半潜式平台吊运压载水平衡补偿控制系统的生产技术
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各类海洋油井平台概述海洋石油钻采设备是海上油气田钻井与采油所用的工具和装备,它的种类繁多包罗万象,但归纳起来大体可以分为四类:1.海洋石油钻井平台;2.海洋石油采油平台;3.水上钻井机械设备;4.水下钻井机械设备。
本文主要介绍前两类,即:海洋石油钻井平台及海洋石油采油平台。
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(SEMI)、张力腿式平台(TLP)、牵索塔式平台、浮式生产处理系统(FPSO)、筒状平台(SPAR)。
(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。
移动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30米以下的浅水域。
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。
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。
自升式钻井平台自升式钻井平台被设计成为驳船的模样,具有可以升降的可延伸到海底的桩腿。
虽然有些设计能使其在海深500英尺(152米)的海域工作,但通常用于海深400英尺(122米)的地方,适合于近海。
其移位时平台降至水面,桩腿升起,平台就像驳船,可由拖轮把它拖移到目的地。
到达钻井目的地后,工作时桩腿下放插入海底,平台及平台上所有的钻井设备及其他器械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。
半潜式起重拆解平台非下潜状态下吊机试验的可行性研究作者:颜长青,冯光建,陈伶翔,洪昌盛来源:《中国修船》 2020年第3期颜长青,冯光建,陈伶翔,洪昌盛(招商局重工(江苏)有限公司,江苏海门226116)摘要:文章以配置2 200 t吊机的半潜式起重拆解平台为例,探讨半潜式起重拆解平台在非下潜状态下吊机试验的可行性,研究吊机在超载试验和旋转试验时平台稳性,并对计算结果进行分析,确定非下潜状态下吊机试验的安全性和可行性。
关键词:半潜式起重拆解平台;非下潜;吊机试验中图分类号:P75;U672文献标志码:Adoi:10.13352/j.issn.1001-8328.2020.03.011Abstract:Taking the semi submersible crane disassembly platform with 2 200 t crane as an example, this paper discusses the feasibility of the semi submersible crane dismantling platform in the non submersible state, studies the platform stability of the crane during the overload test and the rotation test, and analyzes the calculation results to determine the safety and feasibility of the crane test under the non-submersible state.Key words:semi submersible lifting dismantling platform; non submersible;crane test基金项目:2017年工信部高技术船舶科研项目——半潜式起重拆解平台开发(MC-201710-H01)作者简介:颜长青(1977 ),男,广东深圳人,工程师,大学本科,主要从事海工项目管理工作。
钻井平台各系统简介不知道从什么时候起,石油的价格节节攀升。
能源越来越紧张的今天,很多国家把目光从陆地转向了海洋。
