超深水钻井平台推进系统分析.docx

超深水钻井平台推进系统分析 天津市德安石油工程有限公司天津市300451摘要：深海海域开发资源的需求，对技术装备提出更高的要求。电力推进系统是实现深水平台远距离航行、动力定位等关键活动的核心部件，本文以D90深水钻井平台为例，对推进系统的液压、滑油、冷却水、电力等系统进行分析，提出日常检查维护注意事项。1推进系统简介：D90深水钻井平台共配备8台4500KW，转速720rpm，带倾角全回转推进器。每一个推进器上有七个转动舵角的液压马达，每个推进器都是独立淡水冷却装置、变压器、变频器、液压基站。另外该推进器螺旋桨轴和导流罩向下倾斜8度（如图1），与传统的无倾角推进器相比，推进器对船体的作用大大减小，推力可提高约15%。图1推进器推力作用示意图在工作中推进器与DP3操作模式的闭环电力系统相互配合。能够根据不同的工况灵活的选择或指定在线运行的发电机，提高操作的灵活性，初步估计可缩减主机运行时间33%，燃油节省910%。同时可以有效减少排放，估计NOX减少约35%，CO2减少11%，大大提高该平台的绿色性能。2推进系统主要组成部分2.1液压转向系统该系统有2台100KW的变量液压泵及7台回转驱动液压马达组成，如图2，工作中两台液压泵将高压的液压油作用于7个液压马达，液压马达通过压力控制阀、换向阀、液压阀箱及下部齿轮箱与推进器“Z”型传动涡轮蜗杆啮合，实现推进器360度旋转。从液压泵返回的液压油经冷却器、回油滤器返回至液压油箱形成液压闭环系统。图2推进器液压转向示意图及推进器液压油系统图2.2滑油系统滑油系统的主要作用为最大限度的减少齿轮箱轴承磨损，持续过滤齿轮箱底部磨损颗粒。在平台压载下降过程中，为防止滑油泄露及海水进入滑油系统，计算机系统将根据推进器位置水深不同，计算所需油压来平衡水压，自动调节#2-#3S及#3-#3S密封油柜空气压力，实现作用于密封的滑油压力自动调整。当滑油温度超过50时，三通阀及滑油增压泵自动打开冷却系统滑油，使滑油温度始终控制在适宜温度。2.3冷却水系统推进器冷却水系统主要有8台10KW海水冷却水泵、8台8KW淡水冷却水泵、16个阿法拉瓦板式冷却器及8台滑油板式冷却器组成一个独立的冷却水系统。淡水及滑油板式冷却器进口设有三通调节阀，使冷却水及滑油始终保持在设备所需要的温度。2.4电力系统2.4.1动力系统动力系统：主要有8台5760KW瓦锡兰发电柴油机、8台4500KW变频ABB驱动水冷电机及VFDROOM组成如图5所示。四个发电机舱互相独立，每个机舱两台主机（其中四号五号发电机为应急发电机型号与主机相同），任何一个机舱失去动力，不会影响其他发电机正常使用，同时所有发电机都可为所有推进器持续供电。每台ABB发电机输出11KV高压电经变压器变压输出690V电压，该电压经VFD处理后输出4200V高压电供西门子主推进电机使用。主推进器电机额定转速720rpm，经涡轮蜗杆减速驱动直径为3900mm的螺旋桨。实现推进器0-161rpm的无级变速。另外D90还配备了专属推进器供电的UPS，在平台发电机全部失去动力的情况下，可持续供电1小时。图5推进器主电路示意图2.4.2控制电路推进器控制系统（K-Thrust）K-Thrust是一个独立的远程控制系统，用于电力驱动推进器，主推进装置和舵机。为推进器和舵机提供手动、遥控等模式。当与动力定位系统功能相结合时，推进器控制系统成为了一个具有全方位船舶控制功能的操纵系统。在使用中还有速度模式和功率模式可以选择。速度模式以保证速度为主。功率模式是以一定的设定功率运行，能很好的保护主机，在海况不好的情况下，优先选择功率模式。K-Thrust与K-Pos及K-Chief结合通过网络连接将船舶动力控制系统无缝集成于一体。DP师可以从K-Thrust控制位置实现与操纵杆连接，自动航向控制，自动驾驶和位置保持等功能。轮机员可以通过K-Chief系统中显示的报警点、监控点、工况信息、数据记录与报告来监控推进器以及操作辅助机械。在动力定位过程中，根据风速仪、雷达、流速等传感器采集数据，经综合分析，利用推进器来提供抵抗风、浪、流等作用在船上的环境力，从而使船尽可能地保持在海平面上要求的位置上，其定位成本不会随着水深增加而增加，并且操作也比较方便。同时该系统具有环境自学习能力，对于同一海域季风洋流等环境情况储存记忆，以备后期此海域作业提供数据。3日常检查维护注意事项3.1刹车系统检查，注意推进器刹车盘的磨损情况，低于要求值更换刹车片，功效实验刹车弹簧张力。每天对刹车气动控制系统进行检查，对储气罐进行放残。保持刹车片清洁任何的油污都有可能导致推进器刹车失灵。3.2液压系统检查，注意冷却水压力、温度，检查系统压力及回油滤器指示器，超出控制范围及时更换滤器。注意液压马达油质、油位。3.3滑油系统检查，记录每天重力油柜、2#-3#密封油柜、3#-3#密封油柜液位及压力，压力过高或过低，都应及时检查并排除故障，防止密封失效，发生滑油泄漏或被侵蚀的事故；检查滑油滤器指示器，功效实验增压泵启动温度及三通阀开关状态；检查滑油系统控制空气压力，及时清洗空气滤器，实验压力调节阀功效。3.4冷却系统检查每天检查通用冷却水膨胀水柜液位，检查推进器驱动电机配电箱（该电箱配备独立的冷却系统）、水冷驱动电机、VFDrom各配电板及辅助系统温度及管路密封情况，发现问题及时处理。 -全文完-