14-自升式鉆井平臺升降電氣系統(tǒng)教程

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1、COSLmi” i培訓手冊第1頁共 11 頁自升式鉆井平臺升降電氣系統(tǒng)1培訓對象：入職新員工；2培訓內(nèi)容：自升式鉆井平臺升降電氣系統(tǒng)3教學目標：認識認識自升式平臺升降系統(tǒng)的作用、原理、組成，使新員工掌握升降系統(tǒng)電氣部分的保養(yǎng)方法。4重點自升式平臺升降電機系統(tǒng)的操作維護和保養(yǎng)5培訓課時：5.1 理論培訓：2 課時5.2 實操訓練：0 課時6了解內(nèi)容：自升式鉆井平臺升降電氣系統(tǒng)工作原理：升降方式的分類：齒輪齒條式、液壓缸升降方式。7掌握內(nèi)容（重點）：自升式平臺升降電機系統(tǒng)的操作維護和保養(yǎng)8實操訓練：9案例COSLDrill i培訓手冊第2頁共 11 頁某平臺由于升降剎車線圈沒有打開，而操作平臺升降

2、，造成升降齒輪掉。某平臺由于電機修理時電機轉向接反，試運轉時把主軸憋斷。10 考核：升降系統(tǒng)保養(yǎng)點及保養(yǎng)方法。講義1 概述我公司鉆井平臺升降方式分為兩類，一類是以南海1 號、渤海四號、渤海 8 號、渤海 10 號、渤海 12 號為代表的齒輪升降方式；另一類是以渤海 5 號、渤海 7 號、渤海 9 號為代表的液壓缸升降方式。下面分別論述基于這兩 種升降方式的電氣控制基本原理。2 自升式鉆井平臺升降電氣系統(tǒng)工作原理：1）齒輪升降方式的電氣系統(tǒng)原理這種升降方式的電氣系統(tǒng)比較簡單。通常，在平臺的三個樁腿上均勻分布著 36 套電機，每個電機驅動著一套相應的齒輪系統(tǒng)。 通過控制 36 臺電機同步的 正轉或

3、反轉來達到平臺上升/插樁或平臺下降/拔樁的目的。對電機的所有操作控制位于平臺的中央控制室內(nèi)的升降控制盤上，其中包 括主控制開關、升降控制按鈕、電機過載指示燈、緊急停止按鈕、升降功率表和 升降監(jiān)控系統(tǒng)。為了防止誤操作的發(fā)生，主控制開關設計成鑰匙開關的形式，當開關處于開的位置時系統(tǒng)得電，可以進行平臺的升降操作；當開關處于關的位置系統(tǒng)失電， 確保升降系統(tǒng)無法工作。升降控制按鈕共有 9 個分別控制 3 個樁腿的上升/插樁或平臺下降/拔樁以 及停止。每個升降電機內(nèi)部預埋了熱敏電阻用于檢測電機是否過載，如果某個電機電流超過設計值熱敏電阻將促使操作盤上的相對應的過載指示燈閃爍發(fā)光，以提示操作人員。COSLD

4、rill i培訓手冊第3頁共 11 頁控制盤上的緊急停止按鈕直接串連在主控制開關的控制回路中，當升降平臺操作過程中出現(xiàn)任何緊急情況時可以立即按下緊急停止按鈕使3 個樁腿的所有電機立即失電從而終止平臺的升降。在升降控制盤上有三個最大功率值為 800KW勺功率表以分別顯示平臺上升/ 插樁或平臺下降/拔樁過程中每個樁腿電機的輸出功率。這種功率顯示對平臺升 降過程中的故障判斷具有重要作用。升降監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是能夠對升降電機的過載、剎車狀況的動態(tài)狀況進行監(jiān)控及保護。該系統(tǒng)由三大部分組成即樁腿處的傳感器、樁腿處的數(shù)據(jù)采集 裝置和中控室內(nèi)的數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)。現(xiàn)場傳感器包括樁腿電機電流互感器36個、剎車線

