具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置及采用其的鉆井平臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置，其包括：電機、平行軸齒輪減速箱和行星齒輪減速箱，平行軸齒輪減速箱連接行星齒輪減速箱，行星齒輪減速箱驅動爬升七齒軸轉動，所述電機的輸出軸通過扭矩限制器連接平行軸齒輪減速箱的輸入軸，扭矩限制器連接傳感器，傳感器連接電機控制器。它可以在平臺升降期間當傳動裝置負載超過傳動裝置負荷極限時及時控制傳動裝置的工作。
【專利說明】具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置及采用其的鉆井平臺

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種自升式鉆井平臺升降傳動裝置，尤其涉及一種具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置。

【背景技術】
[0002]自升式鉆井平臺屬于海上移動式平臺，由于其定位能力強和作業(yè)穩(wěn)定性好，在大陸架海域的油氣勘探開發(fā)中居重要地位。自升式鉆井平臺主要由平臺結構、樁腿、升降機構、鉆井裝置(包括動力設備和起重設備)以及生活樓(包括直升飛機平臺)等組成。平臺在工作時用升降機構將平臺舉升到海面以上，使之免受海浪沖擊，依靠樁腿的支撐站立在海底進行鉆井作業(yè)。完成任務后，降下平臺到海面，拔起樁腿并將其升至拖航位置，即可拖航到下一個井位作業(yè)。
[0003]自升式鉆井平臺升降裝置是自升式鉆井平臺升降的關鍵和核心部件，同時亦是自升式鉆井平臺設計和制造的難點，在平臺的設計制造和使用中歷來受到高度重視，其性能的優(yōu)劣直接影響到平臺的安全性能、使用性能及經(jīng)濟性。根據(jù)平臺總重以及作業(yè)載荷的不同，每艘平臺安裝36-72套不等的同規(guī)格的升降傳動裝置。每兩臺升降傳動裝置被對稱安裝在每根樁退齒條的兩側。在作業(yè)平臺或樁腿升降時，所有升降傳動裝置一起工作，協(xié)同完成對作業(yè)平臺或樁腿的升降。由于在平臺或樁腿升降過程中，平臺可能產生許可范圍內的稍微傾斜或者樁腿變形等情況，將會導致升降裝置部分時候承載不均，個別升降傳動裝置出現(xiàn)短時過載現(xiàn)象，如無過載保護功能，或者采取停車重新分配載荷等其他措施，將會導致升降傳動裝置的過載損壞，嚴重情況下甚至可能引起整個平臺的下滑、傾覆等重大安全事故。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的就是解決上述的難題，提供一種具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置，其可以在平臺升降期間當傳動裝置負載超過傳動裝置負荷極限時及時控制傳動裝置的工作。
[0005]本實用新型的另一目的就是采用上述傳動裝置的鉆井平臺。
[0006]本實用新型的目的是通過如下的結構實現(xiàn)的，其包括:電機、平行軸齒輪減速箱和行星齒輪減速箱，平行軸齒輪減速箱連接行星齒輪減速箱，行星齒輪減速箱驅動爬升七齒軸轉動，所述電機的輸出軸通過扭矩限制器連接平行軸齒輪減速箱的輸入軸，扭矩限制器上設有位移傳感器，位移傳感器連接控制器。
[0007]所述扭矩限制器包括:主動端連接體和從動端連接體，從動端連接體上設有固定盤，固定盤設有凹槽，凹槽內放置滾珠，主動端連接體上設作用環(huán)，作用環(huán)的后方設刻度盤，刻度盤和作用環(huán)間設有碟簧，碟簧將作用環(huán)壓在滾珠上，作用環(huán)上設有位移傳感器。
[0008]所述位移傳感器為電感式位移傳感器或光電式位移傳感器。
[0009]所述平行軸齒輪減速箱設有四級平行軸齒輪副。
[0010]所述平行軸齒輪減速箱的一級平行軸齒輪副的尾部連接盤式電磁制動器，盤式電磁制動器連接控制器。
[0011]所述控制器為電機控制器或PLC控制器。
[0012]所述爬升七齒軸的爬升齒輪齒數(shù)為7，模數(shù)為100。
[0013]所述平行軸齒輪減速箱的四級齒輪副的總速比為:389.1。