自从世界上第一个海洋钻井平台制造出来以后,海洋工程有了长足的发展。
在几十米甚至上3~4000米深的海底钻一口井并不是一件容易的事,因为在海上环境的复杂多变以及恶劣。
经常要承受巨浪和暴风的袭击。
而钻井又要保持一个相对稳定的作业环境。
才能把一根根长长的钻杆钻进海底。
钻井平台从近海到深海,主要可以分为座底式,自升式,半潜式、钻井船等。
座底式是指,平台的结构直接座在海床上,几乎和陆上钻井没多大区别。
所以它们的可钻探深度很有限。
只能在几十米的水深的浅海区域作业。
自升式,又叫jack-up。
顾名思义,这种平台可以象千斤顶一样可以升降它的高度。
它典型的特征就式3-4条腿。
高高的绗架结构。
上面安装又齿条。
平台本体安装有齿轮。
它们一起啮合,传动。
在到达钻井区域的时候,腿就慢慢的伸到海床上。
平台就靠这几条腿站在海里了。
因为考虑到拖航的稳性,腿不能太长。
所以这种平台一般在120~150米水深的近海区作业。
半潜式,最新的已经到了第6代了。
这种平台综合了钻井船和坐底式驳船的优点,是漂浮在海面上的。
这样的话,它们就可以在更深的水域工作了;船体灌放水,可以调节吃水深度,保持船体稳定。
塔的下部是相当容积的浮筒,上面是若干个中空的立柱,支撑着上部平台平台上面是全部的钻井装备和必要的生活设施。
整个平台靠浮筒浮在水面。
它们带有2~3级动态定位系统,海底声纳定位系统,卫星定位系统等来保证平台的相对稳定的坐标。
它们有各种位移补偿装置来补偿海况带来的不稳定状况。
钻井船,钻井船是设有钻井设备,能在水面上钻井和移位的船,也属于移动式(船式)钻井装置。
较早的钻井船是用驳船、矿砂船、油船、供应船等改装的,现在已有专为钻井设计的专用船。
目前,已有半潜、坐底、自升、双体、多体等类型。
钻井船在钻井装置中机动性最好,但钻井性能却比较差。
钻井船与半潜式钻井平台一样,钻井时浮在水面。
深水半潜式钻井平台中控系统集成技术王珏;冯玮;陈力生;李迅科;粟京【摘要】介绍深水半潜式钻井平台中控系统的组成,包括动力定位控制系统、全船监测报警系统及安全系统三部分.三大类分系统独立设计,各分系统又可细分为若干子系统,通过网络实现数据交换.阐述分析中控系统整体网络架构及三大类分系统的作用原理,并归纳总结各子系统及其相关设备的监测控制功能.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2014(036)005【总页数】6页(P101-105,109)【关键词】深水半潜式钻井平台;中控系统;动力定位控制系统;全船监测报警系统;安全系统【作者】王珏;冯玮;陈力生;李迅科;粟京【作者单位】中海油研究总院,北京100027;中海油研究总院,北京100027;中海油研究总院,北京100027;中海油研究总院,北京100027;中海油研究总院,北京100027【正文语种】中文【中图分类】TE967作为海洋油气资源开发的主力装备之一,深水半潜式钻井平台已发展到第6代。
与之前的几代相比,作业水深越来越深,常规的锚泊定位已不能满足钻井工况的定位要求,动力定位被越来越广泛地使用;电站的功率大幅度提升,常规的平台电气系统解决方案已不能适应要求;钻井自动化程度越来越高,监控及安全系统的重要性愈加突出。
由于目前常用的船舶工程的监测控制系统难以适应当今深水半潜式钻井平台的控制需要,因此有必要对深水半潜式钻井平台的综合中央控制系统集成技术开展专门研究。
深水半潜式钻井平台中控系统是一套模块化的分布式集成中央控制系统,用于集中监视深水半潜式钻井平台航行、定位、钻井、完井等各系统运行状态。
该系统的数字化及智能化控制网络可以提高深水半潜式钻井平台运行自动化水平、安全性和生存能力。
本文旨在研究深水半潜式钻井平台控制系统的集成技术,为掌握深水半潜式钻井中控系统关键设计技术奠定一定基础。
深水半潜式钻井平台中央控制系统 (Integrated Control System,ICS)主要由动力定位控制系统、全船监测报警系统及安全系统三大类分系统组成。
一种半潜驳承载船舶悬伸式下水的评估方法与流程半潜船也称半潜式母船,它通过本身压载水的调整,把装货甲板潜入水中,以便将所要承运的特定货物(像驳船、游艇、舰船、钻井平台等)从指定位置浮入半潜船的装货甲板上,将货物运到指定位置。
