深水定位系泊系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的三鏈輪錨機(jī)控制操作研究

顧 炳，胡曉東，劉 賀，付萬(wàn)里，金新平

·（1.中船重工第七○四研究所，上海 200031；2.江陰雙馬重工裝備有限公司，江蘇 江陰214408）

深水定位系泊系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的三鏈輪錨機(jī)控制操作研究

顧 炳1，胡曉東1，劉 賀1，付萬(wàn)里1，金新平2

·（1.中船重工第七○四研究所，上海 200031；2.江陰雙馬重工裝備有限公司，江蘇 江陰214408）

定位系泊系統(tǒng)作為深水半潛式鉆井平臺(tái)的關(guān)鍵設(shè)備之一，已廣泛應(yīng)用于深水平臺(tái)的作業(yè)中。介紹了深水定位系泊系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備——三鏈輪深水定位錨機(jī)的主要組成及功能，尤其對(duì)它的操作界面及操作流程等進(jìn)行了重點(diǎn)說(shuō)明和研究。

深水定位泊系統(tǒng)；三鏈輪錨機(jī)；控制操作流程

0 引言

深水定位系泊系統(tǒng)作為深水半潛式鉆井平臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備之一，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)；與用于水深較淺的定位系泊系統(tǒng)相比，深水定位系泊系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備——定位錨機(jī)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，要求更高、更嚴(yán)格；同時(shí)錨機(jī)操作控制程度也較一般的定位錨機(jī)要復(fù)雜，其檢測(cè)點(diǎn)和控制參數(shù)量多。

《大型海洋工程設(shè)備深水定位系泊系統(tǒng)研制》項(xiàng)目主要內(nèi)容是研制一套1:1的、1500m水深并完全具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的半潛式鉆井平臺(tái)三鏈輪定位臥式電動(dòng)錨機(jī)樣機(jī)。通過(guò)介紹錨機(jī)樣機(jī)的組成和功能原理，基本掌握深水定位錨機(jī)基本操作，對(duì)開(kāi)發(fā)深水定位系泊系統(tǒng)以及實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化具有十分重要的意義。

1 錨機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)

錨機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)為：

(1)錨機(jī)類(lèi)型：三鏈輪臥式電動(dòng)錨機(jī)。

(2)錨鏈直徑：?84(R5)mm，有檔焊系泊鏈。

(3)工作負(fù)載與速度：①齒輪箱低速檔：2694kN和9m/min；1200kN和18m/min；②齒輪箱高速檔：980kN和25m/min；430kN和50m/min。

(4)電機(jī)堵轉(zhuǎn)(過(guò)載)時(shí)錨機(jī)負(fù)載：3367kN(～40%的錨鏈破斷負(fù)荷)。

(5)盤(pán)式制動(dòng)器制動(dòng)時(shí)錨機(jī)負(fù)載：4200kN(～50%的錨鏈破斷負(fù)荷）。

(6)錨機(jī)支持負(fù)載：8418kN(錨鏈破斷負(fù)載)。

2 錨機(jī)主要組成、功能及使用介紹

2.1 錨機(jī)主要組成

三鏈輪臥式電動(dòng)錨機(jī)由三套錨機(jī)本體裝置、一套傳動(dòng)裝置、一套液壓泵站以及一套電控系統(tǒng)組成[1]。錨機(jī)具體組成清單見(jiàn)表1，結(jié)構(gòu)總圖見(jiàn)圖1，系統(tǒng)功能組成見(jiàn)圖2。

錨機(jī)電控系統(tǒng)原理圖和控制框圖見(jiàn)圖3、4。

表1 錨機(jī)組成

圖1 錨機(jī)結(jié)構(gòu)總圖和實(shí)物

圖2 錨機(jī)功能組成框圖

圖3 錨機(jī)電控系統(tǒng)原理圖

圖4 錨機(jī)電控系統(tǒng)控制框圖

現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)及操作面板如圖5所示。通過(guò)功能選擇，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)錨機(jī)的全功能控制，并具有狀態(tài)檢測(cè)功能，實(shí)時(shí)發(fā)出報(bào)警信息。通過(guò)面板上的液晶屏幕實(shí)時(shí)顯示錨機(jī)的工作狀態(tài)，電壓、電流、功率等電氣參數(shù)；液壓系統(tǒng)的壓力、溫度、液位等液控參數(shù)；水溫、水壓等冷卻水系統(tǒng)參數(shù)。

