本实用新型专利技术公开了一种半潜平台波浪补偿装置钢丝绳检测装置，包括控制柜，在控制柜内部设置有通过以太网互联的嵌入式系统，嵌入式系统外接有升沉测量单元和压力传感器；在控制柜的操作面板上设置有与嵌入式系统分别连接的触摸屏、报警静音按钮、报警指示灯、系统启动按钮、系统运行指示灯。本实用新型专利技术结构紧凑、简单、操作简便、可靠性高，使操作人员能快速判定钢丝绳磨损程度，还能对钢丝绳的使用寿命进行监控和预警，防止在运行过程中出现钢丝绳断裂的情况，可用于海洋隔水管张紧器、天车及游车升沉补偿装置等需要用钢丝绳、液压缸、蓄能器抵消平台升沉运动的场合。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种半潜平台波浪补偿装置钢丝绳检测装置，包括控制柜，在控制柜内部设置有通过以太网互联的嵌入式系统，嵌入式系统外接有升沉测量单元和压力传感器；在控制柜的操作面板上设置有与嵌入式系统分别连接的触摸屏、报警静音按钮、报警指示灯、系统启动按钮、系统运行指示灯。本技术结构紧凑、简单、操作简便、可靠性高，使操作人员能快速判定钢丝绳磨损程度，还能对钢丝绳的使用寿命进行监控和预警，防止在运行过程中出现钢丝绳断裂的情况，可用于海洋隔水管张紧器、天车及游车升沉补偿装置等需要用钢丝绳、液压缸、蓄能器抵消平台升沉运动的场合。【专利说明】一种半潜平台波浪补偿装置钢丝绳检测装置
本技术属于海洋石油钻井
，用于量化波浪补偿装置钢丝绳的使用情 况，涉及一种半潜平台波浪补偿装置钢丝绳检测装置。
技术介绍
半潜式海洋钻井平台受波浪的影响和潮汐的变化上下升沉运动， 在钻井的过程中要求钻柱和隔水管与水下井口设备保持相对位置不发生变化，往 往会采用隔水管张紧器和天车及游车升沉补偿装置来抵消平台的升沉运动所产生的影响。 通常升沉补偿装置主要部件由钢丝绳、液压缸和蓄能器等组成（见附图1)，负载 作用在钢丝绳上，钢丝绳通过滑轮槽机构将负载传递到液压缸，液压缸通过与蓄能器之间 压力转换来实现波浪补偿。钢丝绳需要承受较大的恒张力作用（lot以上），当平台升沉时， 滑轮槽内的钢丝绳会出现反复交变的弯曲应力和挤压应力从而导致这段钢丝绳疲劳损坏， 滑轮槽内的钢丝绳的使用情况往往决定了整个补偿装置钢丝绳的使用寿命。 波浪补偿装置在半潜式平台上要求具有较高的可靠性，决定了其钢丝绳不能发生 断绳的情况，因此，海洋平台波浪补偿装置滑轮槽内的钢丝绳维护十分重要。传统维护方式 主要依据目测和经验，通过观察钢丝绳受损情况来判断是否达到换绳条件，这种方法主观 性很强，对人员素质和检测设备有严格要求，对于同一根钢丝绳不同的检测人员的检测结 果很可能相差甚远。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种半潜平台波浪补偿装置钢丝绳检测装置，解决了现 有技术中存在人工检查钢丝绳磨损情况，不规范不准确的问题。 本技术所采用的技术方案是，一种半潜平台波浪补偿装置钢丝绳检测装置， 包括控制柜，在控制柜内部设置有通过以太网互联的嵌入式系统，嵌入式系统外接有升沉 测量单元和压力传感器；在控制柜的操作面板上设置有与嵌入式系统分别连接的触摸屏、 报警静音按钮、报警指示灯、系统启动按钮、系统运行指示灯。 本技术的半潜平台波浪补偿装置钢丝绳检测装置，其特点还在于： 升沉测量单元安装在平台重心位置，压力传感器位于波浪补偿液压缸与蓄能器液 压管线中的测压接头处。 本技术的有益效果是， 1)采用国际规范的算法量化波浪补偿装置滑轮槽钢丝绳使用情况来代替传统的 方式，能大大减少人工维护所带来的风险，系统自动化程度高，可靠性高。 2)采用嵌入式系统4为主控核心，成本低廉，可靠性高，由于控制柜集成了系统和 触摸屏，设备小巧精致，不占用平台空间。 3)采用的STM32嵌入式芯片，该系列芯片支持以太网、CAN总线、串口等方式数据 传递，不仅可以集成到波浪补偿装置监控系统中，还可以单独作为钢丝绳监控设备，具有良 好的灵活性和丰富的扩展功能。 4)采用的STM32作为嵌入式系统CPU，芯片基于ARM7 Cortex-M3构架，该嵌入式 系统性能卓越、功耗低、稳定可靠。 5)可通过CAN总线实现传感器数据的采集工作，布线简单可靠。 6)以触摸屏5作为整体系统的参数设定和显示，包含各根钢丝绳的总吨/循环值 和规定时间内的总吨/循环值的显示以及钢丝绳的根数、理论吨/循环值和滑轮槽数量的 初始设定。