半潜船(Semi-submersible或Semisubmerged ship)是一种特殊的船舶设计方式,与一般的水面船只不同,半潜船通常拥有较深的吃水,但又不似潜水艇般完全隐没于水中,而是有部分船体或结构外露在水面外。
由于隐没在水中的体积比例高,因此半潜船比较不容易受到海面上的波浪影响,能够保持较佳的稳定性而适合当作水上的工作平台使用。
最早的半潜船是开发用于海上钻油平台的用途上,但也存在包括半潜式起重船(Semi-submersible crane vessels, SSCV)、海上支援船(Offshore support vessels, OSV)、海上生产平台等用途。
有许多半潜船是以系留的方式固定在特定位置上,本身并不具有动力,因此需要靠重载船(Heavy-lift ship,也是一种经常采半潜式设计的船只)等特殊船只运送至设置地点;但是也存在像是海基X波段雷达这般本身具有慢速行驶能力的半潜平台设计,能够靠自身的动力在海上移动。
半潜船定义半潜船(Semi-submersible ships)也称半潜式母船,是专门从事运输大型海上石油钻井平台、大型舰船、潜艇、龙门吊、预制桥梁构件等超长超重,但又无法分割吊运的超大型设备的特种海运船舶。
如中国“泰安口轮”半潜船,装货平台就像一个足球场,装卸大型浮货物时可以下潜19米,装载平台没入水深9米,泰安口轮总长156米,型宽32.2米,型深10米,载重量18000吨。
半潜船发展历程中国是继荷兰之后第二个建造自航式半潜运输船的国家。
1999年12月,中远航运股份有限公司向广船国际订造了“泰安口”号18000吨级半潜船,和姊妹船“康盛口”号。
压载水处理系统技术方案让我给你简单介绍一下压载水。
船舶在航行过程中,为了保持稳定性,会向船舱内注入海水,这就是压载水。
但是,这些压载水会带来一系列环境问题,比如生物入侵、水质污染等。
所以,我们需要一套有效的压载水处理系统来解决这些问题。
下面,就让我们一起来看看这个压载水处理系统技术方案。
一、项目背景随着全球贸易的快速发展,船舶运输成为不可或缺的一部分。
然而,船舶在航行过程中产生的压载水问题日益严重。
我国政府高度重视环境保护,为了应对这一挑战,我们决定研发一套高效、环保的压载水处理系统。
二、技术方案1.系统组成(1)预处理单元:对压载水进行过滤、沉淀等预处理,去除悬浮物和杂质。
(2)消毒单元:采用先进的紫外线消毒技术,杀灭水中的细菌、病毒等微生物。
(3)反渗透单元:通过反渗透膜技术,去除水中的盐分和有机物。
(4)排放单元:将处理后的压载水排放至大海。
2.技术特点(1)高效节能:采用先进的反渗透膜技术,降低了能耗,提高了处理效率。
(2)环保安全:紫外线消毒技术避免了化学消毒剂的二次污染。
(3)智能控制:系统具备自动监测、报警、切换等功能,确保运行稳定。
(4)易于维护:模块化设计,方便维修和更换部件。
三、实施方案1.设备选型(1)预处理设备:包括过滤器、沉淀池等。
(2)消毒设备:紫外线消毒装置。
(3)反渗透设备:反渗透膜组件。
2.设备安装(1)预处理设备安装:将预处理设备安装在船舶甲板上,连接管道和电源。
(2)消毒设备安装:将紫外线消毒装置安装在预处理设备之后,连接管道和电源。
(3)反渗透设备安装:将反渗透膜组件安装在消毒设备之后,连接管道和电源。
3.系统调试设备安装完成后,进行系统调试,确保各设备正常运行,处理效果达到预期。
四、项目优势1.环保:有效减少船舶压载水对海洋环境的污染。
2.经济:降低船舶运营成本,提高经济效益。
3.安全:保障船舶航行安全,避免生物入侵等风险。
4.社会效益:提升我国环保形象,为全球环保事业作出贡献。
半潜式平台平台主体部分沉没于海面以下的钻井平台。
它由平台甲板、立柱和下体(或沉箱)组成。
平台甲板为钻井工作场所。
立柱连接于平台甲板和下体之间,起支撑作用。
下体控制平台沉没水下的深度。
钻井作业时沉箱中注入压载水,使平台大部分沉没于水面以下,以减小波浪的扰动力。
作业结束时,抽出沉箱中的压载水,平台上升,浮至水面进入自航或拖航状态。
