[发明专利]力矩平衡式海洋石油平台用水文绞车

说明书

技术领域

本发明属于海洋环境立体监测领域，具体地说是一种利用力矩平衡和能量守恒原理，实现对海洋石油平台附近水文参数（如海流、水文、盐度等）进行长期、定点、实时、立体监测的力矩平衡式海洋石油平台用水文绞车。

背景技术

二十一世纪是海洋的世纪，海洋是能源开采的热点。比如，我国南沙海域的石油储量丰富，具有油气开发的良好前景和条件。可以预料，南海储油区将是今后一个时期，中国海上石油开发的重点。要在海上开采石油，保障海洋石油平台的安全性，必须对海洋工程设施产生重大作用和影响的海洋环境有充分的了解。实际观测表明，海洋中对海洋工程设施产生重大作用和影响主要是海洋内波和海流等。海洋石油平台建设和运行过程中要求掌握这些动态的海洋水文环境变化。

目前，对石油平台周边海洋水文环境变化的监测多采样在平台周边布放潜标，或者在石油平台上人工吊放设备观测，潜标观测很难实现对所有海洋环境要素进行从海面到海底的立体观测，人工吊放设备费时、费力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用力矩平衡和能量守恒原理，实现对海洋石油平台附近水文参数（如海流、水文、盐度等）进行长期、定点、实时、立体监测的力矩平衡式海洋石油平台用水文绞车。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的水文绞车安装在海洋石油平台上，包括底座、支撑架体及力矩平衡式绞联滚筒组，其中支撑架体通过底座安装在海洋石油平台上，所述力矩平衡式绞联滚筒组包括主动的大滚筒及从动的小滚筒，大滚筒与小滚筒通过一对齿轮啮合同步转动，所述大滚筒上缠有信号缆的一端，信号缆的另一端连接有观测设备，所述小滚筒上缠有承重缆的一端，承重缆的另一端连接重块，所述大滚筒、小滚筒转向相反，分别收放信号缆和承重缆，大滚筒与小滚筒所受信号缆和承重缆拉力的力矩相平衡。

其中：所述大滚筒及小滚筒的两端均设有连接定位板，两端的连接定位板之间安装有多根连接轴、与两端的连接定位板构成一框架，大滚筒及小滚筒上下容置于该框架内，并分别转动安装在所述两端的连接定位板之间；作为小滚筒轴的丝杠转动安装在支撑架体上，作为小滚筒端盖的丝母与所述丝杠螺纹连接，所述连接定位板与丝母相连，通过丝母与丝杠的螺纹连接实现力矩平衡式绞联滚筒组在收放缆的同时沿丝杠的轴向往复移动；

所述大滚筒包括由密封筒及密封连接在密封筒两端的大滚筒端盖组成的密封壳体，以及分别设置在该密封壳体内的电机、控制电路板、内支轴、重物摆，其中两端的大滚筒端盖的外表面均设有外支轴，该外支轴转动安装在所述连接定位板上，任一端的外支轴上固接有大滚筒齿轮；所述内支轴转动安装在两端的大滚筒端盖上，重物摆悬挂在该内支轴上、并可绕内支轴的轴向中心线摆动；所述电机及控制电路板分别安装在重物摆上，电机与控制电路板电连接，电机的输出轴在密封壳体内部的密封空间中转动，通过传动装置驱动整个大滚筒旋转，将转动传递到大滚筒的外部；

所述传动装置为内啮合齿轮组，包括齿轮及内齿轮，其中齿轮连接在电机的输出轴上，内齿轮安装在密封壳体一侧大滚筒端盖的内表面、并与所述齿轮啮合；所述电机通过齿轮与内齿轮的啮合传动带动所述大滚筒端盖、进而驱动整个大滚筒旋转；

所述重物摆包括内固定架及电池包，其中内固定架悬挂在所述内支轴上、并可绕内支轴的轴向中心线摆动，所述电池包安装在内固定架的下部，所述电机及控制电路板分别固接在内固定架的顶部；所述电池包为半圆柱结构，其轴向的中心线与所述内支轴的轴向中心线相平行，在电池包的底部包有增加其重量的铅坠；所述内固定架顶部在内固定架轴向的两侧均设有托板，所述电机及控制电路板分别固接在内固定架轴向两侧的托板上；所述外支轴通过大滚筒滚动轴承安装在所述连接定位板上，在大滚筒滚动轴承的外部罩有固接在所述连接定位板上的大滚筒轴承套；

所述小滚筒筒体两端分别设有作为小滚筒端盖的丝母，该丝母通过小滚筒滚动轴承安装在连接定位板上，在小滚筒滚动轴承的外部罩有固接在所述连接定位板上的小滚筒轴承套；任一端的丝母上固接有小滚筒齿轮；所述作为小滚筒轴的丝杠由小滚筒筒体穿过，分别与两端的丝母螺纹连接；

所述支撑架体上设有导轨，两端的连接定位板的下部均安装有在导轨上滑动的滑动体；所述支撑架体的上方及下方分别开有上导缆孔及下导缆孔，所述信号缆由上导缆孔穿入、缠绕在大滚筒上，所述承重缆由下导缆孔穿入、缠绕在小滚筒上。

本发明的优点与积极效果为：

1．本发明的海洋石油平台用水文绞车借助力矩平衡和系统能量守恒的原理，以较小的驱动力实现了从海底到海表面的海洋要素立体观测。