[0014]所述行星齒輪減速箱設有兩級串聯(lián)的NGW型行星齒輪副，行星齒輪減速箱的總傳動比為:24.5。
[0015]本實用新型的目的是通過如下的結構實現(xiàn)的，其包括:平臺，平臺上連接樁腿，所述樁腿上設有I個以上的具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置，具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置中的位移傳感器均連接在控制器上。
[0016]本實用新型在電機的輸出軸和平行軸齒輪減速箱的輸入軸間安裝扭矩限制器，其使用過程中，當升降裝置傳遞轉矩低于設定值時，傳動裝置可正常工作，當傳遞轉矩高于設定值時，升降裝置進入過載保護狀態(tài)，并可在過載瞬時向控制系統(tǒng)發(fā)出過載信號，控制系統(tǒng)根據(jù)程序進行過載處理，從而提高自升式鉆井平臺升降裝置的安全可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的結構示意圖，圖2為扭矩限制器部分的放大結構圖。

【具體實施方式】
[0018]如圖1所示本實用新型包括:電機1、平行軸齒輪減速箱3和行星齒輪減速箱，平行軸齒輪減速箱連接行星齒輪減速箱，行星齒輪減速箱驅動爬升七齒軸轉動，所述電機I的輸出軸通過扭矩限制器2連接平行軸齒輪減速箱的輸入軸，扭矩限制器2上設有位移傳感器16，位移傳感器連接控制器。所述控制器為PLC控制器。
[0019]如圖2所示扭矩限制器包括:主動端連接體14和從動端連接體15,從動端連接體15上設有固定盤，固定盤設有凹槽，凹槽內放置滾珠，主動端連接體14上設作用環(huán)，作用環(huán)的后方設刻度盤，刻度盤和作用環(huán)間設有碟簧，碟簧將作用環(huán)壓在滾珠上，作用環(huán)上設有位移傳感器16。所述位移傳感器為電感式位移傳感器。
[0020]平行軸齒輪減速箱4內設四級平行軸齒輪傳動副，一級齒輪副包括:動力輸入軸6和一級齒輪7，二級齒輪副包括:一級齒輪7和二級齒輪8，三級齒輪副包括:二級齒輪8和三級齒輪9，四級齒輪副包括:三級齒輪9和四級齒輪10。一級齒輪副嚙合二級齒輪副，二級齒輪副嚙合三級齒輪副，三級齒輪副嚙合四級齒輪副。動力輸入軸6的輸入端與扭矩限制器2的從動端相連,動力輸入軸6的尾部安裝一個盤式電磁制動器7,四級齒輪10輸出端連接行星齒輪箱11的輸入端，行星齒輪箱11由2級NGW行星齒輪傳動副組成，一級行星齒輪傳動副行星架12與二級行星齒輪傳動副太陽輪13相連，二級行星齒輪傳動副行星架4與爬升七齒軸5相連。爬升七齒軸5的爬升齒輪齒數(shù)為7，模數(shù)為100。盤式電磁制動器連接控制器。所述平行軸齒輪減速箱3的四級齒輪副的總速比為:389.1。行星齒輪減速箱的總傳動比為:24.5。
[0021]作為本實用新型的改進，也可采用電機控制器作為控制器，電機控制器為電控開關，電機控制器受位移傳感器信號的控制啟停電機。
[0022]當升降裝置在正常載荷下運行時，電機I驅動扭矩限制器2主動端連接體轉動，主動端連接體通過鑲嵌在凹槽中的若干滾珠帶動從動端轉動，扭矩限制器2從動端帶動平行軸齒輪箱4中的一級齒輪副轉動，一級齒輪副通過嚙合驅動二級齒輪副轉動，二級齒輪副通過嚙合驅動三級齒輪副轉動，三級齒輪副通過嚙合驅動四級齒輪副轉動，四級齒輪副的四級齒輪驅動一級行星齒輪傳動副行星架12轉動，一級行星齒輪傳動副行星架12驅動二級行星齒輪傳動副太陽輪13轉動，二級行星齒輪傳動副太陽輪13通過齒輪嚙合驅動二級行星齒輪傳動副行星架4轉動，二級行星齒輪傳動副行星架4驅動爬升七齒軸5轉動，從而使平臺或者樁腿升降。當爬升七齒軸5承受載荷超過一定值時，載荷通過傳動鏈逆向傳遞到扭矩限制器2上，扭矩限制器2中原本鑲嵌在溝槽中的若干滾珠瞬時滑出溝槽，扭矩限制器2的主與從端連接體瞬間分離，通過位移傳感器16向控制器發(fā)出分離電信號，控制器根據(jù)程序設置進行處理。
