海洋浮式钻井平台绞车升沉补偿装置

摘要

本发明公开了一种新型海洋浮式钻井平台绞车升沉补偿装置，采用差动行星齿轮系作为升沉补偿绞车的传动机构，来自主动补偿电机与被动补偿液压马达的动力由外齿圈输入，来自送钻电机的动力由太阳轮输入，行星架输出动力驱动绞车滚筒运动，PLC控制单元基于检测到的平台升沉信号，控制主动补偿电机带动差动减速器外齿圈转动，通过驱动滚筒正反向转动来补偿平台的升沉运动；基于检测到的钻压变化信号，控制送钻电机驱动太阳轮转动，实现自动送钻运动。气液转换器通过被动补偿液压马达承担钻柱的部分静载荷，主动补偿电机克服运动补偿过程中的其余载荷，降低了系统能耗、提高了补偿精度。

主权项

一种海洋浮式钻井平台绞车升沉补偿装置，包括主动补偿电机（6）、差动行星减速器（8）、送钻电机（3）、摆线减速机（4）、离合器（7）、联轴器（14）、绞车轴（12）、绞车滚筒（13）和液压盘刹（11），其特征在于：还包括被动补偿液压马达（2）、液动切断阀（15）、失电保护阀（16）、限速阀（28）、气液转换器（17）、工作气瓶（18）、气压源（19）、后备气瓶（20）、电磁卸荷溢流阀（21）、补油单向阀（22）、补油泵（23）、高位油箱（24）、平台加速度传感器（25）、死绳压力传感器（26）、PLC控制单元（27）、主动补偿电机轴旋转编码器（29）和绞车轴旋转编码器（30），被动补偿液压马达（2）通过联轴器（14）、外齿圈动力输入轴（1）与差动行星减速器（8）的外齿圈（9）相连，主动补偿电机（6）通过离合器（7）、联轴器（14）与差动行星减速器（8）的外齿圈（9）相连，送钻电机（3）经过摆线减速机（4）与太阳轮动力输入轴（5）相连，行星架（10）与绞车轴（12）通过键连接，绞车轴（12）上装有绞车滚筒（13）及液压盘刹（11）；平台加速度传感器（25）与平台固联，死绳压力传感器（26）安装在钻机死绳端，主动补偿电机轴旋转编码器（29）与主动补偿电机轴相连、绞车轴旋转编码器（30）与绞车轴相连；液动切断阀（15）的A口与被动补偿液压马达（2）的高压油腔相连，液动切断阀（15）的P口与失电保护阀（16）的A口相连；失电保护阀（16）的P口与高位油箱（24）相连，失电保护阀（16）的O口与气液转换器（17）相连；气液转换器（17）的气腔与工作气瓶（18）相连；补油泵（23）出口与补油单向阀（22）进口相连，补油单向阀（22）出口与气液转换器（17）相连，电磁卸荷溢流阀（21）两端分别与高位油箱（24）、补油单向阀（22）出口相连；PLC控制单元（27）分别与失电保护阀（16）、电磁卸荷溢流阀（21）、补油泵（23）、平台加速度传感器（25）、死绳压力传感器（26）、主动补偿电机轴旋转编码器（29）和绞车轴旋转编码器（30）的控制信号接口电连接。