自升式鉆井平臺的神經(jīng)系統(tǒng)-電氣

自升式鉆井平臺的神經(jīng)系統(tǒng)--電氣M2-JU2000E系列2023/2/51編制：王振軍L000018LONGKOUCIMCRAFFLES2023/2/52自升式鉆井平臺總的來說是一種海上鋼結(jié)構(gòu)體，大體可分為主船體（包括作業(yè)區(qū)和生活區(qū)）、樁腿樁靴和懸臂梁三部分。主船體有水平截面為三角形和方形，型長和型寬在5、60～7、80米范圍水平、深在7～10米范圍水平；一般為3條樁腿帶樁靴，常見樁腿為三角形桁架式或圓柱體式，樁腿長度一般在120～170米。鉆井裝置主要位于平臺尾部的懸臂梁上，依托井架實現(xiàn)在海上鉆井作業(yè)。

結(jié)構(gòu)特點及主要功能模塊劃分2023/2/53

自升式鉆井平臺上的主要功能模塊有三大塊：主船體、生活模塊和作業(yè)模塊。

主船體模塊，即平臺主體，提供對所有其他功能模塊的承載，并能被拖航于海上，所以自升式鉆井平臺又稱為自升式鉆井船。主船體模塊實現(xiàn)水上浮態(tài)或在升出水面后通過壓載以保證平臺必要的穩(wěn)性，并為所有其他功能模塊的各種運動機構(gòu)提供動力。

生活模塊，位于平臺首部上建，提供船員日常生活食宿及實現(xiàn)平臺各種作業(yè)辦公或操作。上建生活區(qū)模塊首部還包括一座直升機平臺,用于人員正常往來或緊急疏散。

作業(yè)模塊，主要包括平臺升降、懸臂梁及鉆臺滑移、鉆井等2023/2/54平臺供電系統(tǒng)2023/2/55海上自升式鉆井平臺的電氣系統(tǒng)主要包括電站和電力系統(tǒng),照明視覺和音頻信號系統(tǒng),內(nèi)通和報警系統(tǒng),外部無線電通信系統(tǒng),DCS系統(tǒng)等。平臺供電系統(tǒng)主要有三大供電系統(tǒng)組成

平臺總用電系統(tǒng)；平臺升降及滑移系統(tǒng)；鉆井電力系統(tǒng)三部分組成該平臺的總用電力系統(tǒng)由5-6臺主發(fā)電機和1臺應(yīng)急兼停泊發(fā)電機、AC600V或AC690V主配電板、AC480V主配電板、AC230V主配電板、AC480V應(yīng)急配電板和AC230V應(yīng)急配電板各一座等電力設(shè)備組成，實現(xiàn)對平臺上包括平臺升降和鉆井電力系統(tǒng)在內(nèi)的所有電力系統(tǒng)設(shè)備的饋電。2023/2/56該平臺鉆井電力系統(tǒng)中的主要鉆井設(shè)備，如泥漿泵、頂驅(qū)、絞車、轉(zhuǎn)盤等，由AC600V或AC690V主配電板饋電：通過移相變壓器構(gòu)成虛擬24脈變頻系統(tǒng)，采用公共直流母排方式來變頻驅(qū)動。輔助鉆井系統(tǒng)設(shè)備，如泥漿泵風機及噴淋泵等輔助泵、鹽水輸送泵、基油輸送泵、泥漿攪拌器，及灌注泵等等，則由AC480V主配電板饋電：通過對稱的兩個“480V鉆井馬達控制中心”加以驅(qū)動。鉆井系統(tǒng)設(shè)備中的BOP（防噴器）蓄能器等涉及安全的重要設(shè)備，則由AC480V應(yīng)急配電板來饋電，其系統(tǒng)控制電源來自UPS（不間斷電源）。2023/2/57高壓泥漿泵轉(zhuǎn)盤鉆井絞車頂驅(qū)2023/2/58該平臺的升降是采用齒輪齒條方式，其中三條樁腿，每條樁腿由18個變頻驅(qū)動電機通過減速齒輪箱帶動。平臺升降電力系統(tǒng)同樣采取了虛擬24脈的公共直流母排變頻驅(qū)動方式。平臺電站（5-6臺主機）在自升式鉆井平臺電力系統(tǒng)中的最大短路電流是在重壓鉆井工況下，其中一臺主發(fā)電機發(fā)生故障脫離電網(wǎng)前，將原承擔負載轉(zhuǎn)移到備用主發(fā)電機過程中發(fā)生。根據(jù)電力系統(tǒng)短路電流計算結(jié)果，發(fā)生最大短路電流的AC690V主配電板匯流排一級，其值約在55kA左右的水平。2023/2/592023/2/510主動力系統(tǒng)圖變頻器：

