自升式海洋石油钻井平台外观如图1所示。它主要由沉垫、平台和桩腿三大部分组成。平台上设有升降室3和井架底座7等。井架底座用以支承钻机井架6，靠液压缸来调整纵、横向位置。在升降室中，如图2所示，液压缸1、2、3用以完成插销爬杆动作，使平台作升降运动。 78988【中国自动化网社区】96b500【http://sns.ca800.com】80d

  6392807【中国自动化网社区】ac3b61【http://sns.ca800.com】8b

在图2中，缸体l与平台4固结，缸体2也和平台固结。缸体3和缸体1活塞杆的一端固结。桩腿5降人海底的动作是：缸体2活塞杆自桩腿5径向孔中退出（松开），缸体3活塞杆进入桩腿径向孔中（锁紧），缸体1的活塞杆带动桩腿下行，然后缸体2锁紧，缸体3松开，缸体1的活塞复位。如此循环，直到桩腿接触海底。反之，可使平台沿桩腿上升离开海面，到达一定的高度后，缸体2和3同时锁紧，平台可投入正常作业。 6392807【中国自动化网社区】ac3b61【http://sns.ca800.com】8b

  445b80【中国自动化网社区】a2b328【http://sns.ca800.com】5a8153

平台拖航的程序与上述则相反：首先使平台下降至海面，然后收起桩腿，使整个平台浮于海面而进入拖航状态。 445b80【中国自动化网社区】a2b328【http://sns.ca800.com】5a8153

  445b80【中国自动化网社区】a2b328【http://sns.ca800.com】5a8153

图3所示为钻井平台单桩升降液压系统原理图。系统配备有二套泵组，每套泵组都由一台75kW的电动机M驱动一台复合泵（包括二台压力为7MPa的中压泵2、3）和一台压力为20MPa的高压泵4组成。二套泵组通过并联油路可单独或同时投入工作，以提高海上工作的可靠性。 8198【中国自动化网社区】f54296【http://sns.ca800.com】d0b

  8198【中国自动化网社区】f54296【http://sns.ca800.com】d0b

8198【中国自动化网社区】f54296【http://sns.ca800.com】d0b

      8198【中国自动化网社区】f54296【http://sns.ca800.com】d0b

图1                      d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

  d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

钻井工艺要求分以下几个回路： d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

  d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

1)插桩回路 1)桩腿下放。高压泵4排出的油经单向阀8与过滤器14、电液换向阀13右位和单向阀16、液控单向阀31，进入插桩缸30上腔。与此同时，中压泵3排出的油经单向阀7与过滤器19、电液换向阀18右位、单向阀17和电液换向阀20右位也进入插桩缸上腔。由于两台泵同时供油，推动活塞杆带着桩腿快速下放。液压缸30下腔的回油经液控单向阀27、平衡阀26、节流阀25、阀13右位、单向阀10、散热器9回油箱。平衡阀26由插桩缸的上下腔压力差值控制开口大小，从而限制桩腿下放的速度。 d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

  d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

2)平台上升过程。当桩腿下放插入海底后，插桩缸活塞杆不能继续下行，于是液压推力反向推动缸体带动平台上升。由于平台重量大，压力迅速上升，当压力升高到单向顺序阀23的调定压力时，该阀开启，高压油使液动换向阀22的上位工作，从而阀20的控制油路通油箱，该阀复位，使中压泵3卸荷。此时系统由高压泵4单独供油，压力继续升高，平台慢速上升，直到所要求的工作高度。 d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

  d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

平台从安装后的钻进状态转入拖航状态的程序正好与上述过程相反，除了全过程由高压泵4单独供油和液压缸30上腔的回油经节流阀24调节速度外，其余与上述类似。 d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

  d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

  d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

图2   桩腿升降原理 d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

1、2、3-液压缸，4-平台 d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

  d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

5-桩腿 d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

  d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

(2)插销回路 d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

  d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

插销缸29、28由中压泵3供油，经阀18左位、12、11至液压缸29、28。液压缸30的上下运动和液压缸29、28的锁放动作的协调配合，是借助电气程序回路控制电液换向阀18、13、12、11来实现的。 d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

  d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

(3)控制回路 d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

  d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

控制回路由中压泵2单独供油，主要用来控制上述两个回路中的电液换向阀和插桩缸回路中的液控单向阀。 d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

  d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

为使控制压力稳定，采用了两个压力继电器15来调定最高和最低压力。当压力超过高压限时，压力继电器发信号，阀1右位工作，中压泵2卸荷。当压力低于低压限时，阀1复位，中压泵2重新向回路供油，使压力上升，直到高压限为止。中压泵2卸荷时，为了维持回路压力和补偿泄漏，回路中还设置了二个4L容量的蓄能器6，并附带有二个10L容量的氮气瓶。 d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

  d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

液动阀21是由一个上下端作用面积不等的液动二位换向阀和一个单向节流阀组成的组合阀，具有延时换向和快速复位的功能，从而保证插桩回路中的液控单向阀31相对于电液换向阀20、13提前开启。 d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

  d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

  d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

  d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550

图3   钻井平台单桩升降液压系统原理图 d43df26【中国自动化网社区】6bcf5b【http://sns.ca800.com】f550