自升式钻井平台升降系统图例详解
海洋平台结构作业——自升式海洋平台升降结构
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。
海上钻井平台各系统简介
海上钻井平台各系统简介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。
14自升式钻井平台升降电气系统教程
自升式钻井平台升降电气系统1培训对象：入职新员工；2培训内容：自升式钻井平台升降电气系统3教学目标：认识认识自升式平台升降系统的作用、原理、组成，使新员工掌握升降系统电气部分的保养方法。
4重点自升式平台升降电机系统的操作维护和保养5培训课时：5.1 理论培训：2 课时5.2 实操训练：0 课时6了解内容：自升式钻井平台升降电气系统工作原理：升降方式的分类：齿轮齿条式、液压缸升降方式。
7 掌握内容（重点）：自升式平台升降电机系统的操作维护和保养8实操训练：9 案例某平台由于升降刹车线圈没有打开，而操作平台升降，造成升降齿轮掉。
某平台由于电机修理时电机转向接反，试运转时把主轴憋断。
10 考核：升降系统保养点及保养方法。
讲义1概述我公司钻井平台升降方式分为两类，一类是以南海1号、渤海四号、渤海8号、渤海10号、渤海12号为代表的齿轮升降方式；另一类是以渤海5号、渤海7号、渤海9号为代表的液压缸升降方式。
下面分别论述基于这两种升降方式的电气控制基本原理。
2自升式钻井平台升降电气系统工作原理：1)齿轮升降方式的电气系统原理这种升降方式的电气系统比较简单。
通常，在平台的三个桩腿上均匀分布着36套电机，每个电机驱动着一套相应的齿轮系统。
通过控制36台电机同步的正转或反转来达到平台上升/插桩或平台下降/拔桩的目的。
对电机的所有操作控制位于平台的中央控制室内的升降控制盘上，其中包括主控制开关、升降控制按钮、电机过载指示灯、紧急停止按钮、升降功率表和升降监控系统。
为了防止误操作的发生，主控制开关设计成钥匙开关的形式，当开关处于开的位置时系统得电，可以进行平台的升降操作；当开关处于关的位置系统失电，确保升降系统无法工作。
升降控制按钮共有9个分别控制3个桩腿的上升/插桩或平台下降/拔桩以及停止。
每个升降电机内部预埋了热敏电阻用于检测电机是否过载，如果某个电机电流超过设计值热敏电阻将促使操作盘上的相对应的过载指示灯闪烁发光，以提示操作人员。
基于三菱Q系列PLC自升式钻井平台控制系统
ｃｎｒｌ ｒ ｉｏ ｏ ｏ ａａ ｖｌ．ｎｏｄｒｏｓｌｅｔ ｓ ｒｂｅ ｉｐ ｔ ｆｒ ａｄａｃｎｒｌ ｙｔ ｏ ｊｃ － ｐｄｉｉｇｐａ ｏ ａｅ ｏ ｔ ｅ ｓ ｎｉ ｌｗ ｃｍｐｒｔ ｅ Ｉ ｒｅ ｏｖ ｉ ｏ ｌ ｏｐ ｃ ｉ ｓ ｉ ｙ ｔ ｈ ｐ ｍ，ｔ ｕｓ ｏｗ ｒ ｏ ｔ ｓ ｍ ｆａｋ ｕ ｒｌ ｌｔ ｒ ｂ ｓｄ ｏｓ ｅ ｌｎ ｆｍ
ｍｏ ｏ ｏ ｔｏｌｒｃ ｍｍｏ ｏ ｔ ｌｓｒＯ ａ ｌ ｅ Ｏａ ｈｅ ｅｓＩ Ｏｍｏｏ ｏ ｔｏ． ｅ ｍｐｏ ｅｔｅｌｔｃ ｎｒ ｌ ｒｃｓ ｆｅ ｔ ｅｙ Ｔ ｅ ｉ ｔ ｎ ｃ ｎｒ ｌ ｏ ｅ ｎｃ ｎｒ Ｖ ｍｐｉ ｒ ｔ ｃ ｉｖ ＇ ｔｒｃ ｎｒ １Ｔｈ ｓ ｉ ｒｖ ｉ ｏ ｔｏ ｅ ｉｉ ｅ ｃ ｖ ｌ ． ｈ ｏ ｅ ｉ ｆ ｅ Ｖ ｅ ｈ ｆ ｐ ｏｎ ｉ
动控 制模 块 ， 而导 致平 台升 降控制 精度 较低 。为 了解决 这 个 问题 ， 出并 且设 计 了一 种 基于 三菱 Ｑ系 列 Ｐ Ｃ的 自升 式 从 提 Ｌ 石油 钻井 平 台控制 系统 ， 用卷 扬机 代替 昂贵 的齿轮 带 动平 台升 降 ， 采 利用 Ｑ系列 Ｐ Ｃ和运动 控制 器共 同控制 伺服 放大 器 Ｌ 来实 现对 伺服 电机 的控制 ， 效地 提高 了升降 控 制精度 。经 实 际 证 明 ， 控 制 系统 能 够有 效 并且 精 确 地 实现 平 台 的控 制 有 本 功 能 ， 比现 有 的平 台控 制 系统 ， 相 节省 了大量 的经 费开 支 。
第２ 卷 ｌ
第 １期 １