5、圈電流互感器 36 個、平臺氣隙超聲波傳感器 1 個。傳感器的信號送入每個樁腿現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集器進行就地處理，處理完畢后通過網(wǎng)絡總線把數(shù)字信號傳送到顯示終端，避免了模擬信號因長距離傳輸造成的 干擾，保證了電流的準確性。中控室的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用 S7-300 作為中央處理單元和液晶觸摸屏幕。這樣的系統(tǒng)簡潔高效對數(shù)據(jù)處理及時，系統(tǒng)具有高速的運算處理能力，使系統(tǒng)作用時間控制在 10mS 級保證了數(shù)據(jù)的實時處理。顯示系統(tǒng)采用了 15 “的彩色觸摸顯示器，同時具備方便的觸摸功能。來自3 個樁腿的數(shù)據(jù)采集器和超聲波傳感器的的實時數(shù)據(jù)通過S7-300 的處理在顯示器上顯示出電流實時值、報警狀態(tài)、保護功能投入狀

6、態(tài)海水深度、氣隙高度或者 吃水深度、樁腿入泥深度等。通過顯示器上的觸摸功能可以實現(xiàn)電流和剎車電流 監(jiān)控任意切換、設定報警電流值和停車電流值、設定海水深度等。2）液缸升降方式的電氣系統(tǒng)原理該系統(tǒng)主要由中央控制操作臺、樁邊控制操作臺、液壓泵組電動機控制設備、各種行程開關等構成?？偛倏v臺是操縱液壓升降裝置動作的主要電氣設備，主要包括位置轉換開關、上（下）鎖銷操作開關、主（副）缸伸縮開關等共13 個功能開關，它們的COSLDrill i培訓手冊第4頁共 11 頁功能原理如下：a.位置轉換開關：它是進行選擇操作的場所（是在中央控制室操作還是在液壓 控制室操作）和操作方法的開關。其轉換位置有 6 個：平臺

7、上升或下降、放樁、提樁、機側手動、關閉。當位置轉換上的開關手柄置于上述任一位置時，其相應的指示燈就會亮，以指示其轉換工況。b.上鎖銷操作開關：它是進行上鎖銷（付銷）它是進行上鎖銷插入和脫開操作。每個樁邊都有一個這樣的開關，可以進 行各樁腿的單獨插入和脫開操作。將手柄向左側掰動時鎖銷脫開；手柄向右側掰 動時，鎖銷插入操作臺上設有的相應指示燈亮，表示鎖銷已插入和脫開。c.下鎖銷操作開關：它是進行下鎖銷的插入和脫開操作的，其設置情況、操作方法與上鎖銷操作 開關的操作方法完全相同。d.主缸伸縮操作開關：它是進行主缸的伸展和收縮操作的， 每個樁腿設有一個這樣的開關，可以進 行各樁的單獨伸展或收縮操作。將

8、開關手柄向上扳動時主缸伸展； 開關向下扳動 時主缸則收縮。e.副缸伸縮操作開關它是進行副缸的伸展或收縮操作的開關，其設置情況、操作方法與主缸伸縮 操作開關完全相同。f.自動操作開關：當位置轉換開關放置在自動位置 （平臺自動上升或自動下降、自動放樁、自 動提樁）上時，如將自動操作開關手柄向上方扳動，則平臺上升一個節(jié)距；若向 下方扳動，則平臺自動下降（或樁腿上升）一個節(jié)距，如果要繼續(xù)上述操作，則 需要自動操作開關扳回到停止的位置 （即中間的位置）然后在向所希望的方向扳 動。在任何時候，將自動開關扳回到停止位置時則液壓升降裝置的動作立即停COSLDrill i培訓手冊第5頁共 11 頁止，平臺和樁腿

9、保持在原位置上，所以平臺和樁腿能夠停止任意中間位置。如從原位置再扳動自動操作開關手柄到上升或下降位置時，液壓升降裝置的動作可以繼續(xù)進行，直到最終狀態(tài)時即停止。g.液壓油泵電動機起動停止按鈕：它是進行液壓油泵電動機起動停止用的按鈕。電動機的運轉指示等和停止報警指示燈與按鈕組合在一起。h.應急停止按鈕：按動此按鈕，可以使所有液壓升降操作立即停止。i.應急復位按鈕：在應急停止按鈕的后面，排除了故障，需要再進行液壓升降操作時，必須按動此按鈕。另外在開始接通電源進行液壓升降操作時，亦必須按動此按鈕。j.蜂鳴停止按鈕：在應急停止報警后，按動此按鈕，可以使蜂鳴信號停止。k.油泵應急停止按鈕：按動此按鈕，可以

