[发明专利]用于单步进液压插销升降系统的优化控制方法

说明书

本发明涉及一种用于单步进液压插销式升降系统的优化控制方法，其步骤为：（1）对平台桩腿重新分组：在升降系统运行过程中，在倾角允许范围内，任一桩腿接近插销位置时，控制系统根据当前各桩腿位置，对桩腿重新分组，控制系统监控各桩腿升降油缸位移，任意两桩或多桩升降油缸位移差在允许范围内，将该两桩或多桩编成一组，记为A组；将其他桩腿记为µ组；（2）控制所有桩腿的升降油缸动作，保证各桩腿运动的同步性。通过优化桩腿分组，减少了升降过程中当某一桩腿固定环梁插销时等待其他桩腿固定环梁插销，活动环梁拔销，升降油缸回程，活动环梁插销及固定环梁再次拔销的时间；能够有效减少平台在升降过程中的低效等待时间，从而提升了平台的作业效率。

技术领域

本发明涉及一种海洋平台在海上的作业区域的升降系统，特别是一种液压插销式升降系统的控制方法，属于海洋平台升降系统技术领域。

背景技术

液压插销式升降系统适用于需频繁升降且速度要求较高的平台。在液压插销式升降系统的发展中，先后出现了单步进、双步进和连续型液压插销式升降系统。单步进液压插销式升降系统因其造价相对较低，性价比较高，在液压插销式升降系统中仍占据较大的比重。

单步进液压插销式升降系统的升降机构见附图1。该升降机构由固定环梁1、固定环梁插销2、升降油缸3、活动环梁4、活动环梁销5、升降室6、桩腿7等构成。固定环梁1上置，固定环梁1悬挂于升降室6顶部；升降油缸3组件通过油缸销，上端与固定环梁1的耳环相连，下端与活动环梁4的耳环相连；插销油缸组件则分别安装于固定环梁1、活动环梁4的四周，插销装配于固定环梁1、活动环梁4内部的插销孔内。

单步进液压插销式升降系统的单桩升降动作见附图2。图2中①→⑦的过程称为升平台过程，⑦→①的过程称为降平台过程。

每个步骤的状态如下：

①：固定环梁及活动环梁插销处于插销状态，升降油缸处于缩回状态；

②：固定环梁处于拔销状态，活动环梁处于插销状态，升降油缸处于缩回状态；

③：固定环梁处于拔销状态，活动环梁处于插销状态，升降油缸伸出；

④：固定环梁及活动环梁插销处于插销状态，升降油缸处于伸出状态；

⑤：固定环梁处于插销状态，活动环梁处于拔销状态，升降油缸处于伸出状态；

⑥：固定环梁处于插销状态，活动环梁处于拔销状态，升降油缸缩回；

⑦：固定环梁及活动环梁插销处于插销状态，升降油缸处于缩回状态；

步骤①→⑦的过程为平台升一个节距，步骤⑦→①的过程为平台降一个节距。

现有控制方法为：在所有固定环梁拔销到位且所有活动环梁插销到位，控制所有桩腿的升降油缸以相同的速度执行相同的动作，并监控固定环梁是否插销到位；当任一桩腿的固定环梁插销到位时，控制所有升降油缸停止动作；控制与插销到位固定环梁对应的活动环梁拔销，拔销到位后升降油缸回程直至活动环梁再次插销到位，控制插销到位桩腿固定环梁与活动环梁之间进行载荷转移，载荷转移完毕后，固定环梁拔销，拔销到位后控制所有桩腿的升降油缸再次以相同的速度执行相同的动作，流程如图3所示，在升平台工况下，升降油缸回程动作为缩回；在降平台工况下，升降油缸回程动作为伸出。在这种控制方法下，能够保证平台各桩腿的相对高度位置不会变化，始终在允许的倾斜范围内，平台不至于有倾覆危险。但这种控制方法的缺点比较明显，海洋平台在海上的作业区域并不固定，需要不断进行移位作业，然而海床的状况并不一致，平台压桩完毕后不能保证所有桩腿压入海床的长度一致，即所有桩腿销孔可能不在一个水平面上，在恶劣的情况下，所有桩腿销孔任意两个桩腿的销孔都不在一个水平面内，见附图4。

单桩完成一个节距的运动过程中(见附图2，步骤①→⑦或步骤⑦→①)，需要等待其他桩腿固定环梁插销时活动环梁拔销，升降油缸回程，活动环梁插销及固定环梁再次拔销的时间。