三链轮卧式电动锚机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种三链轮卧式电动锚机，三个锚机本体装置分左、中、右布置，并通过离合器与传动装置的传动轴连接，锚机本体装置下面装有掣链器和锚链导向装置，锚机本体装置中的带式刹车装置、离合器控制装置、传动装置中盘式制动器、水冷制动器和齿轮箱换挡装置以及掣链器分别与液压控制系统连接，电气控制系统中的启动箱分别与变频驱动箱和电控箱连接，电控箱与传动装置中的变频驱动箱连接，变频驱动箱与传动装置中的变频电机连接，液压控制系统与电气控制系统之间通讯连接，现场控制盘和中央控制器与电控箱连接，用于数据处理及所有锚机集成同步控制、数据采集、信息检测及反馈、应急自动释放。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种深水半潜式钻井平台的深水锚泊定位系统，尤其是一种卧式电动锚机。
技术介绍
深水锚泊定位系统作为深水半潜式钻井平台的关键设备之一，具有结构简单、可靠、经济性好等特点，已广泛应用于深水平台的作业中，进行海上油气资源的勘探与开发。目前世界上在役的半潜式平台，包括最先进的第六代半潜式钻井平台，多数配备了多点锚泊定位系统。每套锚泊设备主要由锚、锚索、锚绞机、锚索导向装置等组成。(注锚绞机分为锚机和绞车两种型式，本文所讲内容都是锚机)深水锚泊定位用锚机与船用航行起锚机一样，都采用卧式结构。船用航行锚机用来抛锚系泊用，一般都为单链轮(可以是带卷筒和绞缆筒的组合锚机)或双链轮的结构，没有三链轮结构。同时船用航行起锚机一般采用液压或电动驱动方式；液压驱动一般采用低速大扭矩液压马达驱动开式齿轮，从而带动锚链轮运转；电动驱动一般采用电机驱动一套齿轮箱和开式齿轮，再驱动锚链轮运转。锚机结构上，可以在水平的驱动轴上安装一套或两套锚链轮；一套驱动装置同时只能驱动一套锚链轮，因此安装两套锚链轮的，锚链轮之间安装有动力切换装置(一般都为离合器)。同时锚链轮与驱动装置(动力源)之间设有离合器能将动力断开，而且锚链轮上都安装有制动器，一般采用带式刹车。一般负载较小的锚机，离合器和带式刹车都通过手操来实现的，负载比较大由液压来控制。船用航行锚机水深不大(一般都为82. 5m)，抛锚时用带式刹车控制抛锚速度，不会配置专门的抛锚限速装置，因此抛锚过程带刹车发热严重，产生的冲击和振动比较大。船用航行锚机工作负载和支持负载都不大、结构简单、功能相对简单、锚索不长(一般为300nT500m)，控制要求不高，设备配置也相对简单(电机功率小)，而且使用的锚链都是普通船用锚链(锚链等级不超过AM3)。因此，船用航行锚机虽然结构上与定位锚机相似，但无法胜任定位系泊锚机。锚泊定位用锚机结构复杂，根据平台定位要求一般采用双链轮或三链轮结构，甚至四链轮结构因此其要求更高、更严格，一般有如下特点a.锚链等级高，采用海洋系泊链(R3以上，一般采用R4或R4S，甚至R5)，而非船用锚链；b.工作负载大，通常达到锚索破断负荷的1/3，刹车支持负载一般与锚索破断负荷相当，本锚机是目前国内自行研制的负载最大的定位锚机，额定工作负载为2694kN，支持负载达到8418kN ；c.锚索很长，所以其收锚索速度快；一般采用变频电机驱动，电机功率大；d.在深水中使用的锚机，设置自动限制锚索抛出速度的机构(一般采用水动力刹车)，能控制抛锚时产生的动负载，保证锚索连续放出；e.锚机采用机旁控制，同时平台所有锚机的信息能远距离集中显示，并且在集中显示台上能进行应急释放等操作；f.其它功能锚索张力测量及指示、锚索抛出长度指示、起抛锚索速度指示仪等。
技术实现思路
本技术是要提供一种三链轮卧式电动锚机，用于解决深水半潜式钻井平台的深水锚泊定位装置的锚机布锚及抛锚速度控制、锚机结构、锚机传动结构、锚机大功率变频驱动装置选型、锚机刹车和离合器控制及锚机电气控制的技术问题。为实现上述目的，本技术的技术方案是一种三链轮卧式电动锚机，包括锚机本体装置、锚链导向装置、传动装置、掣链器、液压系统、电气控制系统，其特点是三个锚机 本体装置分左、中、右布置，并分别通过离合器与传动装置的传动轴连接，锚机本体装置下面装有掣链器和锚链导向装置，电气控制系统由电控箱、启动箱、变频驱动箱、电阻箱、现场控制盘组成，现场控制盘分别与启动箱和电控箱连接，启动箱分别与变频驱动箱和液压系统中的电控系统连接，变频驱动箱与传动装置中的变频电机连接，水冷刹车与传动装置中的变速齿轮箱连接；液压系统中的电控系统通过液压泵站分别连接锚机本体装置中的带式刹车装置、离合器控制装置、掣链器、传动装置中的盘式制动器、齿轮箱换挡装置，并将带式刹车装置、离合器控制装置、盘式制动器、齿轮箱换挡装置的位置信号以及锚机本体装置的锚链张力、长度及速度信号分别反馈给电控箱，用于实现锚机的动力起/抛锚、抛锚和布锚、应急释放、速度限制；液压系统与电气控制系统之间通讯连接，电气控制系统中的PLC控制系统安装在电控箱内，用于数据处理及所有锚机集成同步控制、数据采集、信息检测及反馈、应急自动释放。