一种海底钻机寻址着底装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种海底钻机寻址着底装置，属于海洋机械技术领域。本发明专利技术提供的一种海底钻机寻址着底装置，包括铠装脐带缆、甲板控制和供电系统、海底钻机机架、机械腿、高度计测距系统和运动调整系统，铠装脐带缆分别与甲板控制和供电系统、高度计测距系统和运动调整系统相连接；机械腿通过机架臂与海底钻机机架相连接；高度计测距系统包括高度计、信号处理模块和计时器；高度计倾斜设置在机架臂侧面；信号处理模块和计时器设置在甲板控制和供电系统中；运动调整系统包括控制系统、液压系统和水下推进器；控制系统和液压系统均设置在海底钻机机架底部；水下推进器设置在所述机架臂的一侧。具有高精度，适用水深广，大大增强海底钻机着底的稳定性。

A kind of addressing and landing device for subsea drilling rig and its application method

【技术实现步骤摘要】
一种海底钻机寻址着底装置及其使用方法
本专利技术属于海洋机械
，具体涉及一种海底钻机寻址着底装置及其使用方法。
技术介绍
海洋中蕴藏着丰富的生物资源和矿产资源。由于陆地资源被人开发利用逐渐枯竭，人类开始向海洋进军，海洋逐渐成为了人类社会竞相竞争的重要战略资源和空间。陆地资源的不断减少，蕴藏在深海中的资源就显得尤为宝贵，综上所述，海洋资源的开发利用已迫在眉睫。对于海洋资源的勘探和利用，海洋装备和设施是不可或缺的。目前主要的海洋资源勘探与开采的装备为海底钻机。海底钻机需要从科考船上下放，然后到达海底表面着陆进行工作，而海底表面非常复杂，包括斜坡、海沟等复杂地形，海底钻机在下放着底时会因海底表面复杂地形情况，发生着底不稳，甚至侧翻，无法正常工作，这将会影响勘探开采的效率，甚至会造成设备的损坏，并且海底钻机在水下作业过程中还需要承受波浪运动以及海底钻机自我工作扰动的影响，如地形不佳，在此影响下也会发生侧翻，而无法正常工作，所以海底钻机的寻址和稳定着底是海底钻机进行高效率工作的提前。目前有关海底钻机寻址着底的现有技术主要有：授权公告号：CN102278072B，授权公告日为2013年4月17号的中国专利技术专利公开了海床式钻机的液压自动调平系统及调平方法，涉及的是一种海床式钻机的液压自动调平系统及调平方法，其方法是在底座上选择二个互相垂直的X轴、Y轴，将双轴倾角传感器沿X轴或Y轴安装，由双轴倾角传感器测两坐标轴方向上的倾斜角度，通过信号调理模块放大、滤波等，再经信号分析模块，数模转换，放大，输出成三路电流，驱动三个三位四通比例换向阀的阀芯运动，控制系统的流量，驱动三支液压缸支腿分别上升一定高度，实现调平。该专利可实现海底钻机的着底，但在海底钻机着底以后进行水下作业过程中，海底钻机会因波浪运动以及海底钻机自我工作扰动的影响，可能重心不稳而发生侧翻。为解决上述技术问题，急待研发一种能够寻找一处可靠位置并稳定着底，支撑海底钻机进行稳定工作的海底钻机寻址着底装置。
技术实现思路
为了解决上述海底钻机在下放着底时因海底复杂地形问题，发生着底不稳，甚至侧翻无法正常进行工作、甚至造成设备损坏，本专利技术提供了一种海底钻机寻址着底装置及其使用方法，所述装置具有反应灵敏、自动性高、安装拆卸简单、适应性广、工作可靠等优点，能够为海底钻机寻找一处较佳地形进行着底，保证海底钻机稳定安全的进行工作。为解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种海底钻机寻址着底装置，包括铠装脐带缆、甲板控制和供电系统和海底钻机；所述海底钻机包括海底钻机机架、机械腿、高度计测距系统和运动调整系统，所述铠装脐带缆分别与所述甲板控制和供电系统、所述高度计测距系统和所述运动调整系统相连接；所述机械腿通过机架臂与所述海底钻机机架相连接；所述甲板控制和供电系统设置在科考船上；所述高度计测距系统包括高度计、信号处理模块和计时器；所述高度计倾斜设置在所述机架臂侧面；所述信号处理模块和所述计时器设置在所述甲板控制和供电系统中；所述运动调整系统包括控制系统、液压系统和水下推进器；所述控制系统和所述液压系统均设置在所述海底钻机机架底部；所述水下推进器设置在所述机架臂的一侧。优选地，所述机械腿包括支腿油缸、支腿臂、支腿臂横梁和机械腿板；所述支腿油缸包括支腿油缸缸筒和支腿油缸活塞杆；所述支腿臂横梁连接所述支腿臂；所述支腿油缸、所述支腿臂和所述机械腿板通过万向节活动连接。优选地，所述高度计包括水密转接头、连接器端盖、水密机身和尾部换能器；所述水密转接头、所述连接器端盖、所述水密机身和所述尾部换能器依次连接共同构成所述高度计。优选地，所述水密机身内设置有放大电路、带通滤波模块、A/D转换器。