10、使全部液壓主油泵和鎖銷油泵電動機立即停止運轉。l.指示儀表：在總操縱臺上裝有：行程指示器觀測各樁腿油壓缸的伸縮速度和行程差異，油壓缸指示儀表指示主付油缸上的下腔油壓或控制油路的油壓；吃水儀一一指示平臺的吃水深度；計數(shù)器一一指示樁腿的節(jié)距升降次數(shù)。m.指示燈及報警系統(tǒng)：在總操縱臺上設有各種信號指示燈，以將是液壓升降裝置的動作。報警系統(tǒng) 是當液壓升降裝置發(fā)生異?，F(xiàn)象時，發(fā)出警報 （警報燈閃光、警報蜂鳴器發(fā)響）。 按動蜂鳴停止按鈕，則警報蜂鳴器停止發(fā)響， 警報變成連續(xù)燈亮。如恢復正常時 警報燈熄滅。COSLDrill i培訓手冊第6頁共 11 頁在各樁腿的液壓控制室內(nèi)都設有一個樁邊操作臺，它是在總操

11、縱臺上的位置 轉換開關，放在機側手動位置時（應急停止按鈕、呼叫報警按鈕、運轉準備完了 開關不受此限，任何時候都可以使用），相應的進行一個樁腿的操作。a.上鎖銷操作開關、下鎖銷操作開關：性能及操作同總操縱臺上安裝的相同。b.主缸（或付缸）伸展操作開關：它是進行伸展和收縮操作的，每個樁腿設有一個這樣的開關，可以進行各樁 的單獨伸展或收縮操作。將開關手柄向上扳動時主缸伸展；開關向下扳動時主缸 則收縮。c.主缸（或副缸）收縮開關：它是進行的伸展和收縮操作的，每個樁腿設有一個這樣的開關，可以進行各 樁的單獨伸展或收縮操作。將開關手柄向上扳動時主缸伸展；開關向下扳動時主 缸則收縮。d.液壓油泵、電加熱器、

12、冷卻水泵起停按鈕：它是進行相應樁腿的液壓系統(tǒng)電動機、油箱內(nèi)的電加熱器以及冷卻水泵電 動機的起動和停止。e.應急停止按鈕：與總操縱臺上裝的應急停止按鈕性能相同，無論在那一個樁邊操作臺上按 動其相應的應急停止按鈕時，則全不液壓升降裝置立即停止動作。f.呼叫報警按鈕：它是喚起中央控制室操作者注意或者進行通話聯(lián)系的按鈕，當按動此開關時，貝 U 總操縱臺上的蜂鳴器發(fā)出音響和運轉準備完了指示燈亮。g.指示儀表：在樁邊操縱臺上裝有流量計、溫度計指示油箱內(nèi)的油溫。COSLmi” i培訓手冊第7頁共 11 頁h.限位開關檢查指示燈：在樁邊操縱臺上設有 19 個檢查限位開關接觸是否良好的指示燈，液壓升降 裝置工作

13、前，用本指示燈檢查限位開關的工作情況。1 到 4 號樁邊的液壓泵組電動機及其控制設備相同，每個樁邊具有液壓主油泵電動機 2 臺型號規(guī)格為：TYPE:W-DF-280MN-H SCRN:GE05148 YEAR:2CKW/:110R/MIN:1480 V:600 A:127 HZ:50 TM:AC MTOR IEC34 DUTY:SI INSUL:F AMB:50CRISE:70K PHACE:3 COS$:87 DE BRG:6319-C3 采用軟啟動器控制，冷卻水泵電 機一臺，型號為： TYPE;W-DA13SJ-19 KW:4.0 V:600 A:5.6 R/MIN:1460 COS$:8

