自升式海洋石油钻井平台液压系统--

第36卷第1期2021年02月中国海洋平台CHINA OFFSHORE PLATFORMVol.36No.1Feb7,2021文章编号：1001-4500(2021)01-0095-06DOI：10.12226/j.issn.1001-4500.2021.01.20200617自升式海洋平台钻井系统选型及配置逢仁德#,李亚东#2易继兵2,郑庆涛2,曾诚2,李建文#(1山东海洋工程装备有限公司，山东青岛266580；2.北方海洋钻井(青岛)有限公司，山东青岛266580)摘要：分析自升式海洋平台钻井系统结构组成及工艺流程"对提升系统、旋转系统、循环系统、井控系统、隔水管张紧系统等的主要技术参数进行分析计算"得出适用于自升式钻井平台的钻井系统选型及配置方案"为其他类型海洋平台钻井系统设计提供借鉴和参考。

关键词：自升式海洋平台；钻井系统；选型配置中图分类号：TE951文献标志码：ASelection and Configuration of Jack-up Offshore Platform Drilling SystemPANG Rende1,LI Yadong12,YI Jibing2,ZHENG Qingtao2,ZENG Cheng2,LI Jianwen1(1.Shandong Offshore Equipment Co.Ltd.,Qingdao266580,Shandong,China；2.NorthernO f shore(Qingdao)Ltd.:Qingdao266580:Shandong:China)Abstract:The structural composition and technological process of the jack-up offshore platform drilling system are analyzed.The main technical parameters of the hoisting system,rotation system,circulation system,well control system,riser tensioning system,etc.are analyzed and calculated,and the selection andconfiguration plan of the drilling system suitable for the jack-up drilling platform is obtained,which providesreferenceforthedesignofothertypesofofshoreplatformdrilingsystems.Key words:jack-up offshore platform；drilling system；selection and configuration0引言自升式海洋平台具有操作灵活、适应水域广(通常适应水深由几十米到上百米不等)、自存能力强等特点，是目前海洋浅水油气开发中应用较为广泛的移动式钻井设施％钻井系统是钻井平台的核心，钻井系统选型和配置的优劣直接决定着钻井平台的核心竞争力。

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。

试论海洋石油平台吊机液压系统摘要:海洋中有着丰富的石油资源，在海洋石油开发的过程中需要用到吊机，其承担着吊装货物的重任，在海洋石油平台中发挥着重要作用。

海洋石油平台吊机使采用的是液压系统，因为其自身具有独特优势，比如安全可靠，传动比较稳定，能够承受的荷载力大，投入成本少等。

本篇文章主要对石油开发中吊机液压系统结构进行分析，详细的阐述了吊机液压系统工作原理，以及吊机在工作过程中发生故障的应急处理措施，希望对海洋石油开发起到参考价值。

关键词:海洋石油平台；吊机；液压系统引言:石油是重要的战略资源，在人类社会发展中占据着重要地位，是不可或缺的一种能源。

随着我国经济的快速发展，对石油资源的需求也变得越来越大，海洋中有丰富的石油资源，海洋石油开发受到了广泛关注。

现代海洋石油开发依靠的是机械设备，吊机就是其中最为重要的一个设备，在石油平台中起着关键性的作用，承担着货物和人员的吊装工作。

石油平台的吊机采用的是液压系统，因为液压系统传动具有诸多优势，除了成本投入少以外，还拥有传动稳定性高，安全性好，承载力强等特点。

石油平台吊机在使用的过程中，只有掌握了液压系统的工作原理，以及设备出现运行故障时应急处理措施，才能保证吊机的安全稳定运行，为石油开采顺利开展奠定坚实基础。

一、石油开采中吊机液压传动系统的构成1、传动系统液压传动系统所使用的动力系统主要有两者，一种是由柴油作为燃料的动力系统，比如液压泵和柴油机，还有一种是用电能作为动力来源，比如联轴器和点电动机。

