自升式海洋钻井平台一拖二型升降单元出厂试验装置的制作方法

本实用新型涉及一种自升式钻井平台升降单元出厂试验装置，尤其涉及一种一拖二型升降单元出厂试验装置。

背景技术：

自升式海洋钻井平台是应用于浅海区石油钻探的主要设备，一般自升式海洋钻井平台由三个或四个桩腿及一个作业平台构成；平台上装载钻井机械、动力、器材、居住等设备。钻井时应用平台升降传动装置将平台沿桩脚升离海平面至一定的高度开始钻井作业；一处钻井完成后首先应用平台升降装置把平台降至水面使平台飘浮，然后升起桩腿，用拖轮把钻井平台拖移到新的井位，之后降下桩腿、升起平台开始新一轮的作业。

大型海洋平台升降装置工作坏境恶劣，承载重量较大。但是目前自升式海洋平台试验装置所采用的的升降单元多是采用一拖一式升降单元即一个电机带动一个爬升齿轮，而为了保证平台能够持续稳定的升降，两台一拖一式升降单元要成对安装在桩腿齿条两侧。其自重、体积、配套的电控系统等设施降低了平台的可变载荷和平台本身的升降运动的可靠性和稳定性。

升降单元是大型自升式海洋钻井平台升降的关键和核心部件。根据平台总重或桩腿数量的不同，每条平台安装18-36套不等的同规格一拖二型升降单元。一般情况下平台升降单元为3层布置，理想状态下平台总重由所有升降单元均分，但实际每套升降单元受力不尽相同，这些影响因素包括：爬升齿轮啮合位置不同、每台电机性能的差别、外部载荷的微小变化、环境载荷的影响等等。

为了保证升降单元的安全可靠，出厂前需对每台升降单元的基本性能进行测试，并提供详细的出厂试验报告。其中基本性能包含：升降单元内部清洁度、负载试验、传动效率测试、温升测试、噪音测试、振动测试等。其中负载试验和传动效率测试均需在特定的试验台架上进行。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够进行高效一拖二升降单元试验的试验装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

设计一种自升式海洋钻井平台一拖二型升降单元出厂试验装置，包括出厂试验台架，对称设置于出厂试验台架上的两个相同的升降单元，其中一台为负载提供单元，另一台为被测升降单元；所述负载提供单元的转矩输入处连接转矩转速传感器的前端，所述转矩转速传感器的后端连接涡流制动器；所述被测升降单元的转矩输入处连接变速电机，为被测升降单元提供动力；所述被测升降单元与负载提供单元之间通过共同啮合的双面齿条传递受力。

进一步，所述出厂试验台架中间采用中空设置，在出厂试验台架内左、右两侧对称设置有两组爬行齿轮组，其中每组齿轮组包括上、下两个爬行齿轮，其中一组爬行齿轮组通过上、下两根转动轴连接负载提供单元，另一组爬行齿轮组通过上下两根转动轴连接被测升降单元，所述两组齿轮组中间采用与之共同啮合的双面齿条进行传动。

进一步，所述负载提供单元和被测升降单元设置于出厂试验台架后侧，使得所述涡流制动器与变速电机位于出厂试验台架的左右两侧，采用此种设置，结构紧凑，外观简洁，节省空间，利于后期的拖拽，减低能耗。