14、2 PHASE:SI CLASS:FRISE:80b 除齒輪油泵電動機僅能在液壓控制室樁邊操作外， 其它可以分別在中央控制室總操縱臺上，液壓控制室樁邊操縱臺上以及液壓泵倉 三處進行停止或啟動的操作，同時在總操縱臺上設有其液壓主油泵電動機應急停 止按鈕，當按動油泵應急停止按鈕時，全船四個樁邊的上述液壓泵組電動機都停 止運轉。a）自升式平臺升降電機系統(tǒng)的操作維護和保養(yǎng)升降系統(tǒng)的操作就是通過對升降電氣系統(tǒng)的操作完成的，操作人員應當嚴格按照平臺升降操作規(guī)程的要求執(zhí)行升降平臺操作。請注意升降操作規(guī)程中的操作前檢查內(nèi)容必須得到嚴格執(zhí)行。在執(zhí)行平臺操作規(guī)程之外，下面對操作中的其他要點給予提示：1） 檢查電機

15、剎車線圈或液缸電磁閥電纜及接線端子的絕緣，確保電路 無斷路、無短路。2） 確認各升降電機絕緣良好。3） 校準升降電機超載警報燈的工作電流和檢查過載指示燈全部能夠正常閃爍；校準液缸行程傳感器的有效性和準確性。4） 液缸升降的平臺須由兩個人同時保持同步操作；齒輪升降操作人員 在操作過程中應當時刻關注 3 個功率表的變化。5） 操作過程中出現(xiàn)任何異常變化包括聲音、功率表、傳感器指示等，立即通過緊急停止按鈕中止升降操作，待排除異常情況后再恢復操 作。COSLDrill i培訓手冊第8頁共 11 頁6）液缸升降的平臺操作有手動操作和自動操作，手動操作可以在中央 控制室和樁邊控制室進行，前者是遙控手動操作

16、；后者是機側手動操 作.手動操作的升降方法，它主要是按照一定的程序選擇操作開關使 液壓升降裝置進行各種動作由于電氣設備與液壓升降裝置相對各 樁腿自成一體，所以每個樁腿又可以進行單獨的操作 自動操作在 中央控制室進行，在總操縱臺上設有一自動開關，分上升 停止和下 降三個位置，將自動操作開關扳向上升位置，即四個樁腿能同時動作 使平臺上升,（如扳向下降位置則平臺就下降）,平臺上升一個節(jié)距后 則平臺上升（或下降）停止：若要繼續(xù)進行平臺上升（或下降）則須將 自動開關扳回到停止位置，然后在扳向上升（或下降）位置應當嚴格按照平臺 PMS 規(guī)定的內(nèi)容對升降電氣系統(tǒng)進行維護、 保養(yǎng)與檢修。 PMS 中對升降電控

17、系統(tǒng)需要維護、保養(yǎng)與檢修的內(nèi)容和周期給予了詳細的描述， 平臺電氣人員只要按照 PMS 給出的指令嚴格執(zhí)行升降電氣系統(tǒng)就能夠得到很好 地保持。下面將升降電氣系統(tǒng) PMS需要重點維護、保養(yǎng)與檢修的內(nèi)容列出：01.檢查外部電纜是否損壞。30 天02.測電機和剎車線圈的絕緣電阻，作記錄。30 天03.檢查系統(tǒng)的加熱情況。30 天04.檢查外部設備是否嚴重銹蝕，損壞和受潮。30 天05.檢查電機的放置情況。30 天06.拖航前全面檢查升降電控系統(tǒng)，并作清潔保養(yǎng)工作。拖航07.測量并調(diào)整三樁電機扭矩。拖航08.打開蓋板，緊固所有母線及接點。365 天09.校核過電流傳感器及過載指示系統(tǒng)是否正常。85A 過

18、載。365 天COSLDrill i培訓手冊第9頁共 11 頁10清潔電機控制盤，并檢查所有電機的情況。365 天齒輪式升降異步電機的檢修注意事項：電機檢修時往往要拆下電機的 3 相電纜, 電纜回接時的順序一定不能搞錯，否則會損壞升降齒輪；造成認為的重大事故。齒輪升降的平臺，電機剎車也是一個容易出問題的部位，電機的剎車要處于良 好狀態(tài)。剎車線圈的絕緣要良好，線圈的接線要緊固。渤海 5、7、9 號平臺樁邊配電盤的環(huán)境不太好，盤內(nèi)的濕度比較大，要經(jīng)常保 證內(nèi)部清潔，干燥。渤海 5、7、9 號平臺升降系統(tǒng)的絕緣是影響正常升降的主要問題，經(jīng)常檢查、 保養(yǎng)，使之保持電氣系統(tǒng)絕緣的正常。3 掌握內(nèi)容（重點

