CN207229067U - 海底勘察基盘恒张力收放装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种海底勘察基盘恒张力收放装置，包含左基盘绞车、右基盘绞车和液压系统，钢丝绳一端从左基盘绞车的滚筒引出，依次通过左补偿机构、左导向滑轮、左竖直滑轮、水平滑轮、右竖直滑轮、右导向滑轮、右补偿机构，钢丝绳另一端接回右基盘绞车的滚筒；左基盘绞车和右基盘绞车、左补偿机构、左导向滑轮、右导向滑轮、右补偿机构均设置在勘察船上；右竖直滑轮、水平滑轮和左竖直滑轮安装在海底基盘上表面，右竖直滑轮和左竖直滑轮分别布置在海底基盘的两个对角上，水平滑轮安装在另外的任意一个对角上。本实用新型采用的双基盘绞车+单钢丝绳结构，结合补偿机构实现了恒张力补偿功能和水下位置自平衡功能，提高了钢丝绳使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于勘探设备技术领域，涉及一种海底勘察基盘恒张力收放装置。
背景技术
海底勘察基盘是海洋地质勘察船进行钻井和取样的重要设备之一，用于钻井作业时井口定位、导向钻具及取样时的钻具固定，作业位置为海床面，其下放至海床和完成勘察作业后的回收都需要使用收放系统。在海洋进行地质勘察取样时，在波浪及海流等因素的综合作用下，勘察船将产生升沉运动，并伴随左右前后的摇摆运动，很难保证钻柱的稳定钻进和准确定位。
以往的海底勘察基盘收放系统采用双绞车+双钢丝绳形式，即通过2根钢丝绳分别钩住海底基盘上方的两个吊装耳板进行收放，这种吊装方式很难保证海底基盘在水中的平衡，当左右基盘绞车收放速度不一致时，海底基盘就出现倾斜，造成局部钢丝绳受力较大，严重时引起钢丝绳断裂，而且在正常的恒张力补偿工况下，钢丝绳在补偿机构的实际工作区域是固定的一段长度，随着船体的升沉运动，此段钢丝绳在滑轮组上往复摩擦，钢丝绳寿命较短。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种海底勘察基盘恒张力收放装置，解决了现有收放系统中难以保证稳定钻进和准确定位，钢丝绳收放速度不同造成的基盘倾斜，以及钢丝绳补偿工作段寿命较短的问题。
本实用新型采用的技术方案是，一种海底勘察基盘恒张力收放装置，包含左基盘绞车、右基盘绞车和液压系统，钢丝绳一端从左基盘绞车的滚筒引出，依次通过左补偿机构、左导向滑轮、左竖直滑轮、水平滑轮、右竖直滑轮、右导向滑轮、右补偿机构，钢丝绳另一端接回右基盘绞车的滚筒；
左基盘绞车和右基盘绞车均设置在勘察船甲板上；左补偿机构、左导向滑轮、右导向滑轮、右补偿机构均设置在勘察船相应支架上；右竖直滑轮、水平滑轮和左竖直滑轮安装在海底基盘上表面，其中的右竖直滑轮和左竖直滑轮分别布置在海底基盘的两个对角上，水平滑轮安装在另外的任意一个对角上。
本实用新型的海底勘察基盘恒张力收放装置，其特征还在于：
所述的左补偿机构和右补偿机构的结构一致，其结构是，包括补偿油缸，补偿油缸缸体一端连接有定滑轮组，补偿油缸活塞杆一端连接有动滑轮组，补偿油缸的油腔与蓄能器连通，蓄能器另一端与气瓶组连通。
所述的液压系统的结构是，包括左插装阀和右插装阀，左插装阀和右插装阀之间连接有主冲洗阀，左插装阀和右插装阀输入端与主泵输出端连接，主泵输入端通过过滤器与油箱连通；
左插装阀和右插装阀输出端同时与液压马达输入端连接，液压马达设置有自己的马达冲洗阀；液压马达与左基盘绞车及右基盘绞车传动连接。
所述的蓄能器的一端连通有溢流阀及充放油阀，充放油阀与蓄能器油源连通；在蓄能器的另一端连通有压力传感器及截止阀，截止阀同时连通有气瓶组、消声器及放气阀，气瓶组和放气阀另一端同时连通有充气阀，充气阀对外连通有主气源及控制气源。
所述的补偿油缸的活塞杆和蓄能器活塞均安装有位移传感器，左导向滑轮与右导向滑轮的滑轮轴端均安装有销轴传感器，压力传感器、位移传感器及销轴传感器均与控制器连接，控制器与液压系统共同组成液压控制系统。
本实用新型的有益效果，包括以下几个方面：
1)具有恒张力补偿，当海底基盘下放到海床上后启动补偿机构，通过调节气瓶组的工作压力，实现钢丝绳在不同作业水深保持恒定张力，海底基盘不会因为勘察船的升沉运动和摇摆产生移动，保证钻柱的稳定钻进和准确定位。
