專利名稱：深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于世界天然能源日益減少而在海洋開采能源的工程越加速，為開采這些能源所需的浮式生產(chǎn)儲油裝置(FPSO)、深海鉆井船(Drillship)等的產(chǎn)品需求也猛速增加，石油和燃氣等的開采作業(yè)也呈現(xiàn)日益增加的趨勢。并且，由于目前全世界對能源的需求增加，而用于開發(fā)能源的船舶以及海洋設(shè)備產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展，進而對大型、能精密控制的起重機的需求越來越增加。世界性的船主或者石油公司不僅需要這些相關(guān)的船舶，同時也需要用于操縱在深海運用或者被設(shè)置的鉆采裝備(比如；R0V、X-mas tree、BOP、Riser)的起重機。而且替代依賴于高費用的供應(yīng)船，使用安裝在船體上的起升起重機進行作業(yè)，在生產(chǎn)方面和經(jīng)濟方面更有效率，這是已經(jīng)認定的事實。因此對這方面的研究也很活躍。其中，需要研究的是為運用船舶的主要裝備(X-mas treejellhead等)而所需的能精密控制的起重機。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的為提供一種深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)，其以浮動艇筏的移動數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以PLC控制對馬達動作的控制信號，從而在深海作業(yè)時，安裝在起重機頭部的采油樹(X-mas tree)的位置可以以不受浮動艇筏的移動的影響的方式被控制。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)，其對設(shè)于浮動艇筏的深海作業(yè)起重機的馬達和頭部的動作進行控制，以不受上述浮動艇筏的移動的影響的方式，控制上述深海作業(yè)起重機的位置，其特征在于，上述頭部由安裝在油井上部的井頂以及與上述井頂連接的包括多個閥門的采油樹組成，并且，上述主動補償系統(tǒng)包括MRU(運動參照裝置，Motion Reference Unit)，其安裝在上述浮動艇筏或者上述深海作業(yè)起重機上而監(jiān)測上述浮動艇筏的移動；伺服閥，其控制上述馬達的旋轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩、以及連接在上述馬達和上述頭部之間的卷揚機的旋轉(zhuǎn)速度；控制板，其中已設(shè)定有外圍程序；主動補償裝置(Active Heave Compensation Unit)，其利用由上述MRU監(jiān)測到的上述浮動艇筏的移動信息和由上述控制板控制的信息，用PLC(可編程序控制器，Programmable Logic Controller)連續(xù)控制上述采油樹的位置；以及驅(qū)動控制裝置，其從上述馬達和上述卷揚機接收上述馬達的旋轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩信息以及上述卷揚機的旋轉(zhuǎn)速度信息，控制上述卷揚機的旋轉(zhuǎn)速度，其中，上述驅(qū)動控制裝置由上述主動補償裝置用PLC進行控制，并從上述控制板接收上述外圍程序的信號，從而變更上述馬達的旋轉(zhuǎn)角而且維持上述馬達的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)，其特征在于，上述卷揚機是一種提升卷揚機，其以油壓為動力通過縮放起升鋼絲繩的旋轉(zhuǎn)動作補正上述采油樹