[0023]鉆井平臺包括:平臺，平臺上連接樁腿，所述樁腿上設有I個以上的具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置，具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置中的位移傳感器均連接在控制器上。當鉆井平臺同的一樁腿只有1-2個升降裝置產生分離時，控制器可以驅動其他的未超載的升降裝置繼續(xù)提升平臺或者樁腿，此時超載升降裝置上的載荷會轉移到其他升降裝置上，當原超載升降裝置上的載荷降到設定值時，扭矩限制器2中的滾珠在碟簧的壓力下將自動復位，參與正常的作業(yè)。當同一樁腿有超過2個升降裝置產生分離時，控制器將斷掉所有升降裝置電機的動力電源，并控制升降裝置的平行軸減速箱中動力輸入軸6尾部的盤式電磁制動器7閉合將平臺固定，然后通過人工調整使各個升降裝置所承受載均勻，然后重新啟動電機，打開剎車繼續(xù)提升平臺或者樁腿。
【權利要求】
1.一種具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置，包括:電機、平行軸齒輪減速箱和行星齒輪減速箱，平行軸齒輪減速箱連接行星齒輪減速箱，行星齒輪減速箱驅動爬升七齒軸轉動，特征在于:所述電機的輸出軸通過扭矩限制器連接平行軸齒輪減速箱的輸入軸，扭矩限制器上設有位移傳感器，位移傳感器連接控制器。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置，其特征在于:所述扭矩限制器包括:主動端連接體和從動端連接體，從動端連接體上設有固定盤，固定盤設有凹槽，凹槽內放置滾珠，主動端連接體上設作用環(huán)，作用環(huán)的后方設刻度盤，刻度盤和作用環(huán)間設有碟簧，碟簧將作用環(huán)壓在滾珠上，作用環(huán)上設有位移傳感器。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置，其特征在于:所述位移傳感器為電感式位移傳感器或光電式位移傳感器。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置，其特征在于:所述平行軸齒輪減速箱設有四級平行軸齒輪副。
5.根據(jù)權利要求4所述的具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置，其特征在于:所述平行軸齒輪減速箱的一級平行軸齒輪副的尾部連接盤式電磁制動器，盤式電磁制動器連接控制器。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置，其特征在于:所述控制器為電機控制器或PLC控制器。
7.根據(jù)權利要求1或2所述的具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置，其特征在于:所述爬升七齒軸的爬升齒輪齒數(shù)為7，模數(shù)為100。
8.根據(jù)權利要求1或2所述的具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置，其特征在于:所述平行軸齒輪減速箱的四級齒輪副的總速比為:389.1。
9.根據(jù)權利要求1或2所述的具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置，其特征在于:所述行星齒輪減速箱設有兩級串聯(lián)的NGW型行星齒輪副，行星齒輪減速箱的總傳動比為:24.5。
10.采用權利要求1所述的具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置的鉆井平臺，其包括:平臺，平臺上連接樁腿，其特征在于:所述樁腿上設有I個以上的具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置，具有過載保護功能的自升式鉆井平臺升降傳動裝置中的位移傳感器均連接在控制器上。
【文檔編號】E02B17/08GK204080776SQ201420366020
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年7月4日 優(yōu)先權日:2014年7月4日
【發(fā)明者】邱太生, 王建敏, 徐炎科, 李大偉, 劉恒杰 申請人:鄭州天時海洋石油裝備有限公司