[实用新型]一种自升式钻井平台升降装置扭矩再分配系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种自升式钻井平台的控制系统，具体而言，涉及一种自升式钻井平台升降装置扭矩再分配系统。

背景技术

在海上采油技术领域，自升式钻井平台均配置有升降装置。升降装置主要功能是，在自升式平台开始作业之前，启动升降装置将平台升离水面，为海上作业做好准备；作业结束后，再通过升降装置将平台降回水面，升起桩腿，使平台重新恢复成漂浮状态，准备拖航到下一个井位作业。由于风力、潮汐等自然现象，自升式钻井平台的重心会有微小的变化，升降装置每个桩腿的支撑力都会有相应的变化。

目前，国内外市场上的自升式钻井平台，在升降启动过程中，由于每个桩腿升降装置所受载荷不均，个别装置受力过大，容易导致系统停机保护，更严重的情况，可能会对齿轮箱或减速箱造成机械损坏。

因此，为了解决上述技术问题，通过保证升降过程中每个桩腿升降单元装置受力一致，已成为本领域技术人员研究的课题。

发明内容

本实用新型为了解决现有自升式钻井平台升降装置每个桩腿升降单元受力不一致的技术问题，提供一种使每个桩腿升降单元受力一致的自升式钻井平台升降装置扭矩再分配系统。

本实用新型的技术方案是，包括矢量控制变频器、PLC控制器、上位机、HMI显示屏、扭矩传感器数据采集模块和扭矩传感器，HMI显示屏与上位机连接，PLC控制器和矢量控制变频器分别通过Profinet通讯网络与上位机连接；扭矩传感器数据采集模块与PLC控制器4通过Profibus连接；扭矩传感器的输出端与扭矩传感器数据采集模块连接，扭矩传感器数据采集模块的输出端与plc控制器连接；矢量控制变频器与PLC控制器连接。

优选地，包括PLC分站I/O模块，PLC分站I/O模块通过Profibus与PLC控制器连接，矢量控制变频器和升降驱动电动机连接。

本实用新型的有益效果是：采用本装置可以将平台的重量均匀的分配到每个升降装置上，快速完成升降装置的每个升降单元的扭矩再分配，以达到在升降启动过程中，平台的每个桩腿升降单元受力一致，大大避免了由于启动过程中单个装置单元受力冲击过大而对升降装置造成损坏或影响升降装置使用寿命。

本实用新型进一步的特征，将在以下具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

附图符号说明：

1.升降驱动电动机，2.矢量控制变频器，3.PLC分站I/O模块，4.PLC控制器，5.上位机，6.HMI显示屏，7.扭矩传感器数据采集模块，8.扭矩传感器。

具体实施方式

自升式钻井平台配置的升降装置设置有升降驱动电动机1

如图1所示，自升式钻井平台升降装置扭矩再分配系统包括矢量控制变频器2、PLC分站I/O模块3、PLC控制器4、上位机5、HMI显示屏6、扭矩传感器数据采集模块7、扭矩传感器8，HMI显示屏6与上位机5连接，PLC控制器4、矢量控制变频器2分别通过Profinet通讯网络与上位机5连接；PLC分站I/O模块3、扭矩传感器数据采集模块7与PLC控制器4通过Profibus连接；扭矩传感器8的输出端通过模拟信号与扭矩传感器数据采集模块7连接，扭矩传感器数据采集模块7的输出端与PLC控制器4连接。矢量控制变频器2与PLC控制器4连接。

升降装置上的升降驱动电动机1与矢量控制变频器2连接。

扭矩传感器8安装在升降装置升降齿轮箱上，扭矩传感器8用于测量升降装置上的升降驱动电动机1运行时的实际扭矩值，实际扭矩通过模拟信号与扭矩传感器数据采集模块7连接，扭矩传感器数据采集模块7与PLC控制器4采用Profibus DP通讯。

升降驱动电动机1的实际运行速度由矢量控制变频器2检测并传送PLC控制器4，PLC控制器4与上位机5通过Profinet网络通讯。

HMI显示屏6用来显示：

(1)矢量控制变频器2的运行、停止状态，显示矢量控制变频器2中逆变单元的工作电流、电压、频率和功率等参数。

(2)升降驱动电动机1的运行速度和实际扭矩。

(3)升降单元的电机的运行速度和实际扭矩限定值设定。

操作者根据自升式钻井平台的重量预估每台升降装置所需要承载的负载，在上位机5上操作设定扭矩限定值和电机的速度值。

矢量控制变频器2的整流单元和逆变单元会按照PLC控制器4的指令自动启动，每台升降驱动电动机1按照设定速度和最大扭矩设定值进行扭矩再分配。