4的位置。根據(jù)本發(fā)明的第三方面的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)，其特征在于，上述驅(qū)動控制裝置由數(shù)字閉環(huán)(Digital Closed Loop)組成。根據(jù)本發(fā)明的第四方面的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)，其特征在于，上述伺服閥(Servo valve)安裝在上述馬達的前端，而且包括傳感器部和反饋部，將由上述傳感器部監(jiān)測到的上述馬達的驅(qū)動信息，通過上述反饋部傳送給上述驅(qū)動控制裝置。根據(jù)本發(fā)明的第五方面的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)，其特征在于，上述外圍程序由一般卷上、卷下動作模式、自重卷下動作模式、主動補償模式、準備模式組成。根據(jù)本發(fā)明的第六方面的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)，其特征在于，上述MRU 在上述外圍程序為主動補償模式時進行啟動。根據(jù)本發(fā)明的第七方面的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)，其特征在于，在采油樹的外表面上噴涂涂層，該涂層通過下述方式形成在由96 98%的三氧化二鉻(Cr2O3) 和2 4%的二氧化鈦(TiO2)混合組成的陶瓷粉末、三氧化二鉻(Cr2O3)粉末、氧化鋁 (Al2O3)粉末、二氧化鈦(TiO2)粉末、三氧化二釔化203)粉末、氧化鋯(&02)粉末、鎳鉻碳化鉻(Cr3C225NiCr)粉末(chromium carbide 75%,nickel 20%, chromium 5% )當中，選擇任意一種具有10 44 μ m的粉末粒度的粉末，將具有上述粉末粒度的粉末熱噴涂在采油樹的外表面上。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于以浮動艇筏的移動數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以PLC控制對馬達的動作的控制信號，因此在深海作業(yè)時，安裝在起重機頭部上的采油樹的位置可以以不受浮動艇筏的移動的影響的方式被控制。除了如上所述的本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)問題的解決手段以及效果以外， 具體的事項都包括在下面要記載的實施例和附圖中。通過參照附圖在后面詳細說明的實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會很明確本發(fā)明的優(yōu)點和特點以及實現(xiàn)這些的方法。在整個說明書中，同樣的附圖標記指代同樣的結(jié)構(gòu)要素。


圖1是適用根據(jù)本發(fā)明的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)的浮動艇筏和深海作業(yè)起重機的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚地知曉附圖只是起到更加容易地解釋本發(fā)明內(nèi)容的作用，本發(fā)明的范圍并不被限制在附圖范圍內(nèi)。圖1是適用根據(jù)本發(fā)明的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)的浮動艇筏(floating craft)和深海作業(yè)起重機的示意圖，而且圖2是根據(jù)本發(fā)明的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，在利用能源開采船舶或者石油鉆采裝備用海洋設(shè)備產(chǎn)業(yè)的浮動艇筏 10進行深海作業(yè)時，可以將根據(jù)本發(fā)明的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)A應(yīng)用于安裝在上述浮動艇筏10上的起重機20。更詳細地說，應(yīng)用于安裝在石油、燃氣等開采作業(yè)時使用的浮式生產(chǎn)儲油裝置(FPSO)、深海鉆井船(Drillship)等上的起重機20，從而以電子方式控制安裝在上述起重機20上的采油樹(X-mas tree) 700的位置。一般來說，石油、燃氣等開采作業(yè)時使用的浮式生產(chǎn)儲油裝置或者深海鉆井船，利用液壓缸方式控制采油樹700的位置。但是如使用這樣的液壓缸方式，在掛鉤的前端安裝機械式液壓缸時，則如下述表1所示，與本發(fā)明的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)的伺服馬達方式比較，重量更重、需要更寬的設(shè)置空間以及需要更多的費用成本、控制精準度也很低，并且在運轉(zhuǎn)時在時間上有限制，因此給使用者帶來很多不便。表一