优选地，所述液压系统包括补偿器、油箱、浸油电机、过滤器A、过滤器B、过滤器C、液压泵、单向阀、溢流阀、J型三位四通比例换向阀A、J型三位四通比例换向阀B、J型三位四通比例换向阀C、J型三位四通比例换向阀D、J型三位四通比例换向阀E、J型三位四通比例换向阀F、双向调速阀A、双向调速阀B、双向调速阀C、液压锁A、液压锁B和液压锁C；所述补偿器与所述油箱相连接；所述浸油电机设置在所述油箱内并与所述液压泵相连接；所述液压泵下端与所述过滤器A相连接；所述液压泵上端与所述单向阀相连接；所述单向阀与所述过滤器B连接；所述溢流阀一端连接所述过滤器B，另一端连接所述过滤器C；所述过滤器B连接所述溢流阀；所述过滤器B和所述过滤器C分别与所述J型三位四通比例换向阀A、所述J型三位四通比例换向阀B、所述J型三位四通比例换向阀C、所述J型三位四通比例换向阀D、所述J型三位四通比例换向阀E和所述J型三位四通比例换向阀F相连接；所述J型三位四通比例换向阀A直接与所述液压马达A串接；所述J型三位四通比例换向阀B直接与所述液压马达B串接；所述J型三位四通比例换向阀C直接与所述液压马达C串接；所述液压马达A、所述液压马达B和所述液压马达C的溢流口串接到所述油箱；所述J型三位四通比例换向阀D与所述液压锁A连接后与支腿油缸A连接；所述J型三位四通比例换向阀E与所述液压锁B、所述支腿油缸B串接；所述J型三位四通比例换向阀F与所述液压锁C、所述支腿油缸C串接。优选地，所述控制系统中设置有单片机AT89S51。优选地，所述信号处理模块为RS485B信号处理模块。优选地，所述水下推进器包括螺旋桨和液压马达；所述螺旋桨设置在所述液压马达的上面。本专利技术提供了一种基于所述的海底钻机寻址着底装置的使用方法，包括如下步骤：步骤一、下放海底钻机之前，先假定海底钻机的海底钻机机架下放到距离海底表面10米时打开海底钻机寻址着底装置，然后，根据机械腿伸长量在横向方向的投影与海底钻机下放到距离海底表面10米高度的反正切值，求得高度计与竖直方向夹角θ，然后将高度计倾斜安装在机架臂一侧，倾斜安装的角度为高度计与竖直方向夹角θ；步骤二、下放海底钻机，当海底钻机机架距离海底10-12米时，暂停下放，开启海底钻机寻址着底装置，海底钻机寻址着底装置上的高度计中的换能器发射超声波，同时开启计时器，超声波在碰到海底表面后发生反射，反射的回波被换能器捕捉，同时暂停计时器，计时器记录该超声波从发射到被捕捉过程所用的时间，高度计对接收到的回波进行处理，并转变为数字信号传输至信号处理模块；步骤三、利用信号处理模块进行运算处理，得出三个机械腿距离海底的理论高度数据，并将三个机械腿的理论高度数据传入单片机中，单片机将该数据按ABC进行大小排序，最大数据为数据A，次之数据为数据B，最小数据为数据C。步骤四、将数据A与数据C进行对比，若数据A比数据C超过1m，单片机将给出现最大数据的机械腿旁边的水下推进器一个高电压，驱动液压马达旋转调整机械腿的位置，并重复步骤二；若数据A比数据C不超过1m，单片机将数据B与最小数据C进行对比，若数据B比数据C超过0.1m，单片机将给出现最大数据的机械腿旁边的水下推进器一个高电压，驱动液压马达旋转调整机械腿的位置，并重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海底钻机寻址着底装置，其特征在于，包括铠装脐带缆、甲板控制和供电系统和海底钻机；所述海底钻机包括海底钻机机架、机械腿、高度计测距系统和运动调整系统，所述铠装脐带缆分别与所述甲板控制和供电系统、所述高度计测距系统和所述运动调整系统相连接；所述机械腿通过机架臂与所述海底钻机机架相连接；所述甲板控制和供电系统设置在科考船上；/n所述高度计测距系统包括高度计、信号处理模块和计时器；所述高度计倾斜设置在所述机架臂侧面；所述信号处理模块和所述计时器设置在所述甲板控制和供电系统中；/n所述运动调整系统包括控制系统、液压系统和水下推进器；所述控制系统和所述液压系统均设置在所述海底钻机机架底部；所述水下推进器设置在所述机架臂的一侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种海底钻机寻址着底装置，其特征在于，包括铠装脐带缆、甲板控制和供电系统和海底钻机；所述海底钻机包括海底钻机机架、机械腿、高度计测距系统和运动调整系统，所述铠装脐带缆分别与所述甲板控制和供电系统、所述高度计测距系统和所述运动调整系统相连接；所述机械腿通过机架臂与所述海底钻机机架相连接；所述甲板控制和供电系统设置在科考船上；
所述高度计测距系统包括高度计、信号处理模块和计时器；所述高度计倾斜设置在所述机架臂侧面；所述信号处理模块和所述计时器设置在所述甲板控制和供电系统中；
所述运动调整系统包括控制系统、液压系统和水下推进器；所述控制系统和所述液压系统均设置在所述海底钻机机架底部；所述水下推进器设置在所述机架臂的一侧。


