Стенд для испытания гидропневмопоршневых натяжителей плавучих буровых установок

 

1. СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГИДРОПНЕВМОПОРШНЕВЫХ НАТЯЖТЕЛЕЙ ПЛАВУЧИХ БУРОВЫХ УСТАНОВОК, содержащий стойку для крепления пары гидропневмоцилиндров , пневмоаккумуляторы, гидропривод с блоком программного управления и канаты для кинематической связи штоков гидропневмоцилиндров, , отличающийся тем, что, с целью приближения испытаний к условиям эксплуатации, он снабжен барабаном , жестко закрепленным на валу гидропривода , a канат витками уложен на барабане, причем гидропривод имеет систему синхронизации с перемещением штоков гидропневмоцилиндров. 2.Стенд по п. 1, отличающийся тем, что блок программного управления гидропривода имеет электродвигатель постоянного тока и кривошипно-кулисный механизм, ползун которого посредством подвижного пальца соединен с рукояткой управлений насосом . i 3.Стенд по пп. 1 и 2, о т л и ч ; ю щи и с я тем, что система синхронизации включает датчик среднего положения штоков гидропневмоцилиндров и датчик максимальной щхжзводительности , которые соединены с блоком реле и через резисторы включены в цепь электродвигателя. .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

О ФМИЛЮ

РЕСПУбЛИК

099 01) ; 4(51) Е 21 В 19/09 6 01 N 3 32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЗФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M *ETOPCMOMV CEHIOETEIMCTOV л, 1 ф ф (21) 3566532/22-03 (22) 03.01.83 (46) 30.01.85. Бюл. 9 4 (72) В.И. Пындак, Ю.В. Стариков, В.П. Водолагин, В.И. Карпунин, А.К. Каков, В.С. Запорожченко, Г.А. Тетерин, Г.М. Синельников, В.Е. Алабушев и В.И. Маслов (53) 622.257.4(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 488934, 1976.

2. Проспект Rucher Company, Jtewaut Jtevenson Oiltools Jnc, Regan off shore Jnternational Jnc, 1976 (прототип) . (54) (57) 1. СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГИДРОПНЕВМОПОРШНЕВЫХ НАТЯЖИТЕЛЕЙ ПЛАВУЧИХ

БУРОВЫХ УСТАНОВОК, содержащий стойку для крепления пары гидропневмоцилиндров, пневмоаккумуляторы, гидропривод с блоком программного управления и канаты для кинематической связи штоков гидропневмоцилиндров, отличающийсятем, что, с ° целью приближения испытаний к условиям эксплуатации, он снабжен барабаном, жестко закрепленным на валу гидропривода, а канат витками уложен на барабане, причем гидропривод имеет систему синхронизации с перемещением штоков гидропневмоцилиндров.

2. Стенд по п. 1, отличаюшийся тем, что блок программного управления гидропривода имеет электродвигатель постоянного тока и кривошипно-кулисный механизм, ползун которого посредством подвижного пальца соединен с рукояткой управления насосом.

3. Стенд по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что система синхронизации включает датчик среднего положения штоков гидропневмоцилиндров и датчик максимальной производительности, которые соединены с блоком реле и через резисторы включены в цепь электродвигателя.

1137180

Изобретение относится к оборудованию подводного бурения плавучих буровых установок., в частности к yc-( тановкам для испытания гидропневмопоршневых натяжителей морского стоя 5 ка и направляющих канатов.

Известила установка для исследования износостойких поршневых насосов, включающая два рабочих цилиндра, 1поршни которых связаны с приводом че- рез шатуны и коленчатый вал, и нагрузочное устройство для создания боковой нагрузки в каждой паре (1) .

К недостаткам конструкции относятся трудность обеспечения перемещения штоков испытываемых устройств с заданными параметрами движения, а также сложность изменения указанных параметров в процессе испытания.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является стенд для испытания гидропневмопоршневых натяжителей плавучих буровых установок, содержащий стойку для крепления пары гидропневмоцилиндров, пневмоаккуыуляторы, гидропривод с блоком программного управления и канаты для кинематической связи штоков цилиндров (2)

Недостатком этого стенда является

30 отличие условий испытаний натяжителей по сравнению с эксплуатационными из-за того, что перемещение штоков натяжителей производится путем подачи давления в штоковую полость, а не натяжением каната.

Цель изобретения — приближение испытаний к условиям эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что стенд для испытания гидропневмопоршневых натяжителей плавучих буро- 40 вых установок, содержащий стойку для крепления пары гидропневмоцилиндров, пневмоаккумуляторы, гидропривод с бло. ком программного управления и канаты для кинематической связи через поли- 45 спасную систему штоков гидропневмоцилинцров, снабжен барабаном, жестко закрепленным на валу гидропривода, канат витками уложен на барабане,причем гидропривод имеет систему синхрони 50 зации его с перемещением штоков гидропневмоцилиндров.

