[实用新型]一种半潜平台波浪补偿装置钢丝绳检测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于海洋石油钻井技术领域，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。

背景技术

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(10t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。

实用新型内容

本实用新型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。

本实用新型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。

本实用新型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。

本实用新型的有益效果是，

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。

附图说明

图1为本实用新型针对的波浪补偿装置原理简图；

图2为本实用新型半潜平台波浪补偿装置钢丝绳检测装置的结构简图；

图3为本实用新型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实用新型进行详细说明。

参照图1，本实用新型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，本实用新型的结构是，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。