2.根据权利要求1所述的海底钻机寻址着底装置，其特征在于，所述机械腿包括支腿油缸、支腿臂、支腿臂横梁和机械腿板；所述支腿油缸包括支腿油缸缸筒和支腿油缸活塞杆；所述支腿臂横梁连接所述支腿臂；所述支腿油缸、所述支腿臂和所述机械腿板通过万向节活动连接。


3.根据权利要求1所述的海底钻机寻址着底装置，其特征在于，所述高度计包括水密转接头、连接器端盖、水密机身和尾部换能器；所述水密转接头、所述连接器端盖、所述水密机身和所述尾部换能器依次连接共同构成所述高度计。


4.根据权利要求3所述的海底钻机寻址着底装置，其特征在于，所述水密机身内设置有放大电路、带通滤波模块、A/D转换器。


5.根据权利要求1所述的海底钻机寻址着底装置，其特征在于，所述液压系统包括补偿器、油箱、浸油电机、过滤器A、过滤器B、过滤器C、液压泵、单向阀、溢流阀、J型三位四通比例换向阀A、J型三位四通比例换向阀B、J型三位四通比例换向阀C、J型三位四通比例换向阀D、J型三位四通比例换向阀E、J型三位四通比例换向阀F、双向调速阀A、双向调速阀B、双向调速阀C、液压锁A、液压锁B和液压锁C；所述补偿器与所述油箱相连接；所述浸油电机设置在所述油箱内并与所述液压泵相连接；所述液压泵下端与所述过滤器A相连接；所述液压泵上端与所述单向阀相连接；所述单向阀与所述过滤器B连接；所述溢流阀一端连接所述过滤器B，另一端连接所述过滤器C；所述过滤器B连接所述溢流阀；所述过滤器B和所述过滤器C分别与所述J型三位四通比例换向阀A、所述J型三位四通比例换向阀B、所述J型三位四通比例换向阀C、所述J型三位四通比例换向阀D、所述J型三位四通比例换向阀E和所述J型三位四通比例换向阀F相连接；所述J型三位四通比例换向阀A直接与所述液压马达A串接；所述J型三位四通比例换向阀B直接与所述液压马达B串接；所述J型三位四通比例换向阀C直接与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：金永平，谢焜，万步炎，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43