转角度控制装置。

技术背景

圆筒型深海钻井储油平台，典型是如南通中远船务有限公司生产的SEVAN Driller，它采用“分层制造，逐层叠加”的方法进行制造。该类型钻井平台底层在制造时，先预制各分段，再将各分段吊运到半潜驳上，然后将各分段焊接成一个整体，这样形成了钻井平台的底层。

半潜驳甲板是长方形，甲板上规律的布置着若干个圆柱体支撑，圆柱体支撑上是圆筒型深海钻井储油平台的底层，圆筒型深海钻井储油平台的底层是由若干个分段焊接组成的。在底层的制造过程中，由于驳船甲板宽度小于所造底层的直径，整个底层的制造不能一次完成，需要采用水下旋转工艺，即先沿甲板长度方向建造完各分段模块，驳船下沉，底层与驳船甲板分离，将底层旋转一定角度使未建造的部分位于甲板长度方向，这样完成整个底层的建造。

在水下旋转角度控制方面，现在采用的装置是（见发明专利“浮式钻井储油平台总段下水及旋转合拢对接方法”，申请号“200910028988.1”），在分段内圈舱壁处安装圆管规格为直径450mm，高度5.5米，两边各8根，共16根，这些装置用来防止总段受水流影响而漂浮和旋转后中心偏差过大；总段内底板中心线位置安装工型钢有2根，焊接斜支撑加以固定，工型钢规格为300×15+200×20，高5.5米，在半潜驳中心线位置安装的T型钢有2根，焊接斜撑加以固定，T型钢规格为T300×15+200×20，高5.5米，这些装置用来限制旋转超差和中心线对位，也就是控制旋转角度为90度；利用半潜驳四角塔楼上的绞车及缆绳实现总段的90度旋转，其中绞车和缆绳用于总段旋转时提供驱动力。

这种装置存在如下问题：水下旋转角度只能控制为90°，由于底层分段划分变化导致的其它水下旋转角度，该装置不能适用；由于采用焊接固定的方法，装置在操作过程中的碰撞会对底层和半潜驳造成损伤；装置自动化程度低，现场操作工人劳动强度大，不符合“以人为本”的理念。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是通过提供用于水下旋转工艺的水下旋转角度控制装置，来解决现有装置使用中的问题。

本发明提供的用于水下旋转工艺的水下旋转角度控制装置，包含包含圆弧形底座一、圆弧形底座二、液压支撑一、液压支撑二、弧形液压导轨一、弧形液压导轨二、弧形液压导轨驱动电机一、弧形液压导轨驱动电机二、弧形底座电磁线圈一、弧形底座电磁线圈二、液压支撑顶端电磁线圈一、液压支撑顶端电磁线圈二、液压支撑驱动电机一、液压支撑驱动电机二、液压支撑顶端电磁线圈控制装置一、液压支撑顶端电磁线圈控制装置二、供电装置、计算机、弧形底座电磁线圈控制装置、电源线路和控制线路；圆弧形底座一、液压支撑一、弧形液压导轨一、弧形液压导轨驱动电机一、弧形底座电磁线圈一、液压支撑顶端电磁线圈一、液压支撑驱动电机一、液压支撑顶端电磁线圈控制装置一与圆弧形底座二、液压支撑二、弧形液压导轨二、弧形液压导轨驱动电机二、弧形底座电磁线圈二、液压支撑顶端电磁线圈二、液压支撑驱动电机二、液压支撑顶端电磁线圈控制装置二形状结构相同，所述弧形液压导轨一固定在圆弧形底座一上，弧形液压导轨一的弧长为圆周长的四分之一，液压支撑一通过弧形液压导轨驱动电机在弧形液压导轨一中移动，弧形底座电磁线圈一均等分布在圆弧形底座一内，液压支撑顶端电磁线圈一固定在液压支撑一顶端内，通过液压支撑驱动电机一控制液压支撑一伸长或缩短。