这种平台在钻井作业时还需要锚泊定位或动力定位,以增加其稳定性。
它适宜在300-600m水深的海域钻井作业。
平台有一些巨大的垂直支柱(column)连接着底部很大的浮体(pontoon)。
这种结构物上支持一个平台甲板、井架、设备、供应品和人员生活场所均布置其上。
供应船和直升机载钻井点和海岸之间运输器材和人员。
平台拖航时一般在pontoon draft,到达目的地后(可能是拖航也可能自己推进),在浮体中注入海水使平台部分下潜,知道他的大部分结构在海面一下(operation draft),但是平台甲板距离海面要有足够的高度,要考虑设计海况的最大波高以及垂荡时的位移。
平台的运动响应六个自由度的运动方面,surge、sway和yaw 对锚链分析很重要,或是对DP的动力分析如thruster选择engine sizing很关键。
而heave,pitch and roll则是平台机器工作的关键,因为平台或是钻井或是生产用的都有drill pipe或是riser与海底相连,而且考虑到平台上人员与机器工作的条件。
大家知道,平台一般受风浪流的作用力。
风力一般根据class rules选择截面形状系数和根据高度选择高度系数,然后加起来就是,流力也差不多,不过要根据当地的metocean data,不同的地方流截面不同的。
大部分都是水表面比较大,水越深流越小。
波浪力比较复杂,一般来讲波浪力分为动压力(主要与距水面距离和结构物面积有关)、加速度-质量加附加质量力(与结构物形状大小有关)和拖曳力(与波浪速度有关,要积分)。
第一篇 海上油气田生产系统(了解篇)一、海上生产设施的类型海上生产设施是指建立在海上的建筑物。
由于海上设施是用于海底石油开发及采油工作,加上海洋水深及海况的差异、油藏面积的不同、开采年限不一,因此海上生产设施类型众多。
基本上可分为三大类:海上固定式生产设施、浮式生产设施及水下生产系统。
在此三大类中又可细分如下:典型的海上生产设施如图1-2-1至1-2-7所示:1.固定式生产设施固定式生产设施是用桩基、座底式基础或其它方法固定在海底,并具有一定稳定性和承载能力的海上结构物。
海上固定式生产设施有各种各样的形式,按其结构形式可分为桩基式平台、重力式平台和人工岛以及顺应型平台;按其用途可分为井口平台、生产处理平台、储油平台、生活动力平台以及集钻井、井口、生产处理、生活设施于一体的综合平台。
(1)桩基式固定平台桩基式固定平台通常为钢质固定平台,是目前海上油(气)生产中应用最多的一种结构形式1)钢质固定平台的结构形式桩基式 重力式 人工岛顺应式平台半潜式张力腿式浮式生产储油船干式湿式钢质固定平台中最多的是导管架式平台,主要由四大部分组成:导管架、桩、导管架帽和甲板模块。
但在许多情况下,导管架帽和甲板模块合二为一,所以这时仅为三部分。
如图1-2-8所示。
①导管架:系钢质桁架结构,由大直径、厚壁的低合金钢管焊接而成。
钢桁架的主柱(也称大腿)作为打桩时的导向管,故称导管架。
其主管可以是三根的塔式导管架,也有四柱式、六柱式、八柱式等,视平台上部模块尺寸大小和水深而定。
导管架腿之间由水平横撑与斜撑、立向斜撑作为拉筋,以起传递负荷及加强导管架强度作用。
②桩:导管架依靠桩固定于海底,它有主桩式,即所有的桩均由主腿内打入;也有裙桩式,即在导管架底部四周布置桩,裙桩一般是水下桩。
③导管架帽:导管架帽是指导管架以上,模块以下带有甲板的这部分结构。
它是导管架与模块之间的过渡结构。
④模块:也称组块。
由各种组块组成平台甲板。
平台可以是一个多层甲板组成的结构,也可以是单层甲板组成的结构,视平台规模大小而定。
1.大钩补偿升沉系统( DRILL STRING COMPENSATOR,简称DSC)该钻柱升沉补偿系统是VETCO生产的MC400—20D型,其中含义为:20表示补偿器的活塞最大行程是20inch;400表示补偿器载荷是400KIPS;补偿器能够消除钻具的外界影响,并且在出现高扭矩、高泵压时,它能够手动或自动锁紧。
补偿器还可以用于电测、取心、固井和打捞,尤其适合于关井情况下的试压和挤注水泥工作.能够很好的防止钻杆上下运动对防喷器胶心的磨损。
