[发明专利]海洋地质绞车钢缆倒缆阻尼机以及倒缆方法

说明书

本发明公开了一种海洋地质绞车钢缆倒缆阻尼机以及倒缆方法，其中海洋地质绞车钢缆倒缆阻尼机包括：磁粉制动器、联轴器、激磁电流调节器、齿轮减速机以及摩擦卷盘，磁粉制动器的输出轴通过联轴器与齿轮减速机的输入轴连接；激磁电流调节器通过电缆与磁粉制动器连接；摩擦卷盘的中心设置在齿轮减速机的输出轴上；摩擦卷盘包括卷轴和设置于卷轴两侧的卷轮，卷轴上设置有螺旋槽，钢缆缠绕于卷轴上。本发明能够解决人工预加张力法的夹缆问题以及传统的机器预加张力法的陷缆、预加的张力大小不稳定、橡胶环形压带易产生磨损以及作业效率较低的问题。

技术领域

本发明涉及海洋油气开采设备技术领域，尤其涉及一种海洋地质绞车钢缆倒缆阻尼机以及倒缆方法。

背景技术

海洋地质绞车安装在地质调查船上，用于牵引取样设备获取海底底质样品或在水中拖拽调查设备，绞车上的钢缆长度为1万米，载荷可达8吨。由于受到海洋环境和作业特性的影响，随着钢缆使用时间的增加和自身的物理损耗，当其长度短到一定程度就不能使用而需要对绞车更换新缆，也就是说要将储存在储缆滚筒上的新钢缆倒入到地质绞车中。

新的钢缆未使用前其结构是比较疏松的，受力预拉后单位缆长会伸长，缆径全缩小。因此，1万米长的钢缆在倒入地质绞车的过程中要对缆预加其最大承载力15％-20％的张力，以确保钢缆在滚筒中多圈多层缠绕排列的密实性和刚性。否则，绞车在带载工作时在滚筒的钢缆出缆端的缆会沿滚筒径向陷入到下几层的钢缆中，从而发生夹缆事故。事故轻则损伤价值不菲的钢缆，重则缆无法拉出来，导致需要现场切断钢缆，放出上几层的钢缆，拉入陷入的钢缆，再重新将缆卷上滚筒。在船上进行这样的修复工作，是很费时费力，将严重影响海上调查的正常作业。因此，在更换新缆时，对缆预加张力以确保钢缆在滚筒中每一层排列的密实性和刚性尤为重要。

以往，在换缆中采用人工预加张力和机器预加张力的两种倒缆方法：

1.人工预加张力法地质绞车上缆时直接拉拽钢缆的储缆滚筒，人工用木方使用杠杆的方式对滚筒的边板施加摩擦制动力，使缆在缠绕到绞车上具有一定的张力(一般在100kg左右)。但由于人力有限，施力大小随边板圆度变化而波动大，导致钢缆无法获得力量均匀、大小适中的张力，而且劳动强度大，上缆效率低，在海上作业中极易发生夹缆事故。

2.机器预加张力法需要的辅助设备有滚筒驱动机和钢缆夹持阻尼装置。滚筒驱动机的作用是驱动储缆滚筒回转以送出钢缆；夹持阻尼装置的作用是沿缆轴向夹持钢缆，对缆施压运动阻力。倒缆作业时，滚筒驱动机送出的钢缆进入到阻尼装置中，钢缆被环形压带夹持，环形压带主动轮连接在阻尼器上，从阻尼装置出来的钢缆缠绕到地质绞车滚筒上。地质绞车启动后通过钢缆牵引阻尼装置中的环形压带，由于环形压带被阻尼器约束，地质绞车要有一定的拉力才能拉动环形压带，这个拉力就是对缆预加的张力(一般在100-200kg)。在作业中绞车的牵引线速度要略慢于滚筒驱动机送缆的线速度，才能保证倒缆的正常进行。

因此，传统的机器预加张力法存在以下缺点：

①由于环形压带结构对缆的夹持力不大、导致预加的张力偏小，一般在100-200kg，缆倒入滚筒后密实性和刚性不够，重载时存在陷缆风险；

②环形压带对缆夹持是多点的线接触，受力不是很均匀，在运动过程中夹持力忽大忽小，导致预加的张力大小不稳定；

③橡胶环形压带易产生磨损，磨损后其与钢缆时而产生相对运动，导致钢缆上已有的张力被卸掉；

④夹持阻尼装置的调试复杂，在倒缆过程中要常常调整环形压带的夹持力，严重影响作业效率。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种海洋地质绞车钢缆倒缆阻尼机，其能解决人工预加张力法的夹缆问题以及传统的机器预加张力法的陷缆、预加的张力大小不稳定、橡胶环形压带易产生磨损以及作业效率较低的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：