19、）：1） 應當了解升降系統(tǒng)的機械構成和機械工作過程?，F(xiàn)場的電氣師在感性上對升 降過程和升降結構掌握后需要學習平臺上關于升降系統(tǒng)的機械升降原理方面的 資料。通過對升降系統(tǒng)機械方面原理和運行過程的掌握，可以增強對升降電氣系 統(tǒng)的理解以及提高升降電氣故障的排除效率。2） 特別要提醒的是：因渤海 5、7、9 號平臺的升降系統(tǒng)相當復雜，它包括了主 缸、副缸、上銷、下銷等。造成了它的邏輯控制相當復雜、而且一環(huán)套一環(huán)，環(huán) 環(huán)相套、保護邏輯互相連鎖，越連越多；是新電氣師學習的重點，需要費更多的 時間和精力才能學好。3） 需要熟練掌握平臺上所有關于升降電氣系統(tǒng)的資料。資料的內(nèi)容包括升降電氣系統(tǒng)中所有設施的電氣參

20、數(shù)、功能特性、 系統(tǒng)的電氣連接圖、系統(tǒng)的操作手冊 等。對這些資料的內(nèi)容應當反復研讀， 為了便于掌握和方便現(xiàn)場排除故障， 可以在升降電氣控制盤附近張貼系統(tǒng)原理圖4）將升降電氣資料中的所有部件與實際部件進行一一對照，即應當熟悉圖紙中 所有部件的實際位置。方便起見可以將圖紙上部件的標號標識到實際部件上，這樣看到實物非常容易與圖紙對應起來，同樣打開圖紙也很容易想到某個部件的實 際位置所在。4 常見故障及排除COSLDrilling培訓手冊第10頁共 11 頁平臺升降電氣系統(tǒng)結構比較簡單，其中的電氣部件在平臺分布范圍廣泛。故障易發(fā)部位主要集中在電纜的接線端子、剎車線圈的接頭、老化電纜處、系統(tǒng)控制繼電器、

21、電磁閥等處。當系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)故障時， 應當根據(jù)故障現(xiàn)象， 采用機械功能和電氣控制原理想結合的方法尋找故障點（故障原因），必要時需要機械師配合電氣師根據(jù)故障現(xiàn)象共同判斷故障點。在確定了故障點后就很容易 處理故障了。F 面給出一些升降電氣系統(tǒng)中常見的故障及排除方法:序號故障現(xiàn)象故障原因解決方法1系統(tǒng)有電但所有電機不工作應急停止按鈕按壓后沒有 復位；主接觸器沒有得電 或卡死或輔助觸點脫落。復位緊急按鈕；檢查修理主 接觸器及其輔助觸點。2某個功率表突然與其他兩個顯示不一致相應樁腿電機連接的機械 傳動有卡的現(xiàn)象或有電機 剎車抱死立即停止操船檢查相關樁腿的機械傳動部分或檢查相關電機的剎車系統(tǒng)3電機過載指示等閃爍相對應的電機過載檢查電機軸承或與電機相連接的機械傳動部件4某電機過載監(jiān)控失效監(jiān)控電機電流的霍耳元件更換霍耳元件或檢查霍耳第11頁共 11 頁COSLDrill i培訓手冊損壞或接線失效元件的各個接線處5樁腿無法收回副液壓缸或主液壓缸回收電磁閥卡死或失電拆解相應的電磁閥或檢查電磁閥電壓6控制室樁腿行程指示沒有樁箱內(nèi)行程傳感器傳動鏈條失效或脈沖編碼器失效檢查相應傳感器恢復其正常工作5 安全注意事項檢查保養(yǎng)升降系統(tǒng)的時候要斷電掛牌更換內(nèi)部部件時首先切斷電源