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术针对的波浪补偿装置原理简图； 图2为本技术半潜平台波浪补偿装置钢丝绳检测装置的结构简图； 图3为本技术装置中的控制柜面板结构示意图。 图中，1.升沉测量单元；2.压力传感器；3.控制柜；4.嵌入式系统；5.触摸屏； 6.报警静音按钮；7.报警指示灯；8.系统启动按钮；9.系统运行指示灯，10.钢丝绳，11.液 压缸，12.蓄能器。 【具体实施方式】 下面结合附图和【具体实施方式】对本技术进行详细说明。 参照图1，本技术的适用对象是波浪补偿装置中的钢丝绳10,钢丝绳10通过 滑轮槽机构与液压缸11连接，液压缸11通过液压通道与蓄能器12连通。 参照图2、图3,本技术的结构是，包括控制柜3,在控制柜3内部设置有通过以 太网互联的嵌入式系统4和触摸屏5 (简称HMI)，嵌入式系统4外接有升沉测量单元1 (简 称HMU)和压力传感器2 (包括多个数量的压力传感器）； 升沉测量单元1安装在平台重心位置，该设备提供平台与海平面的升沉位移、升 沉速度和加速度数据。 压力传感器2安装在每个波浪补偿液压缸11与蓄能器12液压管线中的测压接头 处，用于准确测量液压缸的压力，通过计算得到张紧绳的张力。 在控制柜3的操作面板上设置有相关的部件，包括与嵌入式系统4分别连接的报 警静音按钮6、报警指示灯7、系统启动按钮8、系统运行指示灯9,触摸屏5露出控制面板， 便于操作。 本技术的工作原理是， 通过测量蓄能器12和液压缸11中间的液体压力折算出每条钢丝绳10的张力，采 集HMU数据得到平台的升沉周期，数据经过STM32为核心的嵌入式系统4处理，计算出钢丝 绳的总吨/循环。各个压力传感器2支持DeviceNet协议，各个压力传感器2之间通过CAN 总线连接，以控制柜3内嵌入式系统4为CAN总线主站，接收各个压力传感器2从站的压力 数据；根据平台HMU类型，系统可通过串口通讯、模拟量模块、CAN总线等方式采集平台升沉 数据。经过STM32嵌入式系统4进行一系列的处理和计算，得到所对应的钢丝绳吨/循环， 所有数据能通过HMI显示。 本技术装置采用吨/循环方法的基本运算原理，采用嵌入式系统做控制核 心，以压力传感器和升沉运动单元作为系统数据来源，在正常钻井作业过程中，读取波浪补 偿液压缸与蓄能器之间压力传感器的液压压力（依据此压力折算出钢丝绳滑轮槽上的张 力），每隔4个小时记录平台当前的升沉周期，计算出平均一天的升沉周期，按照如下公式 计算一天的吨/循环： 【权利要求】1. 一种半潜平台波浪补偿装置钢丝绳检测装置，其特点在于：包括控制柜（3)，在控制 柜（3)内部设置有通过以太网互联的嵌入式系统（4)，嵌入式系统（4)外接有升沉测量单元 (1)和压力传感器（2);在控制柜（3)的操作面板上设置有与嵌入式系统（4)分别连接的触 摸屏（5)、报警静音按钮（6)、报警指示灯（7)、系统启动按钮（8)、系统运行指示灯（9)。2. 根据权利要求1所述的半潜平台波浪补偿装置钢丝绳检测装置，其特点在于：所述 的升沉测量单元（1)安装在平台重心位置，压力传感器（2)位于波浪补偿液压缸（11)与蓄 能器（12)液压管线中的测压接头处。【文档编号】B66C13/16GK204057724SQ20142本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半潜平台波浪补偿装置钢丝绳检测装置，其特点在于：包括控制柜(3)，在控制柜(3)内部设置有通过以太网互联的嵌入式系统(4)，嵌入式系统(4)外接有升沉测量单元(1)和压力传感器(2)；在控制柜(3)的操作面板上设置有与嵌入式系统(4)分别连接的触摸屏(5)、报警静音按钮(6)、报警指示灯(7)、系统启动按钮(8)、系统运行指示灯(9)。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李欢，徐晓鹏，蔡娟，刘启蒙，
申请(专利权)人：宝鸡石油机械有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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