圖5 現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)及操作面板

2.2 錨機(jī)主要功能

錨機(jī)主要功能包括：錨泊定位時(shí)能調(diào)整錨；拋錨時(shí)能能夠快速拋出錨鏈；對(duì)錨索的預(yù)緊有非常高的拉緊力，帶有測(cè)力裝置，通過(guò)控制可調(diào)整錨鏈張力；航行或拖航時(shí)能應(yīng)急錨泊；在緊急狀態(tài)下能應(yīng)急釋放。

2.2.1 動(dòng)力起拋錨

平臺(tái)復(fù)位調(diào)整位置或平臺(tái)需要撤離起錨時(shí)，錨機(jī)進(jìn)行起拋錨作業(yè)。起拋錨過(guò)程中，等所有程序和檢測(cè)到位后，讓需要?jiǎng)幼鞯腻^機(jī)離合器合上，便可扳動(dòng)操作手柄進(jìn)行作業(yè)。起拋錨過(guò)程中，錨鏈的張力、長(zhǎng)度、速度等信息實(shí)時(shí)顯示。起錨工況若錨鏈張力比較大，變速齒輪箱必須掛在低速檔；當(dāng)錨鏈張力比較小時(shí)，變速齒輪箱可以掛高速檔。起錨過(guò)程中不允許離合器脫開(kāi)，或者變速齒輪箱換擋，必須在電機(jī)停止以后進(jìn)行操作。

2.2.2 拋錨

深水定位錨機(jī)一般采用預(yù)拋錨的方式，在平臺(tái)就位前由工作船在海底預(yù)先拋下錨索和錨，平臺(tái)裝置就位后，錨鏈艙的錨鏈由工作船拖出，和預(yù)先拋好的錨索相連接就可以了。拋錨時(shí)靠水冷剎車(chē)來(lái)控制錨鏈拋放速度。

另外一種拋錨方式為手操自拋錨，平臺(tái)可以在航行或者拖航狀態(tài)下，遇到緊急情況需要停航時(shí)拋1～2根錨鏈供平臺(tái)停泊使用。液壓泵站能正常工作或者蓄能器能正常工作，通過(guò)液壓系統(tǒng)電控系統(tǒng)或UPS打開(kāi)閥組，打開(kāi)帶式剎車(chē)控制錨鏈下放速度。

2.2.3 應(yīng)急釋放

當(dāng)平臺(tái)遭遇最大風(fēng)暴、惡劣環(huán)境條件，錨鏈張力超過(guò)設(shè)定值時(shí)；或者有失常船舶撞向平臺(tái)，此時(shí)錨鏈應(yīng)急釋放功能開(kāi)啟，離合器脫開(kāi)，帶式剎車(chē)松開(kāi)，放出錨鏈。應(yīng)急釋放的最終目的一般就是快速棄鏈。

2.2.4 各種功能下錨機(jī)動(dòng)作情況說(shuō)明

錨機(jī)在不同工況下（以錨機(jī)本體裝置CUR為例說(shuō)明），各裝置相應(yīng)動(dòng)作情況及狀態(tài)見(jiàn)表2。

表2 單臺(tái)錨機(jī)動(dòng)作（以錨機(jī)CUR為例）情況

2.3 錨機(jī)使用說(shuō)明

2.3.1 送電檢查

設(shè)備在較長(zhǎng)時(shí)間(一般為30天)沒(méi)有通電運(yùn)行時(shí)，在送電前應(yīng)進(jìn)行檢查。 檢查內(nèi)容包括主電路電纜連接是否牢固，測(cè)試主電路的絕緣電阻，絕緣電阻應(yīng)大于10M?，元器件上無(wú)明顯的灰塵和凝露；確認(rèn)無(wú)滴水、噴水及水珠凝結(jié)。

2.3.2 系統(tǒng)上電和自檢

(2)在接通啟動(dòng)箱電源前，確認(rèn)箱體內(nèi)的開(kāi)關(guān)處于接通狀態(tài)，電控箱和液壓泵站、現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)等處于帶電狀態(tài)。在初次調(diào)試時(shí)，應(yīng)先接通啟動(dòng)箱總電源，再逐個(gè)接通每一部分的電源。

