自升式海洋石油鉆井平臺液壓系統
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      自升式海洋石油鉆井平臺外觀如圖4.9-3a所示。它主要由沉墊、平臺和樁腿三大部分組成。平臺上設有升降室3和井架底座7等。井架底座用以支承鉆機井架6,靠液壓缸來調整縱、橫向位置。在升降室中,如圖4.9-3b所示,液壓缸1、2、3用以完成插銷爬桿動作,使平臺作升降運動。
    在圖4.9-3b中,缸體l與平臺4固結,缸體2也和平臺固結。缸體3和缸體1活塞桿的一端固結。樁腿5降人海底的動作是:缸體2活塞桿自樁5徑向孔中退出(松開),缸體3活塞桿進入樁腿徑向孔中(鎖緊),缸體1的活塞桿帶動樁腿下行,然后缸體2鎖緊,缸體3松開,缸體1的活塞復位。如此循環,直到樁腿接觸海底。反之,可使平臺沿樁腿上升離開海面,到達一定的高度后,缸體2和3同時鎖緊,平臺可投入正常作業。
    平臺拖航的程序與上述則相反:首先使平臺下降至海面,然后收起樁腿,使整個平臺浮于海面而進入拖航狀態。
    圖4.9-4所示為鉆井平臺單樁升降液壓系統理圖。系統配備有二套泵組,每套泵組都由一臺75kW的電動機M驅動一臺復合泵(包括二臺壓力7MPa的中壓泵2、3)和一臺壓力為20MPa的高壓泵4組成。二套泵組通過并聯油路可單獨或同時投入工作,以提高海上工作的可靠性。
          
4.9-3

    a)鉆井平臺外觀簡圖                      1-沉墊2-直升飛機平臺3-升降室4-直升飛機平臺5-樁腿6-鉆機井架7-井架底座 液壓系統按鉆井工藝要求分以下幾個回路:

1)插樁回路 1)樁腿下放。高壓泵4排出的油經單向閥8與過濾器14、電液換向閥13右位和單向閥16、液控單向閥31,進入插樁缸30上腔。與此同時,中壓泵3排出的油經單向閥7與過濾器19、電液換向閥18右位、單向閥17和電液換向閥20右位也進入插樁缸上腔。由于兩臺泵同時供油,推動活塞桿帶著樁腿快速下放。液壓缸30下腔的回油經液控單向閥27、平衡閥26、節流閥25、閥13右位、單向閥10、散熱器9回油箱。平衡閥26由插樁缸的上下腔壓力差值控制開口大小,從而限制樁腿下放的速度。

    2)平臺上升過程。當樁腿下放插入海底后,插樁缸活塞桿不能繼續下行,于是液壓推力反向推動缸體帶動平臺上升。由于平臺重量大,壓力迅速上升,當壓力升高到單向順序閥23的調定壓力時,該閥開啟,高壓油使液動換向閥22的上位工作,從而閥20的控制油路通油箱,該閥復位,使中壓3卸荷。此時系統由高壓泵4單獨供油,壓力繼續升高,平臺慢速上升,直到所要求的工作高度。
    平臺從安裝后的鉆進狀態轉入拖航狀態的程序正好與上述過程相反,除了全過程由高壓泵4單獨供油和液壓缸30上腔的回油經節流閥24調節速度外,其余與上述類似。

    b)樁腿升降原理

    1、2、3-液壓缸,4-平臺
    5-樁腿
    (2)插銷回路
插銷缸29、28由中壓泵3供油,經閥18左位、12、11至液壓缸29、28。液壓缸30的上下運動和液壓缸29、28的鎖放動作的協調配合,是借助電氣程序回路控制電液換向閥18、13、12、11來實現的。
    (3)控制回路
控制回路由中壓泵2單獨供油,主要用來控制上述兩個回路中的電液換向閥和插樁缸回路中的液控單向閥。
    為使控制壓力穩定,采用了兩個壓力繼電器15來調定最高和最低壓力。當壓力超過高壓限時,壓力繼電器發信號,閥1右位工作,中壓泵2卸荷。當壓力低于低壓限時,閥1復位,中壓泵2重新向回路供油,使壓力上升,直到高壓限為止。中壓泵2卸荷時,為了維持回路壓力和補償泄漏,回路中還設置了二個4L容量的蓄能器6,并附帶有二個10L容量的氮氣瓶。

液動閥21是由一個上下端作用面積不等的液動二位換向閥和一個單向節流閥組成的組合閥,具有延時換向和快速復位的功能,從而保證插樁回路

鉆井平臺單樁升降液壓系統原理圖

中的液控單向閥31相對于電液換向閥20、13提前開啟。


本文標題:自升式海洋石油鉆井平臺液壓系統


分類:液壓行業知識
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