维高补偿器的液压锁紧阀可以在锁销长度范围内,任一位置选择锁紧。
组成该系统在游车和大钩之间,包括两个圆柱型液缸,滑轮系统,提升链条,链条,主框架,锁紧杆和大钩框架,链条的长度是活塞行程的两倍。
两个圆柱型的缸体虽然是通过气体连接在一起的,但是,它们在运动的时候却是完全独立的,互相不受影响。
圆柱型缸体和大钩框架用链条软连接,其好处是两个圆柱型的缸体的运动可以不是完全同步的。
导入机车系统和大钩框架的形状也有利于两个圆柱型的汽缸运动的同步性,同时也消除了钻柱补偿系统的运动部分和固定部分之间的干扰,使“硬件与软件”之间在剧烈运动时得到缓冲。
由于是通过链条连接的,它可以减少活塞的横向移动,从而降低了活塞和液缸之间的磨损。
1.1主框架主框架主要由固定补偿块,圆柱型液缸和锁紧销等部件组成,也是钻柱升沉补偿系统的主要部件。
为了利于安装和拆卸,主框架的部件都用剪切销钉和螺拴连接。
当钻柱升沉补偿系统工作时,主框架的安全拉力为400KIPS,当将升沉补偿系统锁紧时,补偿系统与大钩、绞车为一体,此时大钩拉力即为钻机工作拉力。
1.2大钩框架大钩框架在大钩和链条之间,升沉补偿系统的链条拉在大钩的上面,形成一个矩形框架,假如两个圆柱型液缸受力不均,则就会产生扭矩,大钩框架就有向一方转动的趋势,但是大钩载荷或自重可以阻止这种转动趋势。
在钻柱升沉补偿系统工作的时候,大钩框架的拉力为400kIPS,当钻柱升沉补偿系统锁紧时,大钩框架的拉力为1000KIPS。
压载水处理系统原理压载水处理系统是指在船舶或海洋平台中用来保持其稳定性的一种系统。
在船舶或海洋平台运行时,为了保持其稳定性和安全性,需要在船体底部注入一定量的水,这就是压载水。
而压载水处理系统则是用来控制和处理这些压载水的系统,以确保船舶或海洋平台的安全运行。
压载水处理系统的原理主要包括压载水的注入、储存、控制和排放等几个方面。
首先,压载水是通过压载水系统注入到船舶或海洋平台的船舱中的。
注入压载水的位置一般位于船舶的底部,通过阀门和泵等设备将海水注入到船舶的压载水舱中。
其次,压载水处理系统会对注入的压载水进行储存和控制。
储存压载水的舱室一般位于船舶的底部,通过压载水处理系统可以对储存的压载水进行监测和控制,确保船舶的稳定性。
最后,当船舶需要排放压载水时,压载水处理系统会通过阀门和泵等设备将压载水排放到海洋中,以调整船舶的重量和保持其稳定性。
压载水处理系统的原理是确保船舶或海洋平台在运行过程中能够及时、准确地控制压载水的注入、储存和排放,以保持其稳定性和安全性。
这对于船舶或海洋平台的安全运行至关重要。
通过压载水处理系统,船舶或海洋平台可以根据实际情况及时调整压载水的重量,以确保其在各种海洋环境条件下都能够保持稳定性。
总的来说,压载水处理系统的原理是通过注入、储存、控制和排放等环节,确保船舶或海洋平台在运行过程中能够保持稳定性和安全性。
这一系统的运行原理对于船舶或海洋平台的安全运行有着重要的意义,也是船舶设计和建造中不可或缺的一部分。
压载水处理系统的原理,是航海领域中一个重要的技术环节,对于提高船舶的安全性和稳定性有着重要的作用。
3000m水深半潜式钻井平台关键技术综述谢彬 王世圣 冯玮 付英军(中海石油研究中心)摘要:深水半潜式钻井平台是深水油气田开发的主要装备之一,它的研制涉及到多项关键技术,主要包括:总体设计技术、系统集成技术、平台定位技术、总体性能分析技术、结构强度与疲劳寿命分析技术、以及平台建造技术、深水模型试验技术等,本文概述了深半潜式钻井平台关键技术与相关的关键技术难点,能够帮助有关技术人员对深水半潜式钻井平台关键技术有一个全面的了解。