(3)通過(guò)啟動(dòng)箱和液壓機(jī)組上的控制按鈕啟動(dòng)液壓泵站，檢查液壓泵站的運(yùn)行情況。確認(rèn)液壓泵運(yùn)行平穩(wěn)，管路壓力正常，沒(méi)有滴漏現(xiàn)象發(fā)生。

(4)觀察現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)上的工作指示燈和液晶屏顯示的狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理。

2.3.3 PLC控制系統(tǒng)

安裝在電控箱內(nèi)的PLC系統(tǒng)由一臺(tái)S7300CPU314C-2DP和開(kāi)關(guān)量模塊、模擬量模塊FM350編碼器計(jì)數(shù)模塊組成。這組PLC是錨機(jī)控制系統(tǒng)的主站，通過(guò)PROFIBUS-DP連接液壓泵站、現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)和變頻器驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成控制[2]。同時(shí)與中央集中控制臺(tái)連接接受中央集中控制臺(tái)的指令，完成集控和聯(lián)控功能。

在PLC上電后首先通過(guò)PROFIBUS-DP連接線檢測(cè)連接主站和從站的工作狀態(tài)，在連接正常進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)；連接異常時(shí)，PLC系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，應(yīng)依照提示故障信息及時(shí)處理。

系統(tǒng)診斷模塊對(duì)通訊狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn)，當(dāng)檢測(cè)狀態(tài)正確時(shí)，進(jìn)入系統(tǒng)工作準(zhǔn)備狀態(tài)；當(dāng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，檢測(cè)程序發(fā)出通訊報(bào)警信號(hào)，等待對(duì)報(bào)警狀態(tài)進(jìn)行處理，系統(tǒng)運(yùn)行后，實(shí)時(shí)進(jìn)行FROFIBUS數(shù)據(jù)交換和共享

本次調(diào)查中發(fā)現(xiàn)靜脈給藥發(fā)生嚴(yán)重ADR/ADE的比例最高。靜脈給藥后藥物可直接進(jìn)入血液循環(huán)迅速達(dá)到峰濃度。輸液劑的滲透壓、藥物濃度、內(nèi)毒素、微粒等都可引起嚴(yán)重ADR/ADE。配置或靜脈給藥過(guò)程無(wú)菌操作是否規(guī)范，操作環(huán)境、滴注速度是否合適也是影響因素之一［9］。世界衛(wèi)生組織首先推薦口服給藥，其次為肌肉注射、靜脈給藥。臨床醫(yī)生制定給藥方案時(shí)，盡量給患者選擇口服給藥，避免靜脈給藥。

PLC功能檢測(cè)模塊對(duì)系統(tǒng)的初始狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)狀態(tài)正確時(shí)，進(jìn)入系統(tǒng)工作準(zhǔn)備狀態(tài)；當(dāng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，檢測(cè)程序發(fā)出報(bào)警信號(hào)，等待對(duì)報(bào)警狀態(tài)進(jìn)行處理。

PLC控制系統(tǒng)主要包括下列控制模塊：

(1)液壓泵站控制程序：響應(yīng)液壓泵站的檢測(cè)信號(hào)指令，發(fā)出動(dòng)作執(zhí)行指令。

(2)變頻器控制程序：響應(yīng)變頻器的控制指令，發(fā)出響應(yīng)的執(zhí)行指令。變頻器動(dòng)作控制程序主要在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)使用，在電控箱上，控制調(diào)整變頻器實(shí)現(xiàn)變頻電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止，顯示變頻器的工作狀態(tài)，對(duì)變頻器報(bào)警響應(yīng)和復(fù)位。

(3)張力采集程序：實(shí)時(shí)采集三個(gè)錨鏈輪上錨鏈張力信號(hào)，記錄在數(shù)據(jù)塊。

(4)編碼器采集程序：采集三個(gè)錨鏈輪上的編碼器信號(hào)，記錄錨鏈長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)計(jì)算錨鏈速度。

(5)通訊程序：實(shí)現(xiàn)主站與從站以及集控中心之間的通訊和數(shù)據(jù)交換。

(6)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制程序：當(dāng)操作人員通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)上的按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、操縱手柄進(jìn)行操作時(shí)，控制程序依照控制邏輯關(guān)系，發(fā)出組合控制盤(pán)指令，實(shí)現(xiàn)裝置的功能性操作。