进一步，所述双面齿条为条状结构，设置于出厂试验台架内部，免受环境影响。

进一步，所述转矩转速传感器外联中央控制台，向中央控制台输送传感器的转矩和转速值，以方便判定是否达到要求的加载扭矩。

在上述技术方案中，本实用新型升降单元出厂试验装置是根据出厂试验要求，设计出特别结构的台架，将2台相同的升降单元安装在台架上。一台作为被测升降单元、一台作为负载提供单元，被测升降单元与负载提供单元之间通过内共同啮合的双面齿条传递受力。在被测升降单元的转矩输入处连接变频电机，为被测升降单元提供动力。在负载提供单元的转矩输入处连接涡流制动器，通过负载提供单元为被测升降单元提供试验要求载荷。涡流制动器与负载提供单元连接处加装转矩转速传感器，用于测量此处的转矩和转速，并向中央控制台输送传感器的转矩和转速值，以方便判定是否达到要求的加载扭矩。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型针对现有技术中两台相同的升降单元在出厂试验中，存在检测效率低，同时能耗大的问题，设计的自升式钻井平台一拖二型升降单元出厂试验装置结构简单，测量精度高，效率高以及工作可靠等优点，能够在出厂监测中进行准确测量，同时将数据上传至中央控制台，分析转矩和转速值，以方便判定是否达到要求的加载扭矩。本实用新型自升式钻井平台一拖二型升降单元出厂试验装置结构紧凑、合理，能够实现测量的精确化、快速化、稳定性。

附图说明

图1是为本实用新型一拖二型升降单元出厂试验装置结构示意图；

图2是为图1的俯视结构示意图；

附图标记：1为出厂试验台架，2为负载提供单元，3为被测升降单元，4为转矩转速传感器，5为涡流制动器，6为变速电机，7为双面齿条，8为爬行齿轮，9为转动轴。

具体实施方式

下面结合实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。在以下实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件。

实施例1：如图1和2所示，设计一种自升式海洋钻井平台一拖二型升降单元出厂试验装置，包括出厂试验台架1，对称设置于出厂试验台架上的两个相同的升降单元，其中一台为负载提供单元2，另一台为被测升降单元3；所述负载提供单元1的转矩输入处连接转矩转速传感器4的前端，所述转矩转速传感器4的后端连接涡流制动器5；所述被测升降单元3的转矩输入处连接变速电机6，为被测升降单元提供动力；所述被测升降单元3与负载提供单元2之间通过共同啮合的双面齿条7传递受力。

所述出厂试验台架1中间采用中空设置，在出厂试验台架1内左、右两侧对称设置有两组爬行齿轮组，其中每组齿轮组包括上、下两个爬行齿轮8，上爬行齿轮为主动爬行齿轮，下爬行齿轮为从动爬行齿轮，其中一组爬行齿轮组通过上、下两根转动轴9连接负载提供单元2，另一组爬行齿轮组通过上下两根转动轴连接被测升降单元3，所述两组齿轮组中间采用与之共同啮合的双面齿条7进行传动。

所述负载提供单元2和被测升降单元3设置于出厂试验台架1后侧，使得所述涡流制动器5与变速电机6位于出厂试验台架1的左右两侧，采用此种设置，结构紧凑，外观简洁，节省空间，利于后期的拖拽，减低能耗。

所述双面齿条7设置于出厂试验台架内部，免受影响。

所述转矩转速传感器4外联中央控制台，向中央控制台输送传感器的转矩和转速值，以方便判定是否达到要求的加载扭矩。

更具体的，所述转矩转速传感器4采用海安县航天机电制造有限公司生产的CGQ-500传感器，反应灵敏，准确度高。

本实用新型加工完成后用地脚螺栓将试验台架固定在地基上。将被测升降单元与负载提供单元安装在试验台架上。被测升降单元与负载提供单元通过共同啮合的双面齿条传递扭矩。被测升降单元输入端直联变频电机。负载提供单元输入端连接转矩转速传感器前端，转矩转速传感器后端连接涡流制动器。

试验开始后，被测升降单元直联的变频电机转动，变频电机通过被测升降单元驱动齿条移动，齿条又带动负载提供单元的爬行齿轮转动，爬行齿轮又驱动转矩转速传感器中心轴旋转，转矩转速传感器中心轴驱动涡流制动器空转。待系统运转平稳后，通过中央控制台慢慢的增加涡流制动器的激磁电流，涡流制动器便产生与激磁电流成线性关系的制动力矩。此制动力矩通过转矩转速传感器作用到负载提供单元上，负载提供单元传递到齿条上，此力矩又通过齿条传递到被测升降单元上，从而实现对被测升降单元的加载。

上面结合实施例对本实用新型作了详细的说明，但是所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。