海洋石油161平台液压升降系统改进设计.pdf

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1、第44卷第4期船海工程Vol_44N0．42015年8月SHIP&OCEANENGINEERINGAug．2015DOI：10．3963／j．issn．1671-7953．2015．04．031海洋石油161平台液压升降系统改进设计穆胜军(中海油能源发展采油服务公司，天津300457)摘要：针对原海洋石油161平台液压升降系统在实际应用中存在主液压系统流量不能适应负载的变化，平台升降过程中易发生倾斜，液压系统冷却不佳等方面的问题，提出在主液压系统中增加压差控制阀组，在单桩提升油缸液压系统中增加负载平衡阀组、油缸同步元件及电磁控制阀，在主液压系统回油管路上增设冷却器等改进措施。关键词：石油平台；

2、液压升降系统；性能分析；分配阀组；改进设计中图分类号：U674．38文献标志码：A文章编号：1671-7953(2015)04-0127-03海洋石油161平台(以下简称161平台)自l号升降缸2升降缸投产以来，已创造了可观的经济效益，基于工作及维护需要，161平台需不定期地拖航、撤离与就位。升降动作是液压升降系统完成平台撤离及就位过程中的关键，其良好的工作性能是平台安全、平稳撤离与就位的重要保障J。目前，161平台4个桩腿各由一个液压缸及相应的控制系统控制完成必要的升降动作。实际应用中存在桩腿负载均匀性及4个液压缸同步性难以保证的问题，各个桩边室以手动操作为主，系统操作繁琐，人员劳动强度大，

3、且存在一定的操作风险。因此，在对现场作业调研及对平台技术资料分析的基础上，提出相应的解决措施。1平台液压升降系统组成与性能分析图1平台主液压系统原理示意1．1平台升降装置主液压系统阀用于控制油泵出口压力，起安全保护作用。液现有平台升降的主液压系统是开式并联系压缸实现平台的升降作业，其进出口油路上溢流统，4个桩腿的油源来自同一个液压泵站，并联工阀用于防止液压缸超负载、防爆管等安全保护作作，各桩腿分别通过人为在触摸屏上设置其主比用。液压缸进出口油路上液控单向阀起液压锁的例阀的开口大小来选择升降速度。主液压系统原作用，可使液压缸在任意位置停止升降。图中压理见图1。力传感器用于测量油路压力信号。图1中

4、控制信号用于调节主控阀的开度，进图1液压系统在实际应用中存在以下问题：4而控制流入各液压缸液压油的总流量，而主控阀个提升油缸与定、动环梁均为机械刚性连接，且主的方位由两端的电磁信号控制。主油泵出口溢流液压系统回路及各油缸液压系统中又未设计流量同步控制功能和负载平衡功能。当桩腿与平台摩收稿日期：2015—05—27修回日期：2015—06—03擦导致单桩4个提升油缸负载不均衡时，系统无第一作者简介：穆胜军(1973一)，男，学士，工程师法自动均衡负载，液压油会向负载轻的桩腿流动，研究方向：边际油田开发装置生产管理进而导致负载轻的桩腿升降速度快，负载重的桩E-mail：2896006619@qq．

5、corn腿升降速度慢，平台易在升降过程中倾斜。为防1272第0145期年穆胜军：海洋石油161平台液压升降系统改进设计船海工程第44卷止平台在升降过程中倾斜，需通过降速、人工同步p——油液密度；干预等方式不断地调节。因此造成了平台升降过△p——阀口前后压差；程操作繁琐，速度不能达到原技术要求，工作效率4——阀口开度。低等问题。式(1)表明，当阀口前后压差恒定时，流量与1．2主液压系统冷却的问题阀口开度成正比关系，即可实现主系统流量的可现有液压冷却系统为油箱独立冷却系统，系靠分配。基于以上原理，对图1主控阀供油系统统冷却原理见图2。进行改进，改进后的供油系统见图3。『．主系统液油箱．I—蒿兰器1

6、MPgy油耍泵电动蝶阀哥早单向流量控制装群海水电机滤器审图2主液压系统的冷却系统油泵使油箱中的液压油通过单向阀进入冷却器，冷却后的液压油经滤器过滤后返回液压油箱。冷却器通过海水进行冷却，由流量控制装置控制图3改进后的主控供油系统冷却海水的流量。图2冷却方式的缺点为：由于系统工作油路与图1相比较，图3在主控阀进油口前加了较长，且冷却器不在系统主油路系统中，容易出现一个压差式调压阀，其控制信号分别来自主控阀散热不及时，液压油温度过高的问题，进而影响液进、出口的压力，以保证主控阀进出口压差恒定。压系统的工作性能。主要表现为：由于温度过高，其自动调控原理为：当负载增加时，主控阀出口压液压油粘度大大降低

7、，泄漏增加，滑动部件间的油力增加，该压力信号通过或门阀反馈至压差式调膜被破坏，部件间的磨损加剧。同时，磨损产生较压阀的右侧，假设压差式调压阀左侧信号(主控大的热量，使液压油的温度进一步升高；由于液压阀进口压力信号)不变，则左右压差信号的变化会元件热膨胀系数不同，液压油温度升高导致液压使调压阀开口变大，促使主控阀进口压力升高，当系统相对运动元件之间的间隙和运行状态将发生主控阀进、出口压力稳定时，压差