(7)顯示處理程序：PLC系統(tǒng)對(duì)錨機(jī)工作狀態(tài)、張力數(shù)值、錨鏈長(zhǎng)度、運(yùn)行速度、液壓機(jī)組工作狀態(tài)、減速箱的工作狀態(tài)等信息實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)處理后，傳遞到液晶屏實(shí)時(shí)顯示。

(8)液晶屏WINCC組態(tài)：液晶屏通過(guò)MPI接口與PLC連接，實(shí)時(shí)接受PLC的數(shù)據(jù)，在液晶屏上由WINCC編寫(xiě)設(shè)計(jì)良好的人機(jī)界面，包括狀態(tài)顯示、系統(tǒng)設(shè)置、基本功能控制、報(bào)警顯示和記錄等。同時(shí)WINCC組態(tài)軟件中包括比較豐富的幫助文檔，使用者可以方便地獲得幫助信息，更好地完成錨機(jī)的操作和控制[3]。

2.3.4 基本控制功能

電源總開(kāi)關(guān)在啟動(dòng)箱上，使用設(shè)備時(shí)，首先合上電源總開(kāi)關(guān)。

在電控箱有一組變頻器控制按鈕和指示燈。操作這些按鈕可以對(duì)變頻器進(jìn)行控制，電控箱上的按鈕用于變頻器動(dòng)作控制，僅在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)使用。按下正轉(zhuǎn)按鈕，變頻器輸出正轉(zhuǎn)控制指令，變頻電動(dòng)正轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)指示燈亮；按下反轉(zhuǎn)按鈕，變頻器輸出反轉(zhuǎn)控制指令，變頻電動(dòng)反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)指示燈亮；當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)，變頻器故障報(bào)警指示燈量，按下故障復(fù)位按鈕，可進(jìn)行故障復(fù)位。

電控箱上的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)按鈕，與所有的剎車(chē)制動(dòng)、離合狀態(tài)沒(méi)關(guān)聯(lián)和連鎖，在操作時(shí)，應(yīng)將剎車(chē)制動(dòng)器、離合器調(diào)整到相應(yīng)的狀態(tài)。

在電控箱上，有液壓泵站啟動(dòng)和停止開(kāi)關(guān)，在電控箱上可以操作液壓泵站。

液壓泵站有獨(dú)立的電控柜，在分系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，使用電控柜操作面板可對(duì)所有的液壓執(zhí)行部件進(jìn)行控制。當(dāng)液壓泵站的PLC控制系統(tǒng)與電控箱中的PLC控制系統(tǒng)通過(guò)PROFIBUS-DP連接后，液壓泵站的PLC作為一個(gè)從站，接受主站的控制指令，向主站發(fā)送檢測(cè)和報(bào)警信號(hào)。此時(shí)操作面板上除液壓泵站的啟動(dòng)、停止和急停外其他操作功能將被屏蔽。

2.3.5 整機(jī)操作控制

正常情況下，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)對(duì)錨機(jī)進(jìn)行操作?，F(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)的操作面板上包括以下內(nèi)容：

(1)數(shù)字顯示儀表：數(shù)字儀表采用易于識(shí)別判斷的彩色顯示屏，它根據(jù)數(shù)值的區(qū)間可以在紅綠之間轉(zhuǎn)換。數(shù)字顯示儀表接受PLC的數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)運(yùn)行是可以顯示拉力/速度/長(zhǎng)度。

(2)控制全轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)：選擇控制權(quán)限。當(dāng)選擇現(xiàn)場(chǎng)控制方式時(shí)，使用現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)操作錨機(jī)；當(dāng)選擇中央控制方式時(shí)，使用集控中心控制方式操作錨機(jī)；當(dāng)選擇調(diào)試方式時(shí)，用于調(diào)試和維修調(diào)整。

(3)離合器控制轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)：選擇離合器控制方法。選擇聯(lián)動(dòng)方式時(shí)，離合器隨操作手柄和控制指令分開(kāi)和嚙合。離合器轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上有操作鑰匙，操作人員不可隨意操作，正常情況下，設(shè)置在聯(lián)動(dòng)方式。

(4)操作狀態(tài)設(shè)置按鈕：分別設(shè)置CUR，CUL-I、CUL三組錨機(jī)的操作方式，三組按鈕分別設(shè)置三個(gè)錨機(jī)的操作，對(duì)于電機(jī)操作方式每次只有一個(gè)控制功能有效，三組停車(chē)控制同時(shí)有效。