计 算 机 技 术 与 发 展
ＣＯＭＰ ＵＴＥ Ｉ ＣＨＮＯＬ Ｒ ＇ Ｅ ＯＧＹ ＡＮＤ ＤＥＶＥＬ ＭＥＮＴ ＯＰ
２１ ０ １年 １ １月
设计JU2000E升降基础分段建造方案
大连船舶工业船机重工有限公司JU2000E钻井平台升降基础作业指导书编制：审核：批准：日期：日期：日期：JU2000E钻井平台升降基础焊接作业指导书目录1.概述 (3)2.目的 (3)3.参考图纸 (3)4.升降基础结构的建造 (3)5.升降基础结构的吊装.............................. 错误！未定义书签。
6.焊接应力的消除.................................. 错误！未定义书签。
7.涂装............................................ 错误！未定义书签。
8.加工............................................ 错误！未定义书签。
9.完工检验及文档 (27)1.概述升降基础分段是自升式钻井平台的关键结构，是升降装置和锁紧装置的载体，为桩腿升降提供导向，起到连接桩腿和主船体的作用。
由于它的特殊用途，其板材多为高强度厚板，结构形式紧密，且分段精度要求较高，多处需要机加工。
升降基础分段的建造是整个平台建造的难点和关键。
JU2000E型自升式钻井平台共有3个桩腿，9个升降基础，结构形式相同，全部为焊透结构，每个升降基础分为上基础和下基础两部分。
2.目的2.1固化JU2000E自升式钻井平台升降基础分段建造方式和流程。
2.2为生产设计下料及焊接方式选择提供依据。
2.3指导施工人员合理正确施工，避免返工。
2.4控制升降基础分段建造精度，确保建造质量。
3.参考图纸3.1升降基础分段组立图；3.2升降基础焊接工艺规程；3.3基础加工与详图；3.4升降基础建造方案；3.5升降基础分段精度检测表。
4.升降基础结构的建造4.1钢板下料及坡口切割4.1.1所有钢板具有经过船级社认可的材质证件。
并且要检查钢板平整度，检查钢板表面是否有麻点等缺陷。
4.1.2所有升降基础上用的钢板均需要进行表面抛丸或喷砂除锈处理，表面粗糙度达到S a2.5级标准；表面除锈后要喷涂车间底漆保护。
试析自升式钻井平台钻井包介绍
试析自升式钻井平台钻井包介绍1 自升式钻井平台及钻井包主要系统介绍按系统及区域划分，平台主要由提升、悬臂梁滑移、钻井包（含水泥、泥浆、井控、管件作业等系统）、发电机及其配电、生活区及通风空调系统、内外通讯等系统组成。
钻井包作为实现钻井平台核心功能的重要区块，其功能的实现及过程安全控制，在整个平台完工调试中占有极其重要的地位。
以Letourneau workhorse自升钻井平台为例，钻井包主要含钻井控制系统、钻井甲板管件作业系统、高低压泥浆系统、干粉及其控制系统、井控系统、水泥等系统。
1.1 钻井控制系统钻井控制系统采用主流钻井AMHPION控制系统，此系统由操作人员自设备操作终端-钻井椅输入指令，信号采集-输入/输出模块进行信息收集，信息处理器-单板机进行信息集中处理，不间断供应电源确保电源供应以实现系统的持续运行，而且系统提供延展、备用接口，供客户进行设备更新或升级选择。
1.2 管件作业系统（Pipe Handling System）及简要工作流程管件作业是钻井系统重要作业环节，主要由钻井绞车（Drawworks）、顶驱（Top Drive）、管吊（Pipe Handing Crane）、猫步机（Catwalk Shuttle）、铁钻工（Rough Neck）、猫头（Cathead）、转台（Rotary Table）及排管机（Pipe Racking system）等设备组成。
整个钻井平台的管件作业分为井口（Tripping）及离线（Offine Standbuilding）两部分：首先，作业以管甲板为起点，采用特殊夹管器（Gripper yoke）作为专用工具，管吊将钻具（钻杆、钻铤等）吊起放置于猫步机;其次，操作人员自钻井椅操作设备，猫步机配合排管机将单根钻具送入钻井甲板狐狸洞，铁钻工完成上扣作业，排管机将接好的整柱钻具放入排管器，重复上述作业，完成管件的离线储备作业，供增加钻深时管件接长使用。