供电装置通过电源线路分别连接弧形液压导轨驱动电机一、弧形液压导轨驱动电机二、弧形底座电磁线圈控制装置、液压支撑顶端电磁线圈控制装置一、液压支撑顶端电磁线圈控制装置二、液压支撑驱动电机一和液压支撑驱动电机二；弧形底座电磁线圈控制装置通过电源线路分别连接弧形底座电磁线圈一、弧形底座电磁线圈二；液压支撑顶端电磁线圈控制装置一通过电源线路连接液压支撑顶端电磁线圈一，液压支撑顶端电磁线圈控制装置二通过电源线路连接液压支撑顶端电磁线圈二；计算机通过控制线路分别连接弧形导轨驱动电机一、弧形导轨驱动电机二、弧形底座电磁线圈控制装置、液压支撑顶端电磁线圈控制装置一、液压支撑顶端电磁线圈控制装置二、液压支撑驱动电机一和液压支撑驱动电机二。

本装置使用方法如下：参照钻井平台底层，将本发明所述装置对称布置在半潜驳甲板上；开启供电装置；计算机通过控制线路控制弧形底座电磁线圈控制装置，使弧形底座电磁线圈一、弧形底座电磁线圈二处于工作状态，此时装置便固定在半潜驳甲板上；计算机通过控制线路分别控制液压支撑驱动电机一和液压支撑驱动电机二，使液压支撑一、液压支撑二伸长，最终液压支撑一顶端、液压支撑二顶端与钻井平台底层接触；计算机通过控制线路分别控制液压支撑顶端电磁线圈控制装置一和液压支撑顶端电磁线圈控制装置二，使液压支撑顶端电磁线圈一和液压支撑顶端电磁线圈二处于工作状态，此时液压支撑一顶端和液压支撑二顶端固定在钻井平台底层上；半潜驳下沉的同时，计算机通过控制线路分别控制液压支撑驱动电机一和液压支撑驱动电机二，使液压支撑一11、液压支撑二伸长，此时钻井平台底层脱离圆柱体支撑，浮在水上，钻井平台底层通过水下旋转角度控制装置与半潜驳甲板连接；当钻井平台底层与半潜驳甲板距离合适时，计算机通过控制线路分别控制弧形液压导轨驱动电机一、弧形液压导轨驱动电机二，使液压支撑一、液压支撑二分别在弧形液压导轨一、弧形液压导轨二上移动一定的角度，该角度等于水下旋转角，此时底层已经完成水下旋转；半潜驳上浮的同时，计算机通过控制线路分别控制液压支撑驱动电机一和液压支撑驱动电机二，使液压支撑一、液压支撑二缩短，最终完成旋转的钻井平台底层靠在半潜驳甲板的圆柱体支撑上；移除水下旋转角度控制装置，此时水下旋转工艺完成。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明可以对任意水下旋转角度进行操作，装置通用性强。

（2）本发明采用电磁线圈的方式进行固定，在操作过程中不会对底层和半潜驳造成损伤。

（3）本发明的装置操作自动化程度高，降低了操作工人的劳动强度。

附图说明

图1是用于水下旋转工艺的水下旋转角度控制装置示意图。

图2是弧形底座电磁线圈一和弧形底座电磁线圈二示意图。

图3是液压支撑一示意图。

图中，10-弧形底座一，20-弧形底座二，11-液压支撑一，21-液压支撑二，12-弧形液压导轨一，22-弧形液压导轨二，13-弧形液压导轨驱动电机一，23-弧形液压导轨驱动电机二，14-弧形底座电磁线圈一，24-弧形底座电磁线圈二，15-液压支撑顶端电磁线圈一，16-液压支撑驱动电机一，30-供电装置，40-计算机，50-弧形底座电磁线圈控制装置，51-液压支撑顶端电磁线圈控制装置一。