关键词:深水半潜式钻井平台; 关键技术; 总体设计; 系统集成; 计算分析Summaries on Key Technology of the 3000 m DeepwaterSemi-submersible Drilling RigXIE Bin, WANG Shisheng, FENG Wei, FU Yingjun(CNOOC Research Center)Abstract: Deepwater semi-submersible drilling rig one of kinds of main equipments in exploitation of deepwater oil and gas field. Its development will deal with many of key technologies .They mainly include the macro design system integration, location keeping, calculation and analysis of macro characteristic, analysis of structure and fatigue strength and manufacturing ,model test. This paper summarizes key technologies and points for deepwater semi-submersible drilling rig, and can assist relational technician by understanding in the round the key technology of deepwater semisubmersible drilling rig.Key Words: Deepwater semi-submersible drilling rig, Key technology, Macro design, System integration, Calculation and analysis1 前言海上深水油气田的开发依赖深水海洋工程装备,3000m深水半潜式钻井平台是实施海上深水油气田开发必备装备之一。
本技术公开了一种半潜式平台吊运压载水平衡补偿控制系统,包括在半潜式平台设置有的压载舱和连接于压载舱的补偿舱;压载舱的输入口设置有阀门;吊机驾驶室内设置有压载水遥控板,压载水遥控板连接于PLC控制箱;PLC控制箱连接于阀门以及液位传感器;压载水遥控板上设置有控制阀门开关的按钮以及显示阀门开关的指示灯;操作时,压载控制员根据吊机所调运重物的重量向补偿舱内注入不轻于重物重量的水,吊机的驾驶员根据重物调起调出情况通过压载水遥控板控制阀门;本技术可实现吊机吊运压载水平衡补偿系统的便捷与安全操控。
权利要求书1.一种半潜式平台吊运压载水平衡补偿控制系统,其特征在于,包括在半潜式平台的四个角均设置有的压载舱,以及通过管道连接于所述压载舱的补偿舱;所述压载舱的输入口设置有阀门;所述压载舱和所述补偿舱内均设置有液位传感器;放置于所述半潜式平台上的吊机的驾驶室内设置有压载水遥控板,所述压载水遥控板通过控制电缆连接于PLC控制箱;所述PLC控制箱连接于所述阀门以及所述液位传感器;所述压载水遥控板上设置有控制所述阀门开关的按钮以及显示所述阀门开关的指示灯;所述PLC控制箱包括PLC处理器,以及均连接于所述PLC处理器的模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块以及串行通讯模块;所述模拟量输入模块连接于所述液位传感器,所述数字量输入模块分别连接所述阀门以及所述压载水遥控板;所述数字量输出模块连接于所述阀门;所述串行通讯模块连接于一个触摸屏电脑;所述控制系统的控制方法如下:S1:压载控制员通过所述触摸屏电脑切断所述压载水遥控板对于所述阀门的控制;S2:压载控制员通过所述触摸屏电脑关闭所述阀门,向补偿舱内注入不轻于所述重物重量的水;S3:压载控制员通过所述触摸屏电脑将所述阀门的控制权转移至所述压载水遥控板;S4:若处于半潜式平台的吊机从外界平台调入重物,则所述吊机的驾驶员在调起重物的同时通过所述压载水遥控板打开最远离所述吊机的所述压载舱的所述阀门;若处于半潜式平台的吊机从所述半潜式平台调出重物于外界平台,则所述吊机的驾驶员在放下重物于外界平台的同时通过所述压载水遥控板打开最接近所述吊机的所述压载舱的所述阀门。
2.根据权利要求1所述半潜式平台吊运压载水平衡补偿控制系统,其特征在于,所述压载水遥控板通过控制电缆连接于吊机滑环接线箱,所述吊机滑环接线箱通过控制电缆连接于所述PLC控制箱。