通常，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。該設(shè)備首先要把三相或單相交流電變換為直流電（DC）。然后再把直流電（DC）變換為三相或單相交流電（AC）。變頻器同時改變輸出頻率與電壓，也就是改變了電機運行曲線上的n0，使電機運行曲線平行下移。因此變頻器可以使電機以較小的啟動電流，獲得較大的啟動轉(zhuǎn)矩，即變頻器可以啟動重載負荷。變頻器具有調(diào)壓、調(diào)頻、穩(wěn)壓、調(diào)速等基本功能。2023/2/512

本安型也叫本質(zhì)安全型，是所有防爆型式最安全的一種防爆型式，本安型產(chǎn)品不管是內(nèi)部短路或短路，均不能引起周圍環(huán)境的易燃易爆氣體爆炸。所以叫本質(zhì)安全型。

本質(zhì)安全型電器設(shè)備的特征是其全部電路均為本質(zhì)安全電路，即在正常工作或或規(guī)定的故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)均不能點燃規(guī)定的爆炸性混合物的電路。也就是說該類電器不是靠外殼防爆和充填物防爆，而是其電路在正常使用或出現(xiàn)故障時產(chǎn)生的電火花或熱效應(yīng)的能量小于0.28mj，即瓦斯?jié)舛葹?.5%（極易爆炸的濃度）最小點燃能量2023/2/513照明及聲光信號自升式鉆井平臺的照明系統(tǒng)，為保障平臺上各功能模塊的日常工作和人員生活，發(fā)揮著重要作用，并貫穿整個平臺的使用周期，分為正常照明、應(yīng)急照明和臨時應(yīng)急照明三部分。其中的應(yīng)急照明在正常情況下作為正常照明的一部分，臨時應(yīng)急照明一般由部分應(yīng)急照明設(shè)備（燈具）自帶半小時以上放電容量的蓄電池，在正常或應(yīng)急主電源失去時，逆變實現(xiàn)供電。2023/2/514