具体实施方式

下面结合图1、图2、图3对本发明的装置进行详细说明。实现本发明的装置圆弧形底座一10、圆弧形底座二20、液压支撑一11、液压支撑二21、弧形液压导轨一12、弧形液压导轨二22、弧形液压导轨驱动电机一13、弧形液压导轨驱动电机二23、弧形底座电磁线圈一14、弧形底座电磁线圈二24、液压支撑顶端电磁线圈一15、液压支撑顶端电磁线圈二、液压支撑驱动电机一16、液压支撑驱动电机二、液压支撑顶端电磁线圈控制装置一51、液压支撑顶端电磁线圈控制装置二、供电装置30、计算机40、弧形底座电磁线圈控制装置50、电源线路和控制线路；圆弧形底座一10、液压支撑一11、弧形液压导轨一12、弧形液压导轨驱动电机一13、弧形底座电磁线圈一14、液压支撑顶端电磁线圈一15、液压支撑驱动电机一16、液压支撑顶端电磁线圈控制装置一51与圆弧形底座二20、液压支撑二21、弧形液压导轨二22、弧形液压导轨驱动电机二23、弧形底座电磁线圈二24、液压支撑顶端电磁线圈二、液压支撑驱动电机二、液压支撑顶端电磁线圈控制装置二形状结构相同，所述弧形液压导轨一12固定在圆弧形底座一10上，弧形液压导轨一12的弧长为圆周长的四分之一，液压支撑一11通过弧形液压导轨驱动电机13在弧形液压导轨一12中移动，弧形底座电磁线圈一14均等分布在圆弧形底座一10内，液压支撑顶端电磁线圈一15固定在液压支撑一11顶端内，通过液压支撑驱动电机一16控制液压支撑一11伸长或缩短。

供电装置30通过电源线路分别连接弧形液压导轨驱动电机一13、弧形液压导轨驱动电机二23、弧形底座电磁线圈控制装置50、液压支撑顶端电磁线圈控制装置一51、液压支撑顶端电磁线圈控制装置二、液压支撑驱动电机一16和液压支撑驱动电机二；弧形底座电磁线圈控制装置50通过电源线路分别连接弧形底座电磁线圈一14、弧形底座电磁线圈二24；液压支撑顶端电磁线圈控制装置一51通过电源线路连接液压支撑顶端电磁线圈一15，液压支撑顶端电磁线圈控制装置二通过电源线路连接液压支撑顶端电磁线圈二；计算机40通过控制线路分别连接弧形导轨驱动电机一13、弧形导轨驱动电机二23、弧形底座电磁线圈控制装置50、液压支撑顶端电磁线圈控制装置一51、液压支撑顶端电磁线圈控制装置二、液压支撑驱动电机一16和液压支撑驱动电机二。

本装置使用方法如下：参照钻井平台底层，将本发明所述装置对称布置在半潜驳甲板上；开启供电装置30；计算机40通过控制线路控制弧形底座电磁线圈控制装置50，使弧形底座电磁线圈一14、弧形底座电磁线圈二24处于工作状态，此时装置便固定在半潜驳甲板上；计算机40通过控制线路分别控制液压支撑驱动电机一16和液压支撑驱动电机二，使液压支撑一11、液压支撑二21伸长，最终液压支撑一11顶端、液压支撑二21顶端与钻井平台底层接触；计算机40通过控制线路分别控制液压支撑顶端电磁线圈控制装置一51和液压支撑顶端电磁线圈控制装置二，使液压支撑顶端电磁线圈一15和液压支撑顶端电磁线圈二处于工作状态，此时液压支撑一11顶端和液压支撑二12顶端固定在钻井平台底层上；半潜驳下沉的同时，计算机40通过控制线路分别控制液压支撑驱动电机一16和液压支撑驱动电机二，使液压支撑一11、液压支撑二21伸长，此时钻井平台底层脱离圆柱体支撑，浮在水上，钻井平台底层通过水下旋转角度控制装置与半潜驳甲板连接；当钻井平台底层与半潜驳甲板距离合适时，计算机40通过控制线路分别控制弧形液压导轨驱动电机一13、弧形液压导轨驱动电机二23，使液压支撑一11、液压支撑二21分别在弧形液压导轨一12、弧形液压导轨二22上移动一定的角度，该角度等于水下旋转角，此时底层已经完成水下旋转；半潜驳上浮的同时，计算机40通过控制线路分别控制液压支撑驱动电机一16和液压支撑驱动电机二，使液压支撑一11、液压支撑二21缩短，最终完成旋转的钻井平台底层靠在半潜驳甲板的圆柱体支撑上；移除水下旋转角度控制装置，此时水下旋转工艺完成。