自升式钻井平台升降系统图例详解
图解自升式钻井平台升降系统（原创）3664人阅读| 3条评论发布于：2010-3-30 15:35:00海洋石油平台分类：采油模块自升式钻井平台半潜式钻井式平台储油船（FPSO）集储油和动力供给平台目前,我从事的工作是以自升式钻井平台建造工程，以平台电气系统设备调试为主要工作，下面介绍自升式钻井平台的概况及重要系统：升降系统。
我曾经参与制造的自升式钻井平台有：JU2000E系列：1~6号；中油海L780-1、L780-2；中海油937(CJ46)；中油海胜利十号。
自升式钻井平台组成：主船体：主甲板面主要承载起重设备；钻井作业配套设备；通风设备；锚机设备；救生筏及悬臂梁液压滑移设备等；机舱机械甲板主要承载主发电、供电系统；暖通空调设备；海水、淡水设备；泥浆、钻井辅助设备；消防系统等；生活区：应急发电、应急供电系统；钻井办公、休息区；餐饮服务间；无线电通讯室；升降控制台；中央DCS系统控制室；救生艇；飞行甲板区；钻井作业区（悬臂梁及钻台）：井架设备；钻台设备；防喷器设备；高压泥浆管线设备悬臂梁设备等；升降系统组成：一升降控制台：CENTRAL CONTROL CONSOLE二升降MCC：JACKING MCC三桩腿单元：LEG UNIT升降马达：JACKING MOTOR桩腿单元:桩腿单元是升降系统的重要组成部分，大部分钻井平台有三条桩腿，它起到将船体支撑在水面上，以便于进行水上钻井作业，同时，根据不同地域水深情况调整适合平台作业的水深高度，使悬臂梁移出达到钻井工位进行钻井工作。
平台的桩腿位于平台主船体的承重端点位置上，一般有三个桩腿，呈花架结构；它的升降移动是靠齿轮齿条传动，齿条间距：319.186mm；升降移动速度：0.45m/min；由升降电机带动齿轮变速箱输出动力给转动小齿轮，小齿轮与焊接在装腿上的齿条咬合达到传动效果，每个桩腿有三个玄管，每个玄管基础支架上有4~6个升降电机，使升降输出动力可靠；升降电机的组成与排列下图背面排列有三组六个电机。
自升式平台
此外，荷兰Huisman公司发展出概念新颖的旋转型悬臂梁，它通过径向与环向滑 轨实现移动，有与X—Y悬臂梁类似的可移动范围内均匀的可变载荷，但目前型 号的旋转型悬臂梁的可变载荷没有X—Y悬臂梁大，但旋转型悬臂梁可以在甲板 上抬高，可以增加甲板的可用面积。
（2）平台船体设计技术 自升式钻井平台的船体采用模块化设计与施工，加大甲板主尺寸和作业面积， 增大可变载荷和钻井物资储放能力，延长在偏远恶劣海域作业的自持力。将 平台生活区移到船艏，采用挑出式与包络式设计，既可减少悬臂梁钻井作业 发生事故时，对船员造成的伤害，也可以腾出甲板中部空间给作业堆料。另 一方面，悬臂梁悬挑作业时，会将平台整体重心往船艉移动。平台生活区的 前移，可以减少平台重心的后移量，减少左舷与右舷桩腿轴力的增加量。 （3）桩腿技术 新一代自升式钻井平台多采用超高强度钢、大壁厚、小管径壁厚比的主弦管 与支撑管，以减小水阻力与波浪载荷。一般采用具有高强度、高刚度的“X” 与逆“K”型管节点，并减少节点数量。在逆“K”型水平撑管上多采用叠加式 节R.G.勒托诺
随着材料、 设计与建造水平的不断进步 ， 自升式钻井平 台的工作水深不断提高 (图3)。
2003建成的Rowan“波勃.帕尔 麦号”( Bob Palmer ) 是 Le — Tourneau公司的“ Super Gorilla XL”设计型号，它创下 了在墨西哥湾 168m(550ft)水 深工作记 录 ，总高度约273 m， 已达到金茂大厦总高度的2/3 。 据 RIGZONE网站统计，到 2 0
为尽快形成我国自主研发的海洋工程装备标准体系，推动自主研发设计 能力快速提高，2011年，经上海市质监局推荐，上海外高桥申报承担的 海洋工程装备－自升式钻井平台国家综合标准化示范项目正式获得国家 标准化管理委员会批准。项目建设周期将持续到2015年12月。