項目液壓缸方式伺服馬達方式重量150%100%設(shè)置空間200%100%精準度60 70%90 95%費用120%100%運轉(zhuǎn)方法時間上有限制在時間上沒有限制(具有連續(xù)性)適用領(lǐng)域供應(yīng)船(Supply Boat)浮式生產(chǎn)儲油裝置(FPSO)如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)A，控制安裝在浮動艇筏10上的深海作業(yè)起重機20的馬達500與頭部700的動作，以不受上述浮動艇筏10的移動的影響的方式，控制上述深海作業(yè)起重機20的位置。另一方面，上述頭部700由安裝在油井上部的井頂720以及與上述井頂連接的包括多個閥門的采油樹710構(gòu)成。更詳細地說，根據(jù)本發(fā)明的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)A，包括；MRU(運動參照裝置，Motion Reference Unit)，其安裝在上述浮動艇筏10或者上述深海作業(yè)起重機20 上而監(jiān)測上述浮動艇筏10的移動；伺服閥(Servo valve) 550，其控制馬達500的旋轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩、以及連接在上述馬達500和上述頭部700之間的卷揚機600的旋轉(zhuǎn)速度；控制板 300，其中已設(shè)定有外圍程序；主動補償裝置(Active Heave Compensation Unit)200，其利用由上述MRU 100監(jiān)測到的上述浮動艇筏10的移動信息和由上述控制板300控制的信息， 用PLC(可編程序控制器，Programmable Logic Controller)連續(xù)控制上述采油樹710的位置；以及驅(qū)動控制裝置400，其從上述馬達500和上述卷揚機600接收上述馬達500的旋轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩、以及上述卷揚機600的旋轉(zhuǎn)速度信息，由上述主動補償裝置200用PLC進行控制，從上述控制板300接收上述外圍程序的信號，從而變更上述馬達500的旋轉(zhuǎn)角而且維持上述馬達500的轉(zhuǎn)矩，并且調(diào)整上述卷揚機600的旋轉(zhuǎn)速度。在此，上述馬達500優(yōu)選使用液壓馬達(Hydraulic Motor)，即伺服馬達(Servo Motor)(以下簡稱為輔助(Secondary)馬達)。在此，上述卷揚機600優(yōu)選使用以油壓為動力通過縮放起升鋼絲繩(未圖示)的旋轉(zhuǎn)動作補正上述采油樹(X-mas tree)的位置的、即能夠提升或者放下上述采油樹(X-mas tree)的提升卷揚機。上述驅(qū)動控制裝置400由數(shù)字閉環(huán)(Digital Closed Loop)組成。上述驅(qū)動控制裝置400與上述馬達500連接，將由安裝在上述馬達500的前端的伺服閥550的傳感器部 (未圖示)監(jiān)測到的油量和壓力值與預先設(shè)定的控制值進行比較，從而控制上述馬達500的旋轉(zhuǎn)角和壓力。上述伺服閥550安裝在上述馬達500的前端而監(jiān)測上述馬達500的旋轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩，然后將這些信息傳送給上述驅(qū)動控制裝置400，并且以上述傳送的監(jiān)測值為基礎(chǔ)，由上述驅(qū)動控制裝置400傳送的控制信息可以控制上述馬達500的旋轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩。另外上述伺服閥550雖然沒有圖示，但其包括傳感器部和反饋部，將由上述傳感器部監(jiān)測到的上述馬達500的驅(qū)動信息，通過上述反饋部傳送到上述驅(qū)動控制裝置400。上述外圍程序由一般卷上、卷下動作模式、自重卷下動作模式、主動補償模式、準備模式組成。一般卷上、卷下動作模式指在一般的卷上、卷下動作區(qū)間按照此模式使馬達 500動作。自重卷下動作模式指在受自重即重力(Gravity)影響的卷下動作區(qū)間按照此模式使馬達500運作。而且，在主動補償模式時，上述MRU 100進行啟動，監(jiān)測上述浮動艇筏 10的移動(即浮動艇筏的位移、速度、加速度)信息，利用監(jiān)測到的信息，在深海使采油樹 710穩(wěn)定作業(yè)。并且，準備模式指在上述主動補償裝置200進行啟動的同時，在卷下動作模式區(qū)間進行動作的模式。在此，上述MRU 100在上述外圍程序設(shè)定為主動補償模式時進行啟動。并且，雖然沒有圖示，但在本發(fā)明的主動補償系統(tǒng)A中可以附加設(shè)置深海作業(yè)用機器人ROV(遙控水下航行器，remotely operated vehicles)或者用于防止因油井釋放的燃氣引起爆炸的裝備BOP (防噴器，blowout preventer)，從而可以提高深海作業(yè)用起重機的作業(yè)效率。根據(jù)如上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本發(fā)明的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)A，將作為石油鉆采裝備的采油樹710能安全地組裝在安裝于1500m以上的深海底的井頂720上。借此， 本發(fā)明的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)A以浮動艇筏10的移動數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，用PLC對馬達500的動作的控制信號進行控制，從而在深海作業(yè)時，安裝在起重機20的頭部700上的采油樹710的位置可以以不受浮動艇筏的移動的影響的方式被控制。而且，在采油樹710的外表面上噴涂涂層，該涂層通過下述方式形成在由96 98%的三氧化二鉻(Cr2O3)和2 4%的二氧化鈦(TiO2)混合組成的陶瓷粉末、三氧化二鉻(Cr203)粉末、氧化鋁(Al2O3)粉末、二氧化鈦(TiO2)粉末、三氧化二釔化203)粉末、氧化鋯(ZrO2)粉末、鎳鉻碳化鉻(Cr3C2 25NiCr)粉末(chromium carbide 75%, nickel 20%, chromium 5% )當中，選擇任意一種具有10 44 μ m的粉末粒度的粉末，將具有上述粉末粒度的粉末熱噴涂在采油樹710的外表面上。在對采油樹710進行噴砂處理(Sand Blasting)、清潔處理(cleaning)之后，在其外表面上進行上述噴涂。通過下述的方式進行如上所述的噴涂在由96 98%的三氧化二鉻(Cr2O3)和 2 4%的二氧化鈦(TiO2)混合組成的陶瓷粉末、三氧化二鉻(Cr2O3)粉末、氧化鋁(Al2O3) 粉末、二氧化鈦(TiO2)粉末、三氧化二釔W2O3)粉末、氧化鋯(ZrO2)粉末、鎳鉻碳化鉻(Cr3C225NiCr)粉末(chromium carbide 75%,nickel 20%, chromium 5% )當中，選擇任意一種具有10 44 μ m的粉末粒度的粉末，將具有上述粉末粒度的粉末熱噴涂在采油樹710的外