2)具有自平衡功能，采用双绞车+单钢丝绳方式，结合海底基盘上的竖直和水平滑轮，能够实现基盘在水中的自平衡，无论两个绞车速度是否相同，均能维持水平姿态，且钢丝绳拉力相等，避免局部拉力过大的风险。
3)海底基盘开启补偿功能后，随着船体的升沉，补偿油缸来回伸缩，钢丝绳围绕定滑轮组和动滑轮组来回运动，此段钢丝绳使用寿命相对较短，而采用单钢丝绳，通过分配两个基盘绞车的滚筒绕绳量，实现此段钢丝绳的变换，有效延长钢丝绳的总体使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型装置的结构示意图；
图2为图1中的I处放大示意图；
图3为本实用新型装置中的系统原理图。
图中，1.海底基盘，2.左基盘绞车，3.左补偿机构，4.左导向滑轮，5.右基盘绞车，6.右补偿机构，7.右导向滑轮，8.钢丝绳，9.右竖直滑轮，10.水平滑轮，11.左竖直滑轮，12.定滑轮组，13.动滑轮组，14.补偿油缸，15.蓄能器，16.气瓶组，17.油箱，18.过滤器，19.主泵，20.左插装阀，21.主冲洗阀，22.右插装阀，23.马达冲洗阀，24.液压马达，25.压力传感器，26.截止阀，27.消声器，18.放气阀，29.充气阀，30.溢流阀，31.充放油阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
参照图1、图2、图3，本实用新型的装置的结构是，包含左基盘绞车2、右基盘绞车5和液压系统，钢丝绳8一端从左基盘绞车2的滚筒引出，依次通过左补偿机构3、左导向滑轮4、左竖直滑轮11、水平滑轮10、右竖直滑轮9、右导向滑轮7、右补偿机构6，钢丝绳8另一端接回右基盘绞车5的滚筒；
左基盘绞车2和右基盘绞车5均设置在勘察船甲板上；左补偿机构3、左导向滑轮4、右导向滑轮7、右补偿机构6均设置在勘察船相应支架上；右竖直滑轮9、水平滑轮10和左竖直滑轮11安装在海底基盘1上表面，其中的右竖直滑轮9和左竖直滑轮11分别布置在海底基盘1的两个对角上，水平滑轮10安装在另外的任意一个对角上；
左补偿机构3和右补偿机构6的结构一致，其结构是，包括补偿油缸14，补偿油缸14缸体一端连接有定滑轮组12，补偿油缸14活塞杆一端连接有动滑轮组13，补偿油缸14的油腔与蓄能器15连通，蓄能器15另一端与气瓶组16连通。
参照图3，液压系统的结构是，包括左插装阀20和右插装阀22，左插装阀20和右插装阀22之间连接有主冲洗阀21，左插装阀20和右插装阀22输入端与主泵19输出端连接，主泵19输入端通过过滤器18与油箱17连通；
左插装阀20和右插装阀22输出端同时与液压马达24输入端连接，液压马达24设置有自己的马达冲洗阀23；液压马达24与左基盘绞车2及右基盘绞车5传动连接；
另外，在蓄能器15的一端连通有溢流阀30及充放油阀31，充放油阀31与蓄能器油源连通；在蓄能器15的另一端连通有压力传感器25及截止阀26，截止阀26同时连通有气瓶组16、消声器27及放气阀28，气瓶组16和放气阀28另一端同时连通有充气阀29，充气阀29对外连通有主气源及控制气源。
通过调节气瓶组16的工作压力，实现钢丝绳8在不同作业水深的恒定张力；补偿油缸14的活塞杆和蓄能器15活塞均安装有位移传感器，实时监测各个活塞的实际位置，保证活塞在行程范围内随波浪上下运动。
左导向滑轮4与右导向滑轮7的滑轮轴端均安装有销轴传感器，用于测量钢丝绳8的拉力大小。
上述的位移传感器及销轴传感器均与控制器连接，控制器与液压系统共同组成液压控制系统，根据水深设定钢丝绳8张力大小，控制器根据销轴传感器反馈的数据控制放气阀28和充气阀29，调节气瓶组16的压力，自动维持恒张力。
本实用新型的工作原理是，
1)海底基盘1下放到海底后左补偿机构3和右补偿机构6开始工作，随着勘察船的升沉运动往复收缩和伸出活塞杆，补偿油缸14与蓄能器15液端相连，蓄能器15气端与气瓶组16相连，通过调节气瓶组16的工作压力，从而调节补偿油缸14的实际推拉力。
