CN107460860B - 一种海洋钻井平台桩腿锁紧系统的电控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自升式海洋石油钻井平台技术领域，特别涉及一种海洋钻井平台桩腿锁紧系统的电控装置。该装置包括桩边箱、主控箱、左阀控箱和右阀控箱，桩边箱内部设置的开关量输入电路与主控箱内部设置的PLC控制器相连接，PLC控制器分别与位置传感器、故障检测电路、控制电源电路、安全继电器保护电路相连接，位置传感器与执行机构上下螺杆相连接，执行机构上下螺杆与驱动元件液压马达相连接。本发明实现了具有在锁紧过程中能够稳定准确地自动对齿的功能，保证了平台作业的安全稳定性，降低了操作者的劳动强度，提高了设备的工作效率，同时提高我国海工装备的产品自制率，提升海工装备整体的自动化水平。

Description

一种海洋钻井平台桩腿锁紧系统的电控装置
技术领域：
本发明涉及自升式海洋石油钻井平台技术领域，特别涉及一种海洋钻井平台桩腿锁紧系统的电控装置。
背景技术：
桩腿锁紧装置是钻井平台的一个关键部件，包括锁紧机构、电控系统、液压系统等部分。其主要作用就是在钻井平台升起后，通过电控液驱动的传动装置使锁紧齿条与桩腿齿条啮合，随后将作用在升降系统上的平台重量及环境、作业载荷转移到锁紧装置上，从而达到在恶劣的海洋及钻井作业等工矿下提高作业安全、提升作业能力和保护升降系统的目的。锁紧装置对于海洋钻井而言具有非常重要的作用，市场前景宽广。然而现有锁紧电控装置存在锁紧对齿控制不稳定，操作者劳动强度大，设备工作效率低等问题。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种海洋钻井平台桩腿锁紧系统的电控装置，该装置实现了具有在锁紧过程中能够稳定准确地自动对齿的功能，保证了平台作业的安全稳定性，降低了操作者的劳动强度，提高了设备的工作效率，同时提高我国海工装备的产品自制率，提升海工装备整体的自动化水平。克服了现有锁紧电控装置存在锁紧对齿控制不稳定的问题，操作者劳动强度大，设备工作效率低的不足。
本发明所采取的技术方案是：一种海洋钻井平台桩腿锁紧系统的电控装置，包括桩边箱、主控箱、左阀控箱和右阀控箱，桩边箱内部设置的开关量输入电路与主控箱内部设置的PLC控制器相连接，PLC控制器分别与位置传感器、故障检测电路、控制电源电路、安全继电器保护电路相连接，位置传感器与执行机构上下螺杆相连接，执行机构上下螺杆与驱动元件液压马达相连接，驱动元件液压马达分别与设置在左阀控箱内的左控制元件液压电磁阀和设置在右阀控箱内的右控制元件液压电磁阀相连接，右控制元件液压电磁阀和左控制元件液压电磁阀分别与PLC控制器相连接，PLC控制器与油泵电机上的动力电源电路相连接，动力电源电路与相序检测电路相连接。
本发明的有益效果是：本发明实现了具有在锁紧过程中能够稳定准确地自动对齿的功能，保证了平台作业的安全稳定性，降低了操作者的劳动强度，提高了设备的工作效率，同时提高我国海工装备的产品自制率，提升海工装备整体的自动化水平。
附图说明：
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式：
如图1所示，一种海洋钻井平台桩腿锁紧系统的电控装置，包括桩边箱1、主控箱2、左阀控箱3和右阀控箱4，桩边箱1内部设置的开关量输入电路5与主控箱2内部设置的PLC控制器6相连接，PLC控制器6分别与位置传感器10、故障检测电路15、控制电源电路16、安全继电器保护电路17相连接，位置传感器10与执行机构上下螺杆11相连接，执行机构上下螺杆11与驱动元件液压马达12相连接，驱动元件液压马达12分别与设置在左阀控箱3内的左控制元件液压电磁阀14和设置在右阀控箱4内的右控制元件液压电磁阀13相连接，右控制元件液压电磁阀13和左控制元件液压电磁阀14分别与PLC控制器6相连接，PLC控制器6与油泵电机9上的动力电源电路8相连接，动力电源电路8与相序检测电路7相连接。
在桩腿锁紧系统中，电控装置在桩腿锁紧系统中是一个控制中心；动力元件是油泵电机和液压马达；执行机构是上下螺杆，通过电气控制由液压阀块通断来驱动液压马达，实现锁紧块的运动控制。控制对象油泵电机的参数：功率：45KW×2(1用1备)；电制：380V/50HZ/3相；转速：1475r/min。控制过程：首先主控箱2内PLC控制器6检测油泵电机主电路的相序是否正常，油温、油位等故障检测是否正常，安全继电器保护是否工作正常，然后发出电机启动指令，液压系统建立起油压。桩边箱1根据实际需要，发出啮合指令，左阀控箱3(或右阀控箱4)内控制元件液压电磁阀会按指定序列打开，驱动上下螺杆运动，锁紧块到达指定位置，由位置传感器10检测到信号，停止运动，这样一条啮合指令完毕。然后再重复相同的动作，控制其他的齿条啮合控制，实现完全的啮合锁紧动作。
电控装置设计手动操作与自动操作两种模式，两者互锁。(1)手动操作模式，可以单独控制各弦的上螺杆单独锁紧动作，下螺杆单独锁紧动作；也可以同时动作。上螺杆松开动作时侧拉油缸也随着运动，下螺杆松开动作时侧拉油缸也随着运动。(2)自动操作模式，设计了锁紧过程中自动对齿功能，按下左侧(右侧)弦合上按钮，系统会做出判断相应状态，同时发出相应的动作指令。该模式节省了操作时间，提高了工序操作效率，保证了系统安全可靠。
锁紧电控装置在试验台上进行工业验证，包括对温升试验、锁紧动作试验、软件控制试验及自动对齿功能等进行了验证。经测试表明，电控装置性能试验及联调试验达到设计要求；在对齿试验中，单个锁紧手动操作时间：4分钟；自动操作时间2分钟，该试验结果证明了自动对齿功能安全可靠，节省了操作时间，提高了工作效率，满足海上平台规范要求。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种海洋钻井平台桩腿锁紧系统的电控装置，其特征在于：包括桩边箱(1)、主控箱(2)、左阀控箱(3)和右阀控箱(4)，桩边箱(1)内部设置的开关量输入电路(5)与主控箱(2)内部设置的PLC控制器(6)相连接，PLC控制器(6)分别与位置传感器(10)、故障检测电路(15)、控制电源电路(16)、安全继电器保护电路(17)相连接，位置传感器(10)与执行机构上下螺杆(11)相连接，执行机构上下螺杆(11)与驱动元件液压马达(12)相连接，驱动元件液压马达(12)分别与设置在左阀控箱(3)内的左控制元件液压电磁阀(14)和设置在右阀控箱(4)内的右控制元件液压电磁阀(13)相连接，右控制元件液压电磁阀(13)和左控制元件液压电磁阀(14)分别与PLC控制器(6)相连接，PLC控制器(6)与油泵电机(9)上的动力电源电路(8)相连接，动力电源电路(8)与相序检测电路(7)相连接。
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