2、升降系统吊机是石油平台上承担着作业人员和货物的运输工作，具有升降的功能，这也是吊机最为重要的各项功能。

升降系统中包含着很多内容，比如绞车，它是由螺杆、转动臂、主杆、螺母等构成的。

升降系统的制动依靠的是绞车完成的，一旦出现了失去压力的现象，就可以利用弹簧装置将摩擦片连接起来，这样就能解决失压下安全制动的问题。

3、回转系统回转系统可以帮助吊机实现任意角度的回转，还能让吊机在任何角度回转后能够有效制动。

第25卷第4期湖 北 工 业 大 学 学 报2010年8月Vol.25No.4 Journal of Hubei University of Technology Aug.2010[收稿日期]2010-03-24[作者简介]车 畅(1987-),女,山东荷泽人,武汉理工大学硕士研究生,研究方向为分布式虚拟设计与制造[文章编号]1003-4684(2010)04 0072 02自升式海洋钻井平台锁紧装置液压系统车 畅,陈定方,梅 杰,刘 哲(武汉理工大学智能制造与控制研究所,湖北武汉430068)[摘 要]针对自升式海洋钻井平台锁紧装置,讨论其构成,对作为驱动装置的液压系统进行设计并作出原理图,运用solidw or ks 和3D Studio M ax 软件对锁紧装置进行建模仿真.锁紧装置液压系统的设计主要采用比例阀控制的同步回路和用顺序阀的顺序动作回路来分别实现液压缸的同步运动以及顺序动作.[关键词]自升式钻井平台;锁紧装置;液压系统;复位装置;建模仿真[中图分类号]T H137.7[文献标识码]:A所有的海上平台都必须将环境、重力和运行时的载荷在平台与支腿之间进行转换.有些平台在所有的情况下都是依赖起升的齿轮来实现这一功能,但是大部分却是只在起升时依赖齿轮,而其他多数时间是依靠锁紧装置来实现这一功能的[1].1 锁紧装置的基本组成锁紧装置主要由液压装置和复位装置构成[2].1.1 液压装置液压系统在锁紧装置中是一个动力元件,它是执行装置,是非常重要的部分[3].此设计中主要采用的活塞缸,按作用分为推动液压缸和夹紧液压缸.当推动液压缸推动卡爪与齿条接触时,有可能对不准,所以它的两端是铰接的,使卡爪与齿条接触时能够准确啮合,不对液压装置产生挤压.夹紧液压缸的头部和夹紧楔块连接.在卡爪与齿条牢牢卡住后,夹紧液压缸推动楔块夹紧卡爪,将整个平台的重量施加在卡爪上,以固定平台.夹紧液压缸与楔块是将平台与卡爪联系起来的一个纽带,其运动过程如图1所示.1.2 复位装置卡爪要求与桩腿齿条完全啮合,在液压缸推动其与桩腿齿条啮合后,其位置会相对啮合前有所偏移.在将其拉出的时候要将卡爪恢复到原来的位置,就必须设置一个装置将其归位,这就是复位装置[2].(a)锁紧前 (b)锁紧后图1 夹紧液压缸与楔块的运动过程水平滑动导轨固定在一侧的盖板上,使卡爪能沿轨道水平运动.卡爪上固定一个中滑块,如果锁紧时齿条没有完全啮合,由于推动液压缸的两端是铰接的,卡爪便可以沿着竖直导轨上下移动,以此实现调整对位的功能.竖直导轨和上下滑块相连,同时对复位弹簧起到了导向的作用.当卡爪退出啮合时,在复位弹簧的作用下,卡爪恢复到啮合前的位置.复位装置结构如图2所示.1-复位装置;2-水平导轨;3-复位弹簧;4-上滑块;5-竖直导轨;6-中滑块;7-下滑块图2 复位装置安装位置及结构2 液压系统的设计此海洋钻井平台每桩升降的锁紧装置有3组液压系统,每组液压系统有2个动作 推动液压缸组成的推动动作和夹紧液压缸组成的夹紧动作.每个动作有4个液压缸,所以8个液压缸服务一组系统.由于机构的运动要保持稳定,使每个卡齿平均受力,降低不必要的危险,必须在工作时让这12个推动液压缸一起运动;然后再让12个夹紧液压缸一起运动.本设计只考虑一组液压系统.综合以上的各个液压系统回路,基本确定本次设计的液压原理图如图3所示.图3 液压系统原理图3中,液压油经吸油过滤器、液压泵、高压过滤器、单向阀进入电磁换向阀10,此时DT 1得电,液压油进入电磁换向阀16.1和比例方向阀17.1、17.2、17.3,DT 3、DT5、DT 7、DT 9得电,4个推动液压缸开始同步运动,完成推动动作,其中节流阀节流调速,保证运动的平稳性;随着推动液压缸推动卡爪与齿条啮合,系统的压力会不断增大,当增大到顺序阀11.1的调定压力时,阀门打开,液压油进入电磁换向阀16.2和比例方向阀17.4、17.5、17.6,DT11、DT13、DT 15、DT17得电,4个夹紧液压缸开始同步运动,推动楔块夹紧,蓄能器和液压锁实现保压,平衡阀19.1、19.3保证因为重力原因造成的运动不平稳;当夹紧动作完成后,液压缸要退回来时,DT2得电,DT 12、DT 14、DT16、DT18也得电,4个夹紧液压缸完成同步退回动作,平衡阀19.2、19.4保证因为重力原因造成的运动不平稳;当运动到终点时,液压油会退回来,系统压力会升高到顺序阀11.2的调定压力,阀门打开,DT4、DT 6、DT8、DT 10得电,4个推动液压缸完成同步退回动作,单向节流阀在出油口节流调速,保证运动的平稳性.其中小型直动式溢流阀的缓冲回路是为了保证系统工作的安全性,比例方向阀的同步回路是为了保证液压缸的同步运动[4].3 锁紧装置的建模仿真为了更形象地描述液压缸的运动,也为了试验所设计的锁紧装置是否合理,本文采用Solidw or ks 软件和3D Studio M ax 软件对锁紧装置的运动进行仿真.3.1 锁紧装置零件的建模在Solidw orks2007的软件环境下建立模型的基本步骤如下:1)根据查阅资料估计各个零件的尺寸,按新建 零件 草绘 拉伸(剪切) 旋转 选择新平面 草绘 成型;2)将设计出的零件按相关约束进行装配至装配体形成.3.2 锁紧装置的动画仿真由于锁紧装置的某些运动在Solidw or ks2007软件的环境下无法实现,因此在本设计中采用3D Studio M ax 软件来实现这一运动.在本设计中锁紧装置的运动主要包括4个过程:1)推动液压缸推动卡爪与齿条啮合;2)夹紧液压缸推动楔块与卡爪夹紧;3)夹紧液压缸推动楔块与卡爪分离;4)推动液压缸推动卡爪与齿条分离,即回到原始位置(图4显示的是锁紧装置锁紧的时刻).