自升式海洋平台抬升控制系统

【前言】自升式海洋平台抬升控制系统由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。1、抬升控制系统 随着对油气资源开发利用的深化，油气勘探开发从陆地转入海洋。海上钻井平台的稳定性和安全性更显重要。当作业水深在250至300 英尺范围内，自升式钻井平台被普遍采用。 自升式钻井平台即带有能够自由升降的桩腿，作业时桩腿下伸到海底，站立在海床上，...

摘要:讨论了自升式钻井平台的发展历史， 抬升控制系统的主要特点及要求， 进一步阐述了设计理念与主要技术， 给出平台抬升控制系统的产品特点及未来的展望。

0 前言

随着世界经济进入资源环境瓶颈期，在全球石油需求持续增速背景下，及陆地油气资源开采出现瓶颈的大环境下，势必拉动海洋石油勘采的资本支出。全球正进入到全面开发利用海洋的时代，各国对海洋资源的开发和争夺异常激烈，海工装备市场将迎来前所未有的商机。

我国陆地油气资源勘探开发程度现已很高，油气资源正迅速减少。向海洋进军，开发新的油气资源已成必然趋势。我国拥有漫长的海岸线和广阔的海域，油气资源十分丰富。在渤海，南黄海，东海，南海已有发现并进入早起开采。

我国“船舶工业中长期发展规划”要求大力开展技术创新，提高自主研发能力。根据我国能源发展的形式和要求，为我国海洋油气勘探开发提供新型，经济，实用的海洋工程装备是我国造船界面临的新的机遇和挑战，也是责无旁贷的光荣任务。

1、抬升控制系统

随着对油气资源开发利用的深化，油气勘探开发从陆地转入海洋。海上钻井平台的稳定性和安全性更显重要。当作业水深在250至300 英尺范围内，自升式钻井平台被普遍采用。

自升式钻井平台即带有能够自由升降的桩腿，作业时桩腿下伸到海底，站立在海床上，利用桩腿托起船壳，并使船壳底部离开海面一定的距离（气隙）。拖航时桩腿收回，船壳处于漂浮状态。

图1 自升式钻井平台

自升式钻井平台有两种型式，独立桩腿式和沉垫式。

平台稳定站立后，大多数悬臂梁可以将钻台外伸到固定平台。

在风大浪急的海面不能进行拖航。

1）支撑型式：桩靴式；沉垫式。2）升降装置：液压缸升降(插桩式)；齿条/齿轮箱。3）桩腿结构型式：筒型；绗架。4）桩腿数量：3腿；4腿 ；6腿。5）槽口：有槽口；无槽口。6）生活楼的布置：横向布置；周边布置。

自升式钻井平台，又称为桩脚式钻井平台，是目前国内外应用最为广泛的钻井平台。自升式钻井平台可分为三大部分；船体，桩脚和升降机构。需要打井时，将桩脚插入或坐入海底，船体还可顺着桩腿上爬，离开海面，工作时可不受海水运动的影响。打完井后，船体可顺着桩腿爬下来，浮在海面上，再将桩脚拔出海底，并上升一定高度，即可拖航到新的井位上。

在自升式钻井平台的支撑中，抬升系统及其自动化控制系统起着决定性的作用。

世界上第一艘自升式钻井平台诞生于20世纪50年代，我国的第一艘自升式钻井平台“渤海一号”于1967年由708所完成设计，1972年在大连造船厂建成交船。自此自升式钻井平台在国内外蓬勃发展，抬升单元及其电控系统也朝着更大的抬升负载能力，更先进的桩腿结构和升降结构，更人性化，自动化程度更高的电控系统的方向发展。本文即研究及讨论针对自升式钻井平台抬升系统的电控系统。

2、系统控制要求

利用变频驱动平台抬升电机，通过中控台，本地操作盒以及PLC电控系统控制平台抬升及下降。设计抬升单元具有对平台的抬升下降，压载固桩，高度监测，载荷平衡以及防止倾斜等功能。并且使之标准化，满足同行业标准以及船级社规范要求.

3、主要科技内容

3.1相关数据：

每套抬升机构包括54台抬升电机：额定功率：65匹；额定电压：660伏；额定转速：1800转/分；

每套抬升机构包括3台变频器：额定输入电压：690伏；功率容量：1500千伏安

每套抬升机构包括3台主变压器：输入电压：690伏；输出电压：710伏；24脉

每套抬升机构包括1个中央控制台，9个本地操作站，3个本地高度控制站。

每套抬升机构包括6个制动电阻箱：额定功率：400千瓦；阻值：2.65欧姆

3.2技术创新点：

该抬升电控系统设计采用24脉变压器，变频驱动，PLC控制结合的总体框架，构建一个完整的平台抬升电控系统。控制可通过从中央控制台，本地控制柜，操作抬升机构上升下降，完成平台插桩，压桩，拔桩，高度监测，防止倾斜等各种抬升任务。

此项目具体采用以下控制技术:电机的同步控制技术；小齿轮的扭矩检测系统；PLC通讯的冗余控制；变频器的多套参数存储和调用；RPD桩腿高度检测和校对系统；抬升速度精调功能；抬升机构小齿轮LOAD TRANSFER 功能；抬升机构小齿轮RETORQUE 功能。

4、结束语

平台升降系统作为海上自升式平台的最关键部分，其性能的优劣直接影响平台的安全。设计性能平稳的抬升系统，在工作及非工作各种状态下，具有多种安全保护措施，能够保证平台在抬升操作及海上钻井作业的安全，该产品现已在海外多个钻井平台中广泛应用。