自升式海洋石油平台液压升降系统分析

　　引言

　　在用于海洋石油开发的各种海洋平台及其他海洋构筑物中，自升式平台比较适合于浅海区域，具有用钢量少、造价低、水上完井、在各种海况下几乎都能持续作业和效率高等优点，因此，在国内外海洋勘探和开发中，特别是在近海海洋石油开发中发挥了巨大的作用L1j。升降系统作为自升式平台中的关键部分，在平台的设计制造和使用中历来受到高度重视，其性能的优劣直接影响平台的安全和使用效果。

　　1 平台升降系统构成

　　该平台船体侧视图如图1所示，自升式平台的升降系统大致分为两大类：齿轮齿条式和液压缸顶升式。由于齿轮齿条式升降系统具有升降速度快、操作简单和易对井位的优点，因此新造的自升式平台多采用齿轮齿条升降方式。齿轮齿条升降系统就是在平台的每根桩腿上设置几根齿条，对应于每根齿条上设置几个小齿轮，齿条及其对应小齿轮数量根据平台所要求的举升能力和平台总体要求加以确认。动力通过桩边马达驱动齿轮减速箱，然后传递给与齿条啮合的小齿轮，从而带动平台的升降。齿轮齿条式升降系统由动力驱动系统、动力传递系统(主要包括齿轮齿条及相应的减速机构)和平台升降控制系统等3大部分组成。

　　图1 自升式海洋平台侧视图

　　2 升降系统液压系统分析

　　液压系统的主要功能是为整套升降系统提供动力，该平台为3条桩腿，每条桩腿上配有1套单独的液压系统，如图2所示，而每套液压系统由1台主泵A1、1台控制泵B1、3套各种功能模块和6台并联的双速液压马达E1等组成。该平台整套液压升降系统由3套单独的系统并联而成，其中共同使用1个油箱、2台补油泵等提供液压油源设备。

　　每套桩腿升降液压系统可分为主油路系统、控制油路系统和增压系统。每套系统按模块划分可以分为主泵变量模块A、先导泵模块B、泵加载／卸荷阀组模块C、操控阀组模块D、液压马达变速模块E、刹车／调速阀组模块F，各模块的功能如下。

　　主液压泵变量模块A：工作时为整个升降系统提供动力，主液压泵与伺服变量机构组成压力补偿变量回路，平台和桩腿的升降速度将由伺服阀控制主液压泵来实现。

　　先导泵模块B：主要用途为：① 主液压泵变量系统、液压马达换向、液压马达变速提供控制油源；② 为液压马达刹车系统提供动力油源；③ 为蓄能器提供压力油。

　　泵加载／卸荷阀组模块C：主要用于改变主泵输出口的工作压力，保护主泵不致于过压，并协助主泵变量模块按要求(如调压或卸载)进行运行。