图4 锁紧装置锁紧4 结束语锁紧装置系统本身的设计不是十分复杂,但是在恶劣的环境、频繁的工作状态下,与海洋钻井平台安全性、稳定性、高效性密切相关.本文设计的锁紧装置在结构上简化了平台,不仅更安全而且节约经济成本,仿真完善了设计的不足,达到了预期目的.(下转第107页)73第25卷第4期 车 畅等 自升式海洋钻井平台锁紧装置液压系统[ 参 考 文 献 ][1] 郭彦峰,许文才,王 梅.蜂窝纸板缓冲性能的实验研究[J].包装工程,1999,20(2):12-15.[2] Gibson L J.A shby M.F Cellular solids:str ucture andP ropert ies [M ].Cambridge:Cambridge U niversity P ress,1997.[3] 王冬梅,王志伟.纸质结构型包装材料缓冲性能研究进展[J].材料导报,2007,21(6):43-46.[4] 李厚民,朱若燕,杨小俊.蜂窝纸板与瓦楞纸板组合结构缓冲特性研究[J].包装工程,2005,26(4):9-11.[5] 张安宁,童小燕,刘效云,等.多层叠加蜂窝纸板压缩特性研究[J].包装工程,2004,25(6):31-32.[6] GB/T 8168-2008.包装用缓冲材料静态压缩试验方法[S].国家标准局.Study of the Performance of Combinatorial HoneycombPaperboards Through the Static CompressionZH U Ruo y an,YIN Qi,LI H ou min(S chool of M echanical Engin.,H ubei Univ .of T echnology ,w uhan 430068,China)Abstract:Thro ug h the static compression test of com bination honeycom b paperbo ar d,this paper studies the curve and the cushio ning properties of com binations of honey com b paperboards w ith different ar eas.The pro cess of static compressio n of co mbinatio n of honeycom b paperbo ar ds is described and the results in dicate that the com bined structure can impr ove the cushioning pr operty of honey com b paperboards.In ad dition,the com parativ e analysis has been m ade in different areas and the influences fro m different areas are obtained.T hese results w ill be helpful in the composite packing design.Keywords:ho neycomb paperboard;static com pression;cushio ning pro perty[责任编校:张培炼](上接第73页)[ 参 考 文 献 ][1] 李克向.钻井手册(甲方)[M ].北京:石油工业出版社,1990.[2] 佚名.美国钻井手册[M ].陈理中译.北京:石油工业出版社,1980.[3] 李壮云.液压元件与系统[M ].北京:机械工业出版社,2005.[4] 明仁雄,万会雄.液压与气压传动[M ].北京:国防工业出版社,2003.The Locking Device of Jack up Offshore Drilling Platform 'sHydraulic System Design and SimulationCH E Chang,CH EN Ding fang,M EI Jie,LIU Zhe(Research I nst.of I ntelligent M anuf .and Control ,Wuhan Univ ,of T ech.,Wuhan 430063,China)Abstract:T his paper researches on the issue of the locking device of Jack up offshore drilling platform,discussing its constitution,talking abo ut the desig ning o f the hydraulic sy stem and draw ing hy draulic sys tem schem atics.U sing So lidw orks and 3D Studio Max so ftw are are used to model and simulate the lo cking device.The design of Lo cking Device's hy draulic system mainly uses proportional valve to co ntro l the syn chronization loop and the or der w ith the or der of v alv e actio n circuits to achieve synchronous mov em ent of hy draulic cy linder as w ell as the order of actio n.Keywords:jack up drilling platfo rm;the lo cking device;hydraulic system;reset dev ice;modeling and sim ulatio n[责任编校:张 众]107第25卷第4期 朱若燕等 组合蜂窝纸板缓冲性能的静态试验研究。