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图解自升式钻井平台升降系统（原创）
3664人阅读| 3条评论发布于：2010-3-30 15:35:00
海洋石油平台分类：
采油模块
自升式钻井平台
半潜式钻井式平台
储油船（FPSO）
集储油和动力供给平台
目前,我从事的工作是以自升式钻井平台建造工程，以平台电气系统设备调试为主要工作，下面介绍自升式钻井平台的概况及重要系统：升降系统。
我曾经参与制造的自升式钻井平台有：JU2000E系列：1~6号；中油海L780-1、L780-2；中海油937(CJ46)；中油海胜利十号。
自升式钻井平台组成：
主船体：主甲板面主要承载起重设备；钻井作业配套设备；通风设备；锚机设备；救生筏及悬臂梁液压滑移设备等；
机舱机械甲板主要承载主发电、供电系统；暖通空调设备；海水、淡水设备；泥浆、钻井辅助设备；消防系统等；
生活区：应急发电、应急供电系统；钻井办公、休息区；餐饮服务间；无线电通讯室；升降控制台；中央DCS系统控制室；救生艇；飞行甲板区；
钻井作业区（悬臂梁及钻台）：井架设备；钻台设备；防喷器设备；高压泥浆管线设备悬臂梁设备等；
升降系统组成：
一升降控制台：CENTRAL CONTROL CONSOLE
二升降MCC：JACKING MCC
三桩腿单元：LEG UNIT
升降马达：JACKING MOTOR
桩腿单元:
桩腿单元是升降系统的重要组成部分，大部分
钻井平台有三条桩腿，它起到将船体支撑在水
面上，以便于进行水上钻井作业，同时，根据
不同地域水深情况调整适合平台作业的水深
高度，使悬臂梁移出达到钻井工位进行钻井工
作。
平台的桩腿位于平台主船体的承重端点位置上，一般有三个桩腿，呈花架结构；
它的升降移动是靠齿轮齿条传动，齿条间距：319.186mm；升降移动速度：0.45m/min；
由升降电机带动齿轮变速箱输出动力给转动小齿轮，小齿轮与焊接在装腿上的齿条
咬合达到传动效果，每个桩腿有三个玄管，每个玄管基础支架上有4~6个升降电机，使升降输出动力可靠；
升降电机的组成与排列
下图背面排列有三组六个电机。
电机内部接线有：主电源，电机加热器，热敏电阻，刹车绕组，刹车行程开关。
每个传动齿轮轴一端安装有负荷传感器，将齿轮承受重量以模拟量信号传送给MCC
上的PLC模块，再将计算结果以通讯方式传给升降控制台，显示在触摸屏上。
每个桩腿升降基础上面安装有一个计米器，其转动齿片与桩腿齿条咬合，同轴连接一个转动小齿片，当大齿片带动小齿片转动时，会给高度检测装置上的传感器一个脉冲信号，通过变送器送到升降PLC计算脉冲，将计算结果经过通讯线传送到升降控制台的上位机，在控制台每组显示屏上显示每条桩腿的上升、下降高度，以便于操作者监控掌握平台高度和操作。
升降控制台
控制结构：
整个平台升降的操作主要集中在升降控制台，在升降控制台上通过操作升或降按钮，将升平台或降平台指令由通讯数据线传达到三个升降马达控制柜（MCC），控制升降马达完成升降动作。
新式升降控制台
升降控制台上安装有三组触摸式设置屏，分别显示三条桩腿工作状态。
（这是）
升降台触摸屏状态显示
一条桩腿一组显示屏，屏上显示每个升降齿轮承受的重量，平台总重量，升降电机
工作电流，有功功率、逆功功率，桩腿高度等
控制台上有两个物理水平仪和一个电子水平仪，以保障平台控制在安全倾斜范围之内（一般设置为：1.5度报警，2.5度停车）。
控制台柜内黑色三角元件为电子水平仪，摆放位置与桩腿布置相同，以体现真实水平状态。
电子水平仪触摸显示屏显示平台水平状态
电子水平仪触摸显示屏与船体方向显示一
致，以便于判断平台倾斜放向（若平台倾斜超
出设定范围会产生报警）
一般设置为：
1.5度报警，
2.5度停车。
紧急状态下，可以打开倾斜状态忽略开关进行紧急操作！（在面板上由钥匙控制）
***操作注意事项***
升降时三条桩腿分别启动，启动间隔在2秒~5秒之间，不得超出或小于时间范围，否则会导致平台倾斜，桩腿与桩腿基础产生摩擦。