锚机本体装置包括基座支架、制动轮、锚链轮、传动销、主轴、大齿轮、编码器、测力装置、齿轮防护罩、带式刹车装置、离合器控制装置，锚链轮通过主轴安装在基座支架上，锚链轮一端面上装有大齿轮，另一端面上装有制动轮，制动轮外面装有固定在基座支架上的带式刹车装置，主轴的一侧轴承端盖上安装有编码器，用来检测锚链放出长度和移动速度，在锚链出链方向，基座支架支撑处安装有两个销轴式测力装置，用于定时检测锚链张力；用作左、右锚机本体装置，大齿轮与输入小齿轮啮合连接，小齿轮通过离合器与传动装置的传动轴连接；用作中间锚机本体装置，大齿轮与小齿轮套啮合连接，小齿轮套通过牙嵌离合器与传动装置的传动轴连接；离合器或牙嵌离合器与离合器控制装置连接。传动装置包括变速齿轮箱、齿轮箱传动轴、电机联轴器防护罩、盘式制动器、中间联轴器、变频电机、水冷刹车，变速齿轮箱为平行轴箱体式结构，四轴三级传动，其中，输入轴通过盘式制动器与变频电机连接，中间轴通过中间联轴器与水冷刹车连接。锚链导向装置包括上基座、下基座、上转轴、下转轴、支架、链轮轴、链轮，上基座下面和下基座上面分别设有上转轴和下转轴，上转轴和下转轴之间转动连接支架，支架前端通过链轮轴活动连接链轮。带式刹车装置和离合器控制装置中的油缸进、出油口装有单向节流阀，用于控制带式刹车装置、离合器控制装置的开、关速度。电控箱内安装有电气控制系统中的PLC系统的开关量模块、模拟量模块和FM350编码器计数模块，并通过通讯模块与液压控制系统、现场控制盘和变频器驱动箱连接，实现系统集成控制，同时与中央控制台连接接受中央控制台的指令信号，完成集控和联控功能；其中，PLC控制系统包括下列控制模块I)液压机组控制模块用于接收响应液压控制系统的检测信号，并向其发出动作执行信号；2)变频器控制模块用于接收变频器的控制信号，并向其发出响应的执行信号，控制调整变频器实现变频电机的正转、反转和停止，显示变频器的工作状态以及对变频器报警响应和复位；3)锚链张力采集模块用于实时采集三个锚链轮上锚机张力信号，并记录在数据块中；4)编码器采集模块用于采集三个锚链轮上的编码器信号，并记录长的数据，实时计算锚链速度；5)通讯模块用于实现主站与从站以及中央控制中心之间的通讯和数据交换；6)系统联动控制模块用于当操作人员通过现场控制盘上的按钮、转换开关、操纵手柄进行操作时，依照控制逻辑关系，发出组合控制盘指令信号，实现装置的功能性操作；7)显示处理模块用于PLC控制系统对锚机工作状态、张力数值、锚链长度、运行速度、液压机组工作状态、变速箱的工作状态实时检测，并将数据处理后，传递到液晶屏实时显示；8)液晶触摸屏模块用于液晶屏通过MPI接口与PLC控制系统连接，实时接受PLC控制系统的数据信号，在液晶屏上编写人机界面。锚链轮为五齿结构，锚链轮主体材料采用ZG20Mn低合金铸钢，链轮与锚链啮合处补焊一块20SiMn2MoV或20CrMnMoB高硬度合金钢，调质后表面硬度达到HB270，用于长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三链轮卧式电动锚机，包括锚机本体装置、锚链导向装置（86）、传动装置（83）、掣链器（84）、液压系统、电气控制系统，其特征在于：三个锚机本体装置分左、中、右布置，并分别通过离合器与传动装置（83）的传动轴（17）连接，锚机本体装置下面装有掣链器（84）和锚链导向装置（86），电气控制系统由电控箱（87）、启动箱（88）、变频驱动箱（89）、电阻箱（90）、现场控制盘（85）组成，现场控制盘（85）分别与启动箱（88）和电控箱（87）连接，启动箱（88）分别与变频驱动箱（89）和液压系统中的电控系统连接，变频驱动箱（89）与传动装置中的变频电机（26）连接，水冷刹车（27）与传动装置中的变速齿轮箱（20）连接；液压系统中的电控系统通过液压泵站分别连接锚机本体装置中的带式刹车装置（12）、离合器控制装置（13）、掣链器（84）、传动装置（83）中的盘式制动器、齿轮箱换挡装置，并将带式刹车装置（12）、离合器控制装置（13）、盘式制动器、齿轮箱换挡装置的位置信号以及锚机本体装置的锚链张力、长度及速度信号分别反馈给电控箱（87），用于实现锚机的动力起/抛锚、抛锚和布锚、应急释放、速度限制；液压系统与电气控制系统之间通讯连接，电气控制系统中的PLC控制系统安装在电控箱（87）内，用于数据处理及所有锚机集成同步控制、数据采集、信息检测及反馈、应急自动释放。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾炳，胡晓东，王炜，余德泉，卓涛，董俊，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零四研究所，
类型：实用新型
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