При этом блок программного управле- ния гидропривода имеет электродвига-. тель постоянного тока и кривошипнокулисный механизм, ползун которого посредством подвижного пальца соединен с рукояткой управления насосом.

Система синхронизации включает датчик среднего положения штоков гидро пневмоцилиндров и датчик максимальной производительности насосов, которые соединены с блоком реле и через резисторы включены в цепь электродвигателя.

На фиг. 1 изображен предлагаемый стенд, общий вид; на фиг ° 2 — блок программного управления гидроприводом на фиг. 3 — сечение А-А на фиг.2 (узел соединения ползуна кривошипно улисного механизма с рукояткой управления насосом), на фиг. 4 — кривошип кривошипно-кулисного механизма, на фиг. 5 — функциональная схема системы синхронизации стенда; на фиг. 6 схема испытания натяжителей штоками вверх; на фиг. 7 — то же, штоками вниз.

Стенд для испытания гидропневмопоршневых натяжителей плавучих буро" вых установок содержит стойку 1, на. которой смонтирован барабан 2, жестко закрепленный на валу 3 гидропривода 4. Гидропривод имеет редуктор 5, гидромотор 6, насос 7 переменной производительности, блок 8 программного управления и блок 9 подпитки (фиг. 1).

Блок 8 программного управления гидроприводом состоит из электродвигателя 10 постоянного тока с редуктором 1 1 и кривошипно-кулисного механизма 12, соединяющего электродвигатель 10 с насосом 7 переменной производительности (фиг. 2).

Кривошипно-кулисный механизм содержит кривошип 13, закрепленный на ведомом валу редуктора 11. Палец кривошипа жестко соединен с подвижным камнем 14, перемещающимся в направляющих например вертикальных, ползуна 15, в свою очередь перемещающегося по горизонтальным направляющим 16.

Ползун имеет подпружиненный палец 17, который в выдвинутом положении входит в паз 18 рукоятки 19, которая закреплена на валу 20 люльки насоса 7.фик-: сация пальца 17 в выдвинутое или втяну-. тое положение производится стержнем 21 (фиг. 3), перемещающимся в фигурном пазу. По обе стороны от рукоятки 19 установлены конечные выключатели 22 и 23, управляющие золотником, изменяющим направление потока жидкости, поступающей от насоса 7 к гидромотору 6. Блок имеет датчик 24 максимальной производительности насоса, с которым взаимодействует кривошип 13.

3 1137

Величина плеча А кривошипа 13 может быть изменена (фиг. 4), для чего в корпусе кривошипа выполнен паз, в котором установлен палец 25, закрепленный на винте 26, фиксируемом гайкой 27.

Гидропривод снабжен системой синхронизации его работы и перемещения штоков испытываемых гидропневмоцилиндров, которая включает (фиг.5) датчик 28 среднего положения штоков гидропневмоцилиндров, закрепленный на одном иэ гидропневмоцилиндров 29; причем последний при испытании закрепляется на стойке 1 .Датчик 28 электри15 чески связан с блоком 30 реле, с кото- . рым также связан датчик 24 максимальной производительности насоса. Блок

30 через резисторы 31 подключен в цепь электродвигателя 10 блока 8 програмZO много управления насосом 7.

Стенд имеет пневмоаккумуляторы 32, которые посредством трубопроводов 33 и 34 через пульты 35 и 36 управления, трубопроводы 37 и 38 соединены с испытуемыми гидропневмоцилиндрами 29.

Для управления стендом имеется пульт

39.

Подготовка стенда и его работа осуществляются следующим образом.

При испытании натяжителей плавучих .буровых установок, работающих штоками 40 вверх (фиг. 6), пара натяжите- лей устанавливается симметрично относительно стойки 1 на соответствующие 35 места крепления. Канат 41 одним концом закреплен на неподвижном основании 42 одного из натяжителей с помощью прижима 43, двумя-тремя витками огибает неподвижный ролик 44 этого натяжителя <0

У. запасовывается на подвижные и неподвижные блоки полиспастной системы данного натяжителя, затем,.сходя с ..одного из неподвижных блоков, не менее чем . двумя витками огибает жестко закреп- 45 .ленный на валу гидропривода барабан 2, заходит на один из неподвижных роликов

44 второго натяжителя, запасовывается на его полиспастную систему и закрепляется другим прижимом 43. Таким об- 50 разом, оба натяжителя оказываются соединенными одним канатом, концы кото.рого закреплены на их неподвижных основаниях 42. При этом длина каната

41 должна быть такой, чтобы штоки 40 5S натяжителей находились в среднем положении (выдвинуты на половину длины хода).. Воздушные полости низкого 45

180 4 и высокого 46 давления натяжителей соединяются с пультом 35 управления.