Claims

1.用于水下旋转工艺的水下旋转角度控制装置，其特征在于，包括圆弧形底座一(10)、圆弧形底座二(20)、液压支撑一(11)、液压支撑二(21)、弧形液压导轨一(12)、弧形液压导轨二(22)、弧形液压导轨驱动电机一(13)、弧形液压导轨驱动电机二(23)、弧形底座电磁线圈一(14)、弧形底座电磁线圈二(24)、液压支撑顶端电磁线圈一(15)、液压支撑顶端电磁线圈二、液压支撑驱动电机一(16)、液压支撑驱动电机二、液压支撑顶端电磁线圈控制装置一(51)、液压支撑顶端电磁线圈控制装置二、供电装置(30)、计算机(40)、弧形底座电磁线圈控制装置(50)、电源线路和控制线路；圆弧形底座一(10)、液压支撑一(11)、弧形液压导轨一(12)、弧形液压导轨驱动电机一(13)、弧形底座电磁线圈一(14)、液压支撑顶端电磁线圈一(15)、液压支撑驱动电机一(16)、液压支撑顶端电磁线圈控制装置一(51)与圆弧形底座二(20)、液压支撑二(21)、弧形液压导轨二(22)、弧形液压导轨驱动电机二(23)、弧形底座电磁线圈二(24)、液压支撑顶端电磁线圈二、液压支撑驱动电机二、液压支撑顶端电磁线圈控制装置二形状结构相同且对称布置，所述弧形液压导轨一(12)固定在圆弧形底座一(10)上，弧形液压导轨一(12)的弧长为圆周长的四分之一，液压支撑一(11)通过弧形液压导轨驱动电机(13)在弧形液压导轨一(12)中移动，弧形底座电磁线圈一(14)均等分布在圆弧形底座一(10)内，液压支撑顶端电磁线圈一(15)固定在液压支撑一(11)顶端内，通过液压支撑驱动电机一(16)控制液压支撑一(11)伸长或缩短；供电装置(30)通过电源线路分别连接弧形液压导轨驱动电机一(13)、弧形液压导轨驱动电机二(23)、弧形底座电磁线圈控制装置(50)、液压支撑顶端电磁线圈控制装置一(51)、液压支撑顶端电磁线圈控制装置二、液压支撑驱动电机一(16)和液压支撑驱动电机二；弧形底座电磁线圈控制装置(50)通过电源线路分别连接弧形底座电磁线圈一(14)、弧形底座电磁线圈二(24)；液压支撑顶端电磁线圈控制装置一(51)通过电源线路连接液压支撑顶端电磁线圈一(15)，液压支撑顶端电磁线圈控制装置二通过电源线路连接液压支撑顶端电磁线圈二；计算机(40)通过控制线路分别连接弧形导轨驱动电机一(13)、弧形导轨驱动电机二(23)、弧形底座电磁线圈控制装置(50)、液压支撑顶端电磁线圈控制装置一(51)、液压支撑顶端电磁线圈控制装置二、液压支撑驱动电机一(16)和液压支撑驱动电机二。