自升式鉆井平臺的航行、信號燈，根據(jù)IMO（國際海事組織）海上避碰規(guī)則有關(guān)要求：一般在頂層甲板的燈桅上設(shè)有錨燈和失控燈；在懸臂梁的尾部設(shè)有錨燈和艉燈；在主甲板兩舷側(cè)最寬處，各設(shè)有舷燈。航行、信號燈系統(tǒng)均來自于主配電板和應(yīng)急配電板直接或通過變壓器供電到航行、信號燈專用分配電箱。分配電箱內(nèi)實現(xiàn)電源自動轉(zhuǎn)換，并具有主電源失電發(fā)出聲光報警功能。2023/2/515霧笛及障礙燈系統(tǒng)主要避免過往船只或飛機對正常作業(yè)鉆井平臺的影響。障礙燈一般在平臺立體的外輪廓線上配置，包括水平面上的直升機平臺艏部、懸臂梁艉部、主甲板兩側(cè)（樁腿圍欄外側(cè)）；豎立面上的樁腿頂端、甲板克令吊固定機座頂部及吊臂最前端、井架頂部及二層平臺四面等。霧笛一般就置于生活模塊頂部甲板。平臺上的霧笛及障礙燈系統(tǒng)，也是在平臺被離棄后，在一定時間內(nèi)能夠繼續(xù)發(fā)揮作用，平臺對過往船只或飛機的影響，所以霧笛及障礙燈系統(tǒng)的工作電源是由UPS供電，并且容量要達到離棄平臺后96小時的用電要求。2023/2/516內(nèi)部通信與報警系統(tǒng)自升式鉆井平臺上的內(nèi)部通信與報警系統(tǒng)，是為保障平臺上各功能模塊的日常工作和人員生活起著重要的作用，主要包括PA&GA、自動電話、共用天線娛樂系統(tǒng)、局域網(wǎng)、病房呼叫、冷庫誤關(guān)報警、CO2施放報警、及機泵艙聲光報警等系統(tǒng)。自升式鉆井平臺上的火氣探測與報警系統(tǒng)，也屬內(nèi)部報警系統(tǒng)大類，但由于其特殊重要性，一般習慣上又顯得相對獨立，單獨設(shè)立一份系統(tǒng)?；饸馓綔y包含火情探測和可燃氣體探測兩部分，并且在重要區(qū)域設(shè)有多個探頭，以做探測結(jié)果上的因果邏輯判斷，進而決定是否發(fā)出相關(guān)報警信號。2023/2/517外部無線電通信系統(tǒng)自升式鉆井平臺的外部無線電通信系統(tǒng)，是為實現(xiàn)平臺與作業(yè)海域外的船基或岸基之間進行海上遇險與安全通信，保障平臺上人員的生命安全。主要配有：一套主用全球海上遇險與安全GMDSS系統(tǒng)，包括MF/HF電臺、衛(wèi)通C站、通信導航甚高頻VHF/DSC裝置、海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)NAVTEX接收機、無線電信標EPIRB、雷達應(yīng)答器、雙向VHF電話及專用蓄電池和分電箱等；一套備用GMDSS系統(tǒng)，以A3海區(qū)為例，包括MF/HF電臺+VHF/DSC裝置等，或衛(wèi)通C站+VHF/DSC裝置；一套航空VHF無線電收發(fā)機；一套航空無線信標收發(fā)機。其他無線電通信設(shè)施有衛(wèi)通F站等。2023/2/518分布式控制系統(tǒng)DCS分布式控制系統(tǒng)是一種綜合性管理系統(tǒng)，方便管理人員集中監(jiān)控各個分項功能系統(tǒng)。自升式鉆井平臺上的分布式控制系統(tǒng)，一般采用雙冗余的總線式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主要包括三個PC工作站，和過程控制、平臺安全、火警及閉路電視監(jiān)控三部分系統(tǒng)，涉及到預(yù)壓載、液位測量、機艙設(shè)備監(jiān)測報警、環(huán)境監(jiān)測、輸灰、火氣探測、水密門及艙蓋監(jiān)測、防火風閘、消防泵控制、CO2施放、PA&GA、泥漿儀表、應(yīng)急切斷等功能系統(tǒng)。其中應(yīng)急切斷系統(tǒng)直接關(guān)乎并保障平臺的安全，分為四等七級，從程度由低向高上看，有三等A級（切斷生活區(qū)域風機和風閘）、三等B級（切斷廚房風機、風閘和用電設(shè)備）、三等C級（切斷機械處所風機及風閘）、三等D級（切斷機械處所的油泵及燃油設(shè)備）、二等（切斷主發(fā)電機和主機艙風閘）、一等（切斷應(yīng)急發(fā)電機和應(yīng)急發(fā)電機室風閘，并作二等切斷）、零等（棄船并作一等切斷）。應(yīng)急切斷系統(tǒng)同火氣探測系統(tǒng)一樣，具有因果邏輯分析判斷功能，防止偶然發(fā)生的故障觸發(fā)誤動作。2023/2/519氣象監(jiān)控系統(tǒng)

綜合氣象監(jiān)控系統(tǒng)是集風速、風向、雨量、溫度壓力、天氣預(yù)報等一體的、符合信息網(wǎng)絡(luò)時代需求的綜合氣象監(jiān)控平臺。本產(chǎn)品采用標準選件式設(shè)計，可以根據(jù)用戶需要與標準選件靈活搭配，具有顯示、監(jiān)視、報警、存儲、查詢、通訊等功能，適用于氣象、能源、環(huán)保、家庭、農(nóng)村以及軍事等多種場所。本系統(tǒng)綜合了現(xiàn)場總線、全球衛(wèi)星定位、GPRS/CDMA通信、無線通信、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等先進技術(shù)，實現(xiàn)了雨量、溫度、風速、風向、空氣溫濕度、大氣壓力、水位以及監(jiān)測點位置等數(shù)據(jù)的準確檢測。整個系統(tǒng)采用獨立式風光互補綠色電源，尤其適用于離網(wǎng)式供電或者野外需要直流12V電源的場合。電源控制單元采用自行研制的數(shù)字控制模塊ST-WSH-G6，在對太陽能、風能進行有效利用的同時對蓄電池進行合理的充放電管理，并具備過壓、過流、短路保護和可配置的RS485通信接口。2023/2/520