表面上。三氧化二鉻(Cr2O3)起到鈍化層(Passivity Layer)的作用，阻止氧氣向金屬內(nèi)部侵入，從而防止生銹。二氧化鈦(TiO2),由于在物理化學上非常穩(wěn)定，而且隱蔽力高而多用于白色顏料， 并且由于折射率高而多用于高折射率的陶瓷，并且具有光催化性、超親水性的特點。二氧化鈦(TiO2)具有空氣凈化作用、抗菌作用、分解有害物質(zhì)作用、防止污染功能、防止變色功能。 具有上述特點的二氧化鈦(TiO2)使涂層101可靠地被覆在鼓輪驅(qū)動軸100外表面上，并且分解、清除附著在采油樹710上的異物，從而防止采油樹710的損傷。在此，如將三氧化二鉻(Cr2O3)與二氧化鈦(TiO2)混合使用時，它們的混合比例優(yōu)選為在96 98%的三氧化二鉻(Cr2O3)中混合2 4%的二氧化鈦(TiO2)。三氧化二鉻(Cr2O3)的混合比例如少于96 98%，則在高溫等環(huán)境下，三氧化二鉻(Cr2O3)的被覆經(jīng)常被破壞，因此采油樹710的防銹效果大幅度下降。二氧化鈦(TiO2)的混合比例如少于2 4%，則二氧化鈦(TiO2)的效果降低很多， 導致失去與三氧化二鉻(Cr2O3)混合的目的。即二氧化鈦(TiO2)分解、清除附著在采油樹 710外表面上的異物，從而防止采油樹710的損傷，但如其混合比例少于2 4%時，分解附著的異物需要很長時間。氧化鋁(Al2O3)噴涂于采油樹710的外表面時，由于其涂層被膜很均勻而且沒有孔隙而可以可靠地保護采油樹710的外表面。這種氧化鋁(Al2O3)的熔點很高，為2050°C， 因此在高溫下也可以保護采油樹710，而且在防止氧化方面很有效果。因此，噴涂于采油樹 710的氧化鋁(Al2O3)阻止海水或者空氣接觸于采油樹710的外表面，從而防止采油樹710 的氧化。三氧化二釔(Y2O3)具有較好的耐熱性、耐高溫氧化性、耐腐蝕性，即使處于等離子腐蝕氣氛當中，也仍然具有耐等離子腐蝕性，比較適合用于熱噴涂。氧化鋯(&02)是具有高熔融溫度(約2，7000C )的耐熱性材料，除此以外，熱傳導度低，而且具有從酸性至堿性領(lǐng)域的較寬的耐化學穩(wěn)定性，并且具有熱膨脹性低、高強度、 高硬度(莫氏硬度7. 0以上)的耐摩擦性等較好的材料特點。鎳鉻碳化鉻(Cr3C225NiCr)粉末由 75%的碳化鉻(chromium carbide)、20%的鎳 (nickel)、5%的鉻(chromium)混合組成。通過等離子噴涂方式形成由在這些材料當中選擇的一種材料組成的涂層，使得該涂層以50 600 μ m的厚度形成于采油樹710的外表面上，并維持硬度為900 1000HV、表面糙度為0. 1 0. 3 μ m。將在上述粉末當中選擇的一種粉末與14000°C氣體以馬赫2程度的速度噴射在采油樹710的外表面上而形成上述涂層。如涂層的厚度薄于50，則無法保障上述陶瓷涂層的效果，但如涂層的厚度厚于 600 μ m,則上述效果基本上沒有得到提高，相反，為過量的陶瓷涂層的作業(yè)，要浪費更多的作業(yè)時間和材料費。在向采油樹710噴涂涂層的過程當中，采油樹710的溫度會上升，為了防止采油樹710的變形，將采油樹710利用冷卻裝置(未圖示)冷卻，從而使溫度維持為150 200°C。在采油樹710的外表面上形成涂層的熱噴涂法為將金屬、陶瓷以及這些材料的混合物注入在高溫的氣體火焰(gas-flame)或者等離子體(plasma)內(nèi)，然后以熔融或者半熔融狀態(tài)高速噴射而在母材的表面上形成被膜的表面處理技術(shù)。在熱噴涂件的鎢陰極和Cu陽極的噴嘴之間加上電能就會發(fā)生電弧，其中如流入氣體或者氣體混合物就會發(fā)生等離子體。在此等離子體指的是如將分子狀態(tài)的氣體在高溫下加熱的話，會解離為原子，在此加上能量而會放出電子的狀態(tài)。等離子體可以有效地用于具有高能量的熱源。作為熱噴涂熱源的等離子體射流(Plasma jet)的特點如下所述。由于是能量密度較高的熱源，所以較容易對高熔點金屬或者陶瓷進行熱噴涂。由于只要是對金屬、陶瓷、塑膠等具有比較安全熔融現(xiàn)象的物質(zhì)就可以進行熱噴涂，所以被膜材料的選擇領(lǐng)域比較廣。由于等離子體射流的速度高，而熱噴涂材料高速地碰撞于被處理物，從而可以獲得高密強度、高密度的被膜。由于容易實現(xiàn)大量輸出，單位時間的熱噴涂量較大，因此工作效率高，具有經(jīng)濟性。由于是無氧、無炭、清潔的熱化學活性熱源，而熱噴涂材料的污染和變化很小。根據(jù)熱源的種類和條件，對熱噴涂飛行粒子的溫度、停留時間(dwell time)、與氛圍氣體成分接觸的時間、尤其是與母材表面的碰撞能量、冷凝速度等帶來變化。即熱噴涂被膜的物理化學性質(zhì)會有很大的變化。注入在等離子體火焰內(nèi)的熱噴涂材料被熱源加熱熔融，通過等離子體射流超高速飛行。