3.根据权利要求1所述半潜式平台吊运压载水平衡补偿控制系统,其特征在于,所述压载水遥控板和所述PLC控制箱内均设置有可控制所有所述阀门关闭的应急关阀。
4.根据权利要求1所述半潜式平台吊运压载水平衡补偿控制系统,所述补偿舱的高度高于所述压载舱。
5.根据权利要求1所述半潜式平台吊运压载水平衡补偿控制系统,S4中,将所述吊机设置于其中一个压载舱的放置处。
技术说明书半潜式平台吊运压载水平衡补偿控制系统技术领域本技术涉及半潜式平台,更具体地说,涉及一种半潜式平台吊运压载水平衡补偿控制系统。
背景技术由于半潜式平台漂浮于海面,当半潜式平台设有的吊机在调运重物时,若将外界平台的重物调入,则在吊起外界平台重物的瞬间,吊机对于平台施加的力会瞬间增大,从而平台在吊机侧容易下倾;同理,当吊机将平台内重物调出时,吊机对平台施加的力减少,从而平台在吊机侧容易上倾。
因此需要设置压载舱来通过注水的方式补偿吊机所受力的变化,注水通过阀门的开关控制,而该开关的控制往往都是通过处于中控室内的压载控制员,而非吊机处工作人员控制;又因为受平台布局和结构影响导致的,通常中控室内压载控制员无法直接观察到吊机工作状态,因此只能通过平台甲板上的吊运辅助人员使用对讲机通知中控室内压载控制员吊机起吊、转运、释放等状态,然后压载控制员再执行打开阀门,释放立柱补偿舱内压载水的操作,这一过程中压载控制员完全是根据对讲机的指令进行“盲操”。
由于对讲机可能存在信号干扰,通话质量不佳的情况,即使通话质量正常,吊运辅助人员与压载控制人员之间的指令传递、操控执行也或多或少存在延迟情况,导致压载控制员无法准确掌控压载水释放时机。
吊机吊运压载水平衡补偿系统是关系到平台安全的特殊压载系统,如果立柱补偿舱内压载水提前释放或者滞后释放都会导致平台倾斜过大,会危及平台人员和设备安全。
技术内容本技术要解决的技术问题是提供一种半潜式平台吊运压载水平衡补偿控制系统,操作人员可以在吊机驾驶室内根据现场吊运情况择机打开阀门释放立柱补偿舱内压载水,并且同时监视该系统阀门状态和相关报警,以实现吊机吊运压载水平衡补偿系统的安全操控。
为了达到上述目的,本技术采取以下技术方案:一种半潜式平台吊运压载水平衡补偿控制系统,包括在半潜式平台的四个角均设置有的压载舱,以及通过管道连接于压载舱的补偿舱;压载舱的输入口设置有阀门(技术内容中说到阀门都是压载舱输入口的阀门);压载舱和补偿舱内均设置有液位传感器;放置于半潜式平台上的吊机的驾驶室内设置有压载水遥控板,压载水遥控板通过控制电缆连接于PLC控制箱;PLC控制箱连接于阀门以及液位传感器;压载水遥控板上设置有控制阀门开关的按钮以及显示阀门开关的指示灯;PLC控制箱包括PLC处理器,以及均连接于PLC处理器的模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块以及串行通讯模块;模拟量输入模块连接于液位传感器,数字量输入模块分别连接阀门以及压载水遥控板;数字量输出模块连接于阀门;串行通讯模块连接于一个触摸屏电脑;控制系统的控制方法如下:S1:压载控制员通过触摸屏电脑切断压载水遥控板对于阀门的控制;S2:压载控制员通过触摸屏电脑关闭阀门,向补偿舱内注入不轻于重物重量的水;S3:压载控制员通过触摸屏电脑将阀门的控制权转移至压载水遥控板;S4:若处于半潜式平台的吊机从外界平台调入重物,则吊机的驾驶员在调起重物的同时通过压载水遥控板打开最远离吊机的压载舱的阀门;若处于半潜式平台的吊机从半潜式平台调出重物于外界平台,则吊机的驾驶员在放下重物于外界平台的同时通过压载水遥控板打开最接近吊机的压载舱的阀门。
优选的,压载水遥控板通过控制电缆连接于吊机滑环接线箱,吊机滑环接线箱通过控制电缆连接于PLC控制箱。
优选的,压载水遥控板和PLC控制箱内均设置有可控制所有阀门关闭的应急关阀。
优选的,补偿舱的高度高于压载舱。
优选的,将吊机设置于其中一个压载舱的放置处。
本技术的优点在于:1.在吊机驾驶室内设置压载水遥控板,该遥控板可以显示压载系统准备状态、阀门开闭状态和系统正常或故障,并且可以打开/关闭指定阀门,在紧急情况下可以一键关闭吊机吊运压载水平衡补偿系统的所有阀门。