(5)指示燈和按鈕：設(shè)置和顯示齒輪箱的檔位狀態(tài)。

(6)電源開(kāi)關(guān)：接通或斷開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)的電源。

(7)緊急停止按鈕：在出現(xiàn)非正常危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí)，按下緊急停止按鈕，設(shè)備停止運(yùn)行，所有裝置處于安全停止?fàn)顟B(tài)。

(8)緊急釋放按鈕：在裝置處于停車(chē)狀態(tài)時(shí)，當(dāng)出現(xiàn)極度危險(xiǎn)情況，按下緊急釋放按鈕，快速放出錨鏈。

(9)液晶屏：由WINCC組態(tài)，通過(guò)MPI接口與PLC連接，實(shí)時(shí)接受PLC的數(shù)據(jù)，在液晶屏上有人機(jī)界面，包括狀態(tài)顯示、系統(tǒng)設(shè)置、基本功能控制、報(bào)警顯示和記錄等。

(10)操縱手柄：控制錨鏈的收放。手柄前推時(shí)，放出錨鏈；后拉時(shí)，收回錨鏈。手柄的推拉角度，決定收放速度。在自由拋錨時(shí)，推出手柄，實(shí)現(xiàn)自由拋錨，手柄回到中位，拋錨停止。

2.3.6 PLC系統(tǒng)組態(tài)和液晶屏操作

通過(guò)FROFIBUS接口、RS422接口以及工業(yè)以太網(wǎng)接口連接三鏈輪錨機(jī)控制系統(tǒng)的各個(gè)模塊。三鏈輪錨機(jī)控制系統(tǒng)中PLC的通訊應(yīng)用串行通訊口，能有效地支持具有很高安全等級(jí)的分布實(shí)時(shí)控制，通訊接口協(xié)議為RS-422，通過(guò)兩對(duì)雙絞線全雙工工作，接收、發(fā)送信息互不干涉[2]。

通過(guò)觸摸屏可以操控錨機(jī)剎車(chē)、離合裝置、齒輪箱檔位切換，在液晶屏幕上實(shí)時(shí)顯示。在觸摸屏界面上，顯示變頻電機(jī)的工作狀態(tài)、電源電壓、輸出電流、工作頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)速等；錨機(jī)、齒輪箱、剎車(chē)裝置等位置信息；液壓泵站壓力、油溫、液位、管路壓力等的檢測(cè)信息。錨機(jī)工作狀態(tài)及參數(shù)顯示和液壓控制操作界面見(jiàn)圖6。

圖6 錨機(jī)工作狀態(tài)及參數(shù)顯示和液壓控制操作界面

3 錨機(jī)控制操作步驟

3.1 “動(dòng)力起拋錨”操作

(1)合上電源，控制箱通電，啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)操作面板(顯示屏)，控制系統(tǒng)進(jìn)行自檢。

(2)設(shè)備完成自檢后，長(zhǎng)按“指示燈測(cè)試”按鈕5s，所有警示和選擇按鈕燈亮起，檢查是否有報(bào)警等信號(hào)。一切正常后，啟動(dòng)液壓泵站，開(kāi)啟泵1和泵2。

(3)錨鏈長(zhǎng)度預(yù)設(shè)，在控制盤(pán)顯示屏菜單上選擇操作模式“電機(jī)操作狀態(tài)”，觀察齒輪箱換擋裝置是否在低速檔+有檔位置，位置是否到位。

(4)在控制盤(pán)顯示屏菜單上選擇錨機(jī)本體裝置CUR(以CUR為例，下同)，觀察CUR離合器是否進(jìn)入閉合位置，CUL-I和CUL的離合器是否在脫開(kāi)位置(若CUR離合器無(wú)法嚙合，小角度扳動(dòng)操縱手柄，電機(jī)慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)，很低速轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪箱軸，讓齒CUR離合器順利嚙合)；松開(kāi)CUR帶式剎車(chē)。

(5)扳動(dòng)操縱手柄(起錨方向)，電機(jī)慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，同時(shí)盤(pán)式剎車(chē)松開(kāi)，觀察錨機(jī)所有狀態(tài)在面板上是否顯示正常。按指令進(jìn)行操作，扳動(dòng)角度可至最大，此時(shí)起錨速度最大。起錨過(guò)程中，顯示屏上顯示拋出錨鏈長(zhǎng)度、速度和張力。錨鏈達(dá)到預(yù)定長(zhǎng)度后，手柄扳回到中間位置，此時(shí)盤(pán)式剎車(chē)制動(dòng)。