При испытании натяжителей направляющих канатов, работающих штоками 47 вниз (фиг. 7), неподвижные основания

48 крепятся к проушине 49 стойки 1.

Канат 50 одним концом неподвижно закрепляется в зажиме 51, эапасовывается на неподвижные и подвижные ролики полиспастной системы натяжителя, сходит с-одного из неподвижных роликов этого натяжителя, огибает один из обводных роликов 52 и направляется вниз к жестко закрепленному на валу гидро,привода барабану 2, охватывает его не менее чем двумя витками, затем поднимается вверх, огибает второй обводной ролик 52, заходит на один иэ неподвижных роликов второго натяжи-: теля, запасовывается íà его полиспастную.систему, сходит с другого ролика этого натяжителя и закрепляется вторым концом в другом зажиме 51. Длина каната 50 должна быть такой, чтобы штоки 47 находились в среднем положении. Воз} ушные полости высокого 53 и низкого 54 давления соединяются с пультом 36 управления.

При включении насоса 7 (фиг.1) переменный по величине и направлению поток гидравлической жидкости подается к гидромотору 6, который через редуктор 5 и вал 3 приводит во вра щение барабан 2. При вращении барабана запасованный на нем канат 41 или

50 за счет сил трения перематывается, при этом длина одной ветви уменьшается, а другой — увеличивается, Шток натяжителя, на котором запасована укорачивающаяся ветвь каната, принудительно втягивается в цилиндр, а шток другого натяжителя, на котором запасована удлиняющая ветвь каната, под действием сжатого воздуха в понести высокого давления начинает выдвигаться.

При изменении направления вращения жестко закрепленного на валу гидропривода барабана Р,происходит обратное движение IBToKoB Так как вращение барабана осуществляется по синусоидальному закону, задаваемому гидроприводом, то и движение штоков натя- жителей происходит по этому же закону Таким образом, барабан 2, попеременно воздействуя на штоки натяжителей, приводит их в возвратно-посту-, I пательное движение, параметры которого, скорость и длина хода соответствуют заданньви параметрам волнения

1137180 моря. Синусоидальный характер подачи жидкости осуществляется системой регулируемых механизмов, воздейству- . ющих на заданном режиме на насос 7.

Насос 7 (фиг. 2-4) приводится в действие от электродвигателя 10, который через редуктор 11 вращает кривошип 13. Вращение кривошипа 13 посредством пальца 25 и подвижного камня 14 преобразуется в возвратно- 10 поступательное движение ползуна 15, при этом его палец 17 поворачивает в ту или другую сторону рукоятку 19,,а та, в свою очередь, поворачивает вал 20 люльки насоса, изменяя его про45 ,изводительность. При отклонении от среднего положения рукоятка 19 вза— имодействует с конечными выключателями 22 и 23, управляющими золотником в гидросистеме насоса 7, который из- 20 меняет направление потока рабочей жидкости, подаваемой к гидромотору 6.

Кривошин 13 при вращении периодически воздействует на датчик 24, подающий сигнал в систему синхронизации в момент до-25 стижения насосом максимальной производительности.

При необходимости, управление насосом может осуществляться вручную. Для.щ этого палец 17 с помощью стержня 21 устанавливается и выходит из паза рукоятки 19, разобщая, таким образом, ее связь с ползуном 15. В этом случае управление насосом производится посредством рукоятки t9.

Система синхронизации (фиг. 5) работает следующим образом. При прохождении штоками натяжителей среднего положения датчик 28 выдает электричес. кий сигнал группе реле 30. На эту же группу реле поступает электрический сигнал от датчика 24 в момент достижения насосом 7 максимальной производительности при данном режиме работы.

При синхронности работы гидропривода и движения штоков натяжителей харак-терные токи подачи жидкости и движение штоков совмещаются и сигналы от датчиков 28 и 24 на группу реле 30 поступают одновременно, при этом корректировка работы гидропривода не производится. В случае появления рассогласования, например если раньше поступил сигнал от датчика 28, группа рене 30 шунтирует резистор в цепи управления электродвигателем 10, увеличивая, таким образом, скорость его вращения. В случае, если раньше посту. пил сигнал от конечного выключателя, группа реле 30 включает дополнительный резистор в цепи управления электродвигателем.10, что приводит к уменьшению скорости его вращения.

Технико-экономический эффект заключается в максимальном приближении условий испытаний натяжителей плавучих буровых установок к реальным условиям их эксплуатации, что повышает надежность работы системы натяжения морской водоотделяющей колонны при бурении с плавучих буровых установок.

1137180

1137180

1137180

l l37 380

1) 37180

Составитель В. Родина

Техред Т.Фанта Корректор А. Обручар

Редактор И. Бандура

Заказ 10484/22

Тираж 540 Подписное.,ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауюская наб., д. 4/5

Филиал ППП,"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4