当压载系统准备完毕后,吊机驾驶员可以直接掌握现场吊运情况,自行择机打开指定阀门,释放立柱补偿舱内压载水,以实现补偿由于吊机吊运重物的迁移,力矩的突然变化导致平台发生的位移和倾斜的作用,使平台快速恢复平浮。
2.在中控室内设置带有触摸屏的吊机吊运压载水平衡补偿系统专用PLC控制箱,该PLC控制箱与综合自动化系统、液位遥测系统和阀门遥控系统都有接口,当压载控制人员在综合自动化系统中完成压载系统调载准备后,该PLC控制箱作为吊机吊运压载水平衡补偿控制系统主站,压载水控制人员使用触摸屏观测相关补偿舱和压载舱液位、设定阀门控制功能、转移控制权限,与吊机驾驶室内压载水遥控板直接联系。
如果压载水平衡补偿过程中出现异常,压载控制员也可以回收压载系统控制权,一键关闭吊机吊运压载水平衡补偿系统的所有阀门。
此外,PLC控制箱采用冗余电源和冗余CPU,安全可靠。
3.吊机吊运压载水平衡补偿控制系统是涉及到半潜式平台安全的关键系统,除了压载水遥控板、PLC控制箱等硬件配置,正确完整的操控方法是该控制系统的重要组成部分。
本技术在系统硬件组成的基础上,提出了相应操控方法,形成了一套完整的半潜式平台吊机吊运压载水平衡补偿控制系统技术方案。
附图说明图1是本技术系统中半潜式平台压载舱布置图;图2是本技术系统中控制部分的连接示意图;图3是本技术系统中压载水遥控板的面板示意图;图4是本技术系统中PLC控制箱的面板示意图;图5是本技术系统中PLC控制箱的内部结构示意图;图6是本技术系统使用方法的在第一阶段的示意图;图7是本技术系统使用方法在第二阶段连接图6底部A步骤的后续步骤示意图;图8是本技术系统使用方法在第二阶段连接图6底部B步骤的后续步骤示意图。
图中,1、触摸屏电脑,2、空气开关,3、电源模块,4、PLC处理器,5、模拟量输入模块,6、数字量输入模块,7、数字量输出模块,8、串行通讯模块,9、接线端子。
具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作描述。
如图1所示,半潜式平台立柱内设置压载水补偿舱,浮体两端设置压载舱,每个舱内配置液位传感器,艏部立柱的补偿舱通过管路连接至艉部浮体的压载舱,而艉部立柱的补偿舱通过管路连接至艏部浮体的压载舱,管路上分别设置控制压载水流动方向的阀门。
利用半潜式平台艏艉立柱补偿舱与浮体两段压载舱的高度差及水平距离,通过管路的连通及阀门的遥控控制,实现立柱补偿舱的压载水通过重力释放到浮体两端压载舱,以达到快速补偿由于吊机吊运重物的迁移,力矩的突然变化导致平台发生的位移和倾斜的作用,使平台快速恢复平浮。
如图2所示,半潜式平台吊机吊运压载水平衡补偿控制系统由压载水遥控板、24对线芯截面积1mm2控制电缆、吊机滑环接线箱、PLC控制箱、触摸屏电脑1组成。
压载水遥控板安装在吊机驾驶室内,通过控制电缆与吊机滑环接线箱连接,吊机滑环接线箱属于吊机配套设备,通常位于吊机基座内,其通过控制电缆与PLC控制箱连接,以实现压载水遥控板与位于中控室的PLC控制箱之间的控制信号传递。
压载水遥控板可以显示压载系统准备状态、阀门开闭状态和系统故障,并且可以打开/关闭指定阀门,在紧急情况下可以一键关闭吊机吊运压载水平衡补偿系统的所有阀门。
当压载系统准备完毕后,吊机驾驶员可以直接掌握现场吊运情况,自行择机使用压载水遥控板打开指定阀门,释放立柱补偿舱内压载水。
PLC控制箱与综合自动化系统、液位遥测系统和阀门遥控系统都有接口,可以获取压载系统状态、压载舱液位值、阀门开闭状态等信息,也可以将阀门开闭命令发送到阀门遥控系统,最终实现压载水遥控板对阀门的开闭功能。
触摸屏电脑1安装在PLC控制箱门板上,在吊机吊运压载水平衡补偿控制系统运行时,供压载控制员对整个压载系统的监控,以及与吊机驾驶室内压载水遥控板的控制联络。
如图3所示,吊机驾驶室内压载水遥控板由压载系统准备指示灯(绿色)、阀门开/闭控制开关、试灯按钮、故障指示灯(黄色)、应急关阀按钮(红色,带保护罩)、压载阀门开闭位置指示灯、压载系统正常指示灯(绿色)以及位于内部的接线端子(未画出)组成。
当压载系统已准备好,可以进行压载水平衡补偿操作时,PLC控制箱将相关阀门控制权限转交给压载水遥控板,压载系统准备指示灯点亮。