由于飛行中的熔融粒子與空氣接觸而在其周圍形成氧化被膜，并且在該狀態(tài)下與母材碰撞，因此在采油樹710上形成的熱噴涂被膜具有如在表面上形成氧化膜的無數(shù)微粒子堆積那樣的斷面結(jié)構(gòu)。適用于熱噴涂的粉末粒度優(yōu)選為10 44 μ m。熱噴涂的微粒度不足10 μ m時，在熱噴涂過程中會容易變?yōu)檎羝?，但熱噴涂的微粒度超過44 μ m時，在熱噴涂過程中會發(fā)生未熔融，因此熱噴涂的粉末粒度優(yōu)選為10 44 μ m。并且，對熱噴涂被膜的質(zhì)量影響較大的是粒度分布，如粒度差較大，則由于各粉末粒子從熱源獲得的能量和飛行軌道會不同，而涂層的組成和物性的均等性會下降。因此需要嚴格控制熱噴涂粉末的粒度分布。為使熱噴涂件的供應(yīng)速度維持既均勻又穩(wěn)定，而且為使供應(yīng)粉末均勻地加熱，即為提高熔融粒子的流動性，在上述的粉末粒度內(nèi)，粉末的形狀優(yōu)選為球狀。在涂層的外表面可以噴涂利用由金屬系玻璃石英系組成的三氧化鉻(CrO3)構(gòu)成的密封材料(未圖示)。三氧化鉻是一種無機密封材料，可以噴涂在由鎳鉻碳化鉻粉末構(gòu)成的涂層的外表面上。三氧化鉻(CrO3)用于需要高耐磨性、潤滑性、耐熱性、耐腐性、異型性的地方，在空氣中不變色，耐久性大，耐磨性和耐腐性較好。如在涂層的外表面上噴涂密封材料時，其噴涂厚度優(yōu)選為0. 3 0. 5 μ m。如密封材料的噴涂厚度不足0. 3 μ m，則即使是輕微的刮痕， 密封材料也容易被凹陷而脫落，得不到上述的效果。如涂得太厚而密封材料的涂層厚度超過0.5 μ m，則在噴涂面上會產(chǎn)生很多針孔(pin hole)和裂縫等。因此，密封材料的噴涂厚度優(yōu)選為0. 3 0. 5 μ m左右。根據(jù)本發(fā)明的上述采油樹710，由于噴涂在其外表面上的涂層而強度和硬度增加， 耐腐性提高，即使有外部的沖擊，其表面也不會容易受損，因此長時間在海水里使用也不腐
9蝕。 以上所說明的本發(fā)明并不限定于前述實施例以及附圖，在不脫離本發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)能夠進行各種替換、變形以及變更，這對于本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域中具有普通知識的技術(shù)人員而言是不言而喻的。
權(quán)利要求
1.一種深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)，其對設(shè)于浮動艇筏(10)的深海作業(yè)起重機 (20)的馬達(500)和頭部(700)的動作進行控制，以不受上述浮動艇筏(10)的移動的影響的方式，控制上述深海作業(yè)起重機00)的位置，其特征在于，上述頭部(700)由安裝在油井上部的井頂(720)以及與上述井頂連接的包括多個閥門的采油樹(710)組成，并且，上述主動補償系統(tǒng)包括MRU(運動參照裝置，Motion Reference Unit) (100)，其安裝在上述浮動艇筏(10)或者上述深海作業(yè)起重機00)上而監(jiān)測上述浮動艇筏(10)的移動；伺服閥(550)，其控制上述馬達(500)的旋轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩、以及連接在上述馬達(500)和上述頭部(700)之間的卷揚機(600)的旋轉(zhuǎn)速度； 控制板(300)，其中已設(shè)定有外圍程序；主動補償裝置(Active Heave Compensation Unit) ，其利用由上述 MRU (100)監(jiān)測到的上述浮動艇筏(10)的移動信息和由上述控制板(300)控制的信息，用PLC(可編程序控制器，Programmable Logic Controller)連續(xù)控制上述采油樹(710)的位置；以及驅(qū)動控制裝置G00)，其從上述馬達(500)和上述卷揚機(600)接收上述馬達(500)的旋轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩信息以及上述卷揚機(600)的旋轉(zhuǎn)速度信息，控制上述卷揚機(600)的旋轉(zhuǎn)速度，其中，上述驅(qū)動控制裝置G00)由上述主動補償裝置(200)用PLC進行控制，并從上述控制板(300)接收上述外圍程序的信號，從而變更上述馬達(500)的旋轉(zhuǎn)角而且維持上述馬達(500)的轉(zhuǎn)矩。