電羅經(jīng)又稱陀螺羅經(jīng)，它能自動、連續(xù)地提供艦船的航向信號，并通過航向發(fā)送裝置將航向信號傳遞到艦船需要航向信號的各個部位。從而滿足艦船導航及武備系統(tǒng)的要求，是艦船必不可少的精密導航設(shè)備，被稱為艦船的“眼睛”。電羅經(jīng)是根據(jù)陀螺原理制成的，根據(jù)陀螺在不受外力的作用下，保持空間指向不變的原理，制作成電羅經(jīng)，電羅經(jīng)的標準學名陀螺羅經(jīng)，只不過用電，大家就叫它電羅經(jīng)。陀螺羅經(jīng)在啟動的時候，其指針指北，之后便一直指北，如果偏離指北，在重力的作用下，自動修正指北。根據(jù)陀螺馬達數(shù)量及支撐馬達的系統(tǒng)分為三大系列。分別是安修斯，斯伯列，阿芒，勃朗。一個陀螺馬達及液體之撐馬達的是安修斯，兩個陀螺馬達（馬達軸向成直角）及液體之撐馬達的是斯伯列，一個馬達及沒有液體支撐的是阿芒勃朗。不管什么牌子、什么型號，基本上是參照這三個系列來制造。電羅經(jīng)不受磁場的影響，但只能在南北緯70度以內(nèi)使用，南北兩極都不能使用。

海上為羅經(jīng)，陸路為指北針。2023/2/521

奈伏泰斯系統(tǒng)(NAVTEX)是全球海上遇險和安全系統(tǒng)的一個組成部分,是通過窄帶直接印字電報方式發(fā)送和自動接收為船舶播發(fā)的航行警告、氣象警告、氣象預(yù)報和緊急信息的系統(tǒng),是國際海事組織決議規(guī)定的全世界航行警告業(yè)務(wù)的一個組成部分。國際奈伏泰斯是指在518kHz的頻率上以窄帶形式播發(fā)的信息。2023/2/522GPS導航系統(tǒng)是以全球24顆定位人造衛(wèi)星為基礎(chǔ)，向全球各地全天候地提供三維位置、三維速度等信息的一種無線電導航定位系統(tǒng)。它由三部分構(gòu)成，一是地面控制部分，由主控站、地面天線、監(jiān)測站及通訊輔助系統(tǒng)組成。二是空間部分，由24顆衛(wèi)星組成，分布在6個軌道平面。三是用戶裝置部分，由GPS接收機和衛(wèi)星天線組成。民用的定位精度可達10米內(nèi)。全球定位系統(tǒng)2023/2/523

利用衛(wèi)星通信和數(shù)字選呼技術(shù)，通過岸臺、船臺、飛機和衛(wèi)星上的設(shè)備，提供全球性有效搜救的通信系統(tǒng)。全球海上遇險與安全系統(tǒng)（GMDSS）是國際海事組織（IMO）利用現(xiàn)代化的通信技術(shù)改善海上遇險與安全通信，建立的海上搜救通信程序，并用來進一步完善現(xiàn)行常規(guī)海上通信的一套龐大的綜合的全球性的通信搜救網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)主要由衛(wèi)星通信系統(tǒng)——INMARSAT（海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)）和COS_PASSARSAT（極地軌道衛(wèi)星搜救系統(tǒng)）、地面無線電通信系統(tǒng)（即海岸電臺）以及海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)三大部分構(gòu)成。全球海上遇險和安全系統(tǒng)系統(tǒng)2023/2/524自動識別系統(tǒng)即RFID是即射頻識別技術(shù)，俗稱電子標簽。自動識別系統(tǒng)射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。自動識別系統(tǒng)技