(6)錨機(jī)運(yùn)行過(guò)程中注意監(jiān)測(cè)齒輪箱、液壓系統(tǒng)等運(yùn)行情況，溫升、噪音、漏油等現(xiàn)象。若有異常，相關(guān)報(bào)警是否正常顯示。

(7)起錨結(jié)束后，退出錨機(jī)本體裝置CUR；撳下錨機(jī)控制盤(pán)上的“停車(chē)狀態(tài)”按鈕，CUR離合器脫開(kāi)(若CUR離合器無(wú)法脫開(kāi)，反方向小角度扳動(dòng)操縱手柄，很低速轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪箱軸，讓齒CUR離合器順利脫開(kāi))。帶式剎車(chē)剎緊。

(8)關(guān)閉液壓泵站，切斷電源。

注意事項(xiàng)：

(1)在動(dòng)力起錨過(guò)程中，若需要多次分多段錨鏈進(jìn)行起錨時(shí)，按上述(5)步驟多次操作。若為動(dòng)力拋錨時(shí)，操縱手柄反向扳動(dòng)，操作步驟跟起錨一樣。

(2)若操作其它錨機(jī)本體裝置(CUL-I或CUL)時(shí)，退出錨機(jī)本體裝置CUR后，選擇相應(yīng)的錨機(jī)本體裝置后，按上述(5)步驟操作。

(3)若錨機(jī)運(yùn)行過(guò)程中有緊急異常情況發(fā)生，按下“緊急停止”按鈕，此時(shí)，變頻電機(jī)、液壓泵站等全部關(guān)閉，在查清楚原因之前，禁止再次啟動(dòng)錨機(jī)。

3.2 “拋錨”操作

(1)合上電源，控制箱通電，啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)操作面板(顯示屏)，控制系統(tǒng)進(jìn)行自檢。

(2)設(shè)備完成自檢后，常按住“指示燈測(cè)試”按鈕5s，所有警示和選擇按鈕燈亮起，檢查是否有報(bào)警等信號(hào)。一切正常后，啟動(dòng)液壓泵站，開(kāi)啟泵1和泵2。

(3)錨鏈長(zhǎng)度預(yù)設(shè)，在控制盤(pán)顯示屏菜單上選擇操作模式“動(dòng)態(tài)剎車(chē)狀態(tài)”，在PLC程序控制下齒輪箱自動(dòng)換至空擋位置，同時(shí)水冷剎車(chē)按最大流量通入冷卻水。

(4)在控制盤(pán)顯示屏菜單上選擇錨機(jī)本體裝置CUR，觀察CUR離合器是否進(jìn)入閉合位置，CUL-I和CUL的離合器是否在脫開(kāi)位置。(若CUR離合器無(wú)法嚙合，切換至“電機(jī)操作狀態(tài)”模式，讓齒CUR離合器順利嚙合。)

(5)按指揮員指令慢慢扳動(dòng)操縱手柄(往前，拋錨方向)，帶式剎車(chē)松開(kāi)，拋出錨鏈。拋錨過(guò)程中，顯示屏上顯示拋出錨鏈長(zhǎng)度、速度、張力以及冷卻水流量、出水溫度等。當(dāng)拋出錨鏈長(zhǎng)度達(dá)到預(yù)定長(zhǎng)度時(shí)將操縱手柄回中間位置，停止拋錨(此時(shí)帶式剎車(chē)剎緊)。錨機(jī)運(yùn)行過(guò)程中注意監(jiān)測(cè)齒輪箱、液壓系統(tǒng)、冷卻水等運(yùn)行情況，溫升、噪音、漏油等現(xiàn)象。若有異常，相關(guān)報(bào)警是否正常顯示。

(6)拋錨結(jié)束后，退出錨機(jī)本體裝置CUR；撳下錨機(jī)控制盤(pán)上的“停車(chē)狀態(tài)”按鈕，CUR離合器脫開(kāi)(若CUR離合器無(wú)法脫開(kāi)，切換至“電機(jī)操作狀態(tài)”模式，讓齒CUR離合器順利脫開(kāi))；關(guān)閉水冷剎車(chē)?yán)鋮s水。

