[发明专利]三链轮卧式电动锚机

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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300m~500m），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。

发明内容

本发明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，本发明的技术方案是：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。