2.如權(quán)利要求1所述的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)，其特征在于，上述卷揚機(600)是一種提升卷揚機，其以油壓為動力通過縮放起升鋼絲繩的旋轉(zhuǎn)動作補正上述采油樹(710)的位置。
3.如權(quán)利要求1所述的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)，其特征在于， 上述驅(qū)動控制裝置G00)由數(shù)字閉環(huán)(Digital Closed Loop)組成。
4.如權(quán)利要求1所述的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)，其特征在于，上述伺服閥(Servo valve) (550)安裝在上述馬達(500)的前端，而且包括傳感器部和反饋部，將由上述傳感器部監(jiān)測到的上述馬達(500)的驅(qū)動信息，通過上述反饋部傳送給上述驅(qū)動控制裝置(400)。
5.如權(quán)利要求1所述的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)，其特征在于，上述外圍程序由一般卷上、卷下動作模式、自重卷下動作模式、主動補償模式、準備模式組成。
6.如權(quán)利要求5所述的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)，其特征在于， 上述MRU(IOO)在上述外圍程序為主動補償模式時進行啟動。
7.如權(quán)利要求1所述的深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)，其特征在于， 在采油樹(710)的外表面上噴涂涂層，該涂層通過下述方式形成在由96 98%的三氧化二鉻(Cr2O3)和2 4%的二氧化鈦(TiO2)混合組成的陶瓷粉末、三氧化二鉻(Cr2O3)粉末、氧化鋁(Al2O3)粉末、二氧化鈦 (TiO2)粉末、三氧化二釔(Y2O3)粉末、氧化鋯(ZrO2)粉末、鎳鉻碳化鉻(Cr3C2 25NiCr)粉末(chromium carbide 75%,nickel 20%, chromium 5% )當中，選擇任意一禾中具有 10 44 μ m的粉末粒度的粉末，將具有上述粉末粒度的粉末熱噴涂在采油樹(710)的外表面上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種深海作業(yè)起重機用主動補償系統(tǒng)，其對設(shè)于浮動艇筏的深海作業(yè)起重機的馬達和頭部的動作進行控制，以不受浮動艇筏的移動的影響的方式，控制深海作業(yè)起重機的位置，頭部由井頂和采油樹組成。其包括MRU，其監(jiān)測浮動艇筏的移動；伺服閥，其控制馬達的旋轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩、卷揚機的旋轉(zhuǎn)速度；控制板，其中已設(shè)定有外圍程序；主動補償裝置，其利用浮動艇筏的移動信息和由控制板控制的信息，用PLC連續(xù)控制采油樹的位置；以及驅(qū)動控制裝置，其接收馬達的旋轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩信息以及卷揚機的旋轉(zhuǎn)速度信息，控制卷揚機的旋轉(zhuǎn)速度，其中，驅(qū)動控制裝置由主動補償裝置用PLC進行控制，并從控制板接收外圍程序的信號，從而變更馬達的旋轉(zhuǎn)角而且維持馬達的轉(zhuǎn)矩。
文檔編號B66C13/18GK102398856SQ20111018325
公開日2012年4月4日 申請日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者裴映達 申請人:Dmc株式會社