(7)關(guān)閉液壓泵站，切斷電源。

(8)在拋錨過(guò)程中，若需要多次分多段錨鏈進(jìn)行拋錨時(shí)，按上述(5)步驟多次操作。

注意：若操作其它錨機(jī)本體裝置(CUL-I或CUL)時(shí)，退出錨機(jī)本體裝置CUR后，選擇相應(yīng)的錨機(jī)本體裝置后，按上述(5)步驟操作。

3.3 “應(yīng)急釋放”操作

在錨機(jī)現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)上，按下所需釋放錨鏈的“緊急釋放”按鈕，帶式剎車(chē)松開(kāi)，釋放錨鏈。

注意事項(xiàng)：

(1)應(yīng)急釋放功能除了在現(xiàn)場(chǎng)控制盤(pán)上操作之外，在中央控制臺(tái)同樣能操作。

(2)“應(yīng)急釋放”比“緊急停止”擁有更高的優(yōu)先權(quán)，即在“應(yīng)急釋放”時(shí)按下“緊急停止”是沒(méi)有作用的。

(3)“應(yīng)急釋放”一般僅在平臺(tái)出現(xiàn)重大危險(xiǎn)時(shí)才操作(比如錨鏈張力過(guò)大，平臺(tái)突然受到其它船體的撞擊威脅等)，目的是快速釋放錨鏈(棄鏈)，因此平時(shí)嚴(yán)禁動(dòng)作。

(4)“應(yīng)急釋放”時(shí)，張緊的錨鏈瞬間釋放的動(dòng)能非常大，導(dǎo)致錨鏈瞬間移動(dòng)很快，對(duì)帶式剎車(chē)會(huì)產(chǎn)生一定的磨損，發(fā)出大量的熱量；同時(shí)錨鏈與錨鏈輪可能會(huì)發(fā)出火花。因此，需要開(kāi)啟噴水系統(tǒng)對(duì)制動(dòng)輪和錨鏈輪進(jìn)行噴水。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)深水定位錨機(jī)樣機(jī)的成功試制和試驗(yàn)，同時(shí)參照和借鑒國(guó)外半潛式鉆井平臺(tái)先進(jìn)的定位錨機(jī)，經(jīng)過(guò)創(chuàng)新和自我設(shè)計(jì)，對(duì)深水定位錨機(jī)的控制和操作進(jìn)行了實(shí)踐總結(jié)和詳細(xì)闡述，基本上掌握了深水定位錨機(jī)的組成、功能以及基本控制操作，對(duì)我國(guó)深水定位系泊系統(tǒng)的發(fā)展和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化具有一定的指導(dǎo)作用。

[1]顧 炳.深水定位錨泊系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備研究[C]//上海市船舶與海洋工程學(xué)會(huì).中國(guó)國(guó)際海事會(huì)展高級(jí)海事論壇論文集,上海:上海市船舶與海洋工程學(xué)會(huì),2011.

[2]向曉漢,陸 彬.西門(mén)子PLC工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例精講[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011.

[3]梁綿鑫.WinCC基礎(chǔ)及應(yīng)用開(kāi)發(fā)指南[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.

Control and Operation Research on Three Sprocket Anchor Machine of Key Equipment for Deep Water Positioning Mooring System

GU Bin1,HU Xiao-dong1,LIU He1,FU Wan-li1,JIN Xin-ping2
(1.CSIC No.704 Research Institute,Shanghai 200031,China; 2.Jiangyin Shuangma Heavy Industry Equipment Co.,Ltd.,Jiangyin 214408,China)

Deep water positioning mooring system as one of the key equipments of the deepwater semi-submersible drilling rigs is widely applied to the task of deep water platform.The main components and functions of the key equipment of deepwater positioning mooring system (the three sprocket deepwater positioning anchor machine)are introduced,especially its operation interface and the operational flow are importantly explained.

deepwater positioning mooring system; three sprocket anchor machine; control operational flow

U664.4+2

A

項(xiàng)目來(lái)源：工業(yè)及信息化部大型海洋工程設(shè)備深水定位系泊系統(tǒng)研制(工信部裝[2009]561號(hào))

顧炳（1980-），男，工程師，碩士，主要從事甲板機(jī)械及海洋工程特種絞車(chē)設(shè)計(jì)。