2)当勘察船随波浪上升时，钢丝绳8拉力变大，补偿油缸14活塞杆受压缩回，勘察船与海底基盘1之间的钢丝绳8变长，补偿油缸14内油液进入蓄能器15；当勘察船随波浪下沉时，钢丝绳8拉力变小，补偿油缸14内压力油使活塞杆伸出，勘察船与海底基盘1之间的钢丝绳8变短，蓄能器15油液进入补偿油缸14。活塞杆如此往复运动实现了钢丝绳8的张力恒定，拉力变大时，活塞杆受压缩回，放出钢丝绳8；拉力变小时，活塞杆在油液压力作用下伸出，回收钢丝绳8。
3)根据实际作业水深确定海底基盘1工作时钢丝绳8拉力，此拉力需大于钢丝绳8在水中的重量，但小于钢丝绳8和海底基盘1的总重，即维持钢丝绳8张紧且不会提起海底基盘1，此拉力通过销轴传感器测量并显示，通过气瓶组16的压力调节来控制，保持拉力稍大于钢丝绳8在水中的重量，这样既保持钢丝绳8的张紧，也使钢丝绳8受力较小，提高钢丝绳8的使用寿命。
本实用新型采用双基盘绞车+单钢丝绳的结构，根据作业水深确定钢丝绳8的长度，并预留一定余量，钢丝绳8两绳端分别连接在左右基盘绞车的滚筒上，两个基盘绞车可以同时工作，也可单独工作，若其中一个基盘绞车出现故障，通过另外一个基盘绞车也能实现海底基盘1的收放工作。由于使用的是一根钢丝绳8，通过分配左右基盘绞车的实际容绳量，能实现补偿段钢丝绳(补偿机构滑轮组与钢丝绳往复摩擦区域)的循环使用，有效地提高钢丝绳的总使用寿命。
Claims (5)
1.一种海底勘察基盘恒张力收放装置，其特征在于：包含左基盘绞车(2)、右基盘绞车(5)和液压系统，钢丝绳(8)一端从左基盘绞车(2)的滚筒引出，依次通过左补偿机构(3)、左导向滑轮(4)、左竖直滑轮(11)、水平滑轮(10)、右竖直滑轮(9)、右导向滑轮(7)、右补偿机构(6)，钢丝绳(8)另一端接回右基盘绞车(5)的滚筒；
左基盘绞车(2)和右基盘绞车(5)均设置在勘察船甲板上；左补偿机构(3)、左导向滑轮(4)、右导向滑轮(7)、右补偿机构(6)均设置在勘察船相应支架上；右竖直滑轮(9)、水平滑轮(10)和左竖直滑轮(11)安装在海底基盘(1)上表面，其中的右竖直滑轮(9)和左竖直滑轮(11)分别布置在海底基盘(1)的两个对角上，水平滑轮(10)安装在另外的任意一个对角上。
2.根据权利要求1所述的海底勘察基盘恒张力收放装置，其特征在于：所述的左补偿机构(3)和右补偿机构(6)的结构一致，其结构是，包括补偿油缸(14)，补偿油缸(14)缸体一端连接有定滑轮组(12)，补偿油缸(14)活塞杆一端连接有动滑轮组(13)，补偿油缸(14)的油腔与蓄能器(15)连通，蓄能器(15)另一端与气瓶组(16)连通。
3.根据权利要求2所述的海底勘察基盘恒张力收放装置，其特征在于：所述的液压系统的结构是，包括左插装阀(20)和右插装阀(22)，左插装阀(20)和右插装阀(22)之间连接有主冲洗阀(21)，左插装阀(20)和右插装阀(22)输入端与主泵(19)输出端连接，主泵(19)输入端通过过滤器(18)与油箱(17)连通；
左插装阀(20)和右插装阀(22)输出端同时与液压马达(24)输入端连接，液压马达(24)设置有自己的马达冲洗阀(23)；液压马达(24)与左基盘绞车(2)及右基盘绞车(5)传动连接。
4.根据权利要求2所述的海底勘察基盘恒张力收放装置，其特征在于：所述的蓄能器(15)的一端连通有溢流阀(30)及充放油阀(31)，充放油阀(31)与蓄能器油源连通；在蓄能器(15)的另一端连通有压力传感器(25)及截止阀(26)，截止阀(26)同时连通有气瓶组(16)、消声器(27)及放气阀(28)，气瓶组(16)和放气阀(28)另一端同时连通有充气阀(29)，充气阀(29)对外连通有主气源及控制气源。
5.根据权利要求2所述的海底勘察基盘恒张力收放装置，其特征在于：所述的补偿油缸(14)的活塞杆和蓄能器(15)活塞均安装有位移传感器，左导向滑轮(4)与右导向滑轮(7)的滑轮轴端均安装有销轴传感器，压力传感器(25)、位移传感器及销轴传感器均与控制器连接，控制器与液压系统共同组成液压控制系统。
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