海洋石油平台吊机液压系统解析李会通;司江舸【摘要】介绍了海洋石油平台吊机液压系统组成及结构,介绍了各系统的工作原理,并以某型式吊机的液压系统原理图为示例,讲解了液压系统工作原理,简单概述了吊机故障应急操作.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2018(038)006【总页数】3页(P59-61)【关键词】海洋石油平台;吊机;液压系统【作者】李会通;司江舸【作者单位】中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津 300450;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,天津 300450【正文语种】中文【中图分类】TH137在海洋石油平台上，吊机被称为平台的“左膀右臂”，在人员、货物吊装过程中有着不可替代的作用。

与机械、电气等传动方式相比，液压传动具体安全、成本低、传动平稳、承载力大等优点。

因此，液压传动被广泛应用于海洋石油平台吊机。

在吊机的管理工作中，必须掌握吊机的液压系统原理，才能够有效排除吊机相关故障，保证吊机的正常运行，从而保证平台生产运营工作的顺利开展。

因此，本文重点对吊机的液压系统进行介绍，希望对提高吊机液压系统的了解和吊机管理水平起到一定帮助。

同时，对吊机应急操作进行简单概述，为吊机故障应急情况下的操作提供参考。

海洋石油平台吊机液压系统主要包括动力系统、起升系统、回转系统、变幅系统。

一种是柴油机动力系统，由柴油机、液压泵及弹性联轴器组成；一种是电动机动力系统由电动机、液压泵及弹性联轴器组成。

起升系统的绞车，由卷筒、支架，一个或两个行星减速齿轮箱、制动器及液压马达组成。

通常起升系统的限位装置安装在绞车上绞车制动器用来实现绞车制动，是常闭式湿式摩擦片制动器，在失压情况下，通过弹簧力将摩擦片快速接合，实现安全制动。

制动器的摩擦片设有一定的磨损补偿量，经久耐用。

由一个或多个回转机构和回转支承组成，回转机构减速器输出端的小齿轮与回转支承的内齿轮啮合传动，实现起重机的360度的全旋转运动，用一个操纵手柄操作，左拨手柄左转、右拨手柄右转。

自升式钻井平台升降系统灌注压力探讨发布时间：2021-06-15T11:23:48.120Z 来源：《科学与技术》2021年第6期作者：刘建坤[导读] 本文阐述了了闭式循环系统的特点，分析了灌注泵在系统中的重要作用，从升降液压马达的角度分析探讨升降系统灌注压力的大小刘建坤中石化胜利石油工程有限公司海洋钻井公司山东东营 257000摘要：本文阐述了了闭式循环系统的特点，分析了灌注泵在系统中的重要作用，从升降液压马达的角度分析探讨升降系统灌注压力的大小，为合理调节液压泵的灌注压力提供理论依据，具有一定的理论价值。

关键词：钻井平台；升降系统；液压马达；液压泵；灌注压力一、升降系统概述胜利八号平台升降系统由4台萨奥液压泵提供液压源，每桩2台共6台MB84-38000系列HAGGLUND液压马达。

传动方式为齿轮齿条传动，传动比为26.94:1，齿节是3/16英寸。

每根桩腿升降马达的额定升降能力为654吨，总的额定升降能力为1962吨。

每根桩腿结构的额定承载能力为1088,吨，总的额定承载能力为3264吨。

平台升降速度可调，在最大可变载荷条件下，速度可达0.3048m/min。

动力出现故障时，其桩腿上的反平衡阀和主控阀可以自动锁定，避免平台下滑。

图1 升降系统简图升降系统（其原理如图1所示）为闭式循环系统，该系统采用萨奥公司产的型号为25-2051的双向变量液压泵，泵的进出油口同时也为马达的进出油口，通过改变变量泵的主油路中液压油的流量和方向来实现马达的变速和换向。

闭式系统结构紧凑，与空气接触机会少，空气不易渗入系统，故传动较平稳。

二、灌注泵灌注压力探讨在该升降闭式液压系统中，液压泵中的灌注泵是不可缺少的一部分。

灌注泵负责补充系统因泄漏而损失的液压油，并且灌注泵补进系统的冷油还有降低系统温度的作用；同时灌注泵还维持主系统回路的压力，它还给伺服机构提供控制斜盘偏转所需要的压力。

因此灌注泵必须在任何工况先都有足够的液压油补入系统。

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。