Стенд для испытания гидропневмопоршневых натяжителей плавучих буровых установок

СОЮЗ СОВЕТСКИХВИИИИИИВИИИИИИИРЕСПУбЛИК 09501) с 4(51) Е 21 В 19/09 6 01 Я 3 32 к,НИЯ иф ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ СВИВВТВЪСТВ(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 488934, 1976,2. Проспект КисЬег Сошрапу,Лгеюапг Лгечепвоп 01 гоо 1 в Лпс, Кеяап оН вЬоге 1 пйегпайдопа 1 Лпс, 1976(54) (57) 1. СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГИДРО"ПНЕВМОПОРШНЕВЫХ НАТЯЖИТЕЛЕЙ ПЛАВУЧИХБУРОВЫХ УСТАНОВОК, содержащий стойкудля крепления пары гидропневмоцилиндров, пневмоаккумуляторы, гидропривод с блоком программного управления и канаты для кинематическойсвязи штоков гидропневмоцилиндров,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ отличающийсятем, что, сцелью 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, о т л и ч а ющ и й с я 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 щ и й с я тем, что система син- хронизации включает датчик среднего положения штоков гидропневмоцилинп- ров и датчик максимальной производительности, которые соединены с блоком реле и через резисторы включены в цепь электродвигателя.1137180 1Изобретение относится к оборудованию подводного бурения плавучихбуровых установок., в частности к ус-тановкам для испытания гидропневмопоршневых натяжителей морского стоя 5ка и направляющих канатов.Известила установка для исследования износостойких поршневых насосов, включающая два рабочих цилиндра,1 поршни которых связаны с приводом че. 1рез шатуны и коленчатый вал, и нагрузочное устройство для создания боковой нагрузки в каждой паре Я .К недостаткам конструкции относятся трудность обеспечения перемещенияштоков испытываемых устройств с заданными параметрами движения, а также сложность изменения указанных параметров в процессе испытания,Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является стенд для испытания гидропневмопоршневых натяжителейплавучих буровых установок, содержащийстойку для крепления пары гидропневмоцилиндров, пневмоаккуыуляторы, гидропривод с блоком программного управления и канаты для кинематической связи штоков цилиндров 2.Недостатком этого стенда является30отличие условий испытаний натяжителей по сравнению с эксплуатационнымииз-за того, что перемещение штоковнатяжителей производится путем подачи давления в штоковую полость, ане натяжением каната.35Цель изобретения - приближение испытаний к условиям эксплуатации.Указанная цель достигается тем,что стенд для испытания гидропневмопоршневых натяжителей плавучих буро" 40вых установок, содержащий стойку длякрепления пары гидропневмоцилиндров,пневмоаккумуляторы, гидропривод с блоком программного управления и канатыдля кинематической связи через полиспасную систему штоков гидропневмо"цилинцров, снабжен барабаном, жесткозакрепленным на валу гидропривода,канат витками уложен на барабане,причем гидропривод имеет систему синхрони.50зации его с перемещением штоков гидро.пневмоцилиндров.При этом блок программного управле.ния гидропривода имеет электродвига-.тель постоянного тока и кривошипнокулисный механизм, ползун которогопосредством 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 фиг2 - блок программного управления гидроприводом на фиг. 3 - сечение А-А на фиг.2 (узел соединения ползуна кривошипноЬулисного механизма с рукояткой управления насосом)1 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 гидроприво. да 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 криво- шипа 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, управляющиезолотником, изменяющим направление потока жидкости, поступающей от насоса 7 к гидромотору 6. Блок имеет датчик 24 максимальной производительности насоса, с которым взаимодействует кривошип 13.3 1137Величина плеча А кривошипа 13 можетбыть изменена (фиг. 4), для чего вкорпусе кривошипа выполнен паз, вкотором установлен палец 25, закрепленный на винте 26, фиксируемом гайкой 27,Гидропривод снабжен системой синхронизации его работы и перемещенияштоков испытываемых гидропневмоцилиндров, которая включает (фиг.5)датчик 28 среднего положения штоковгидропневмоцилиндров, закрепленныйна одном иэ гидропневмоцилиндров 29;причем последний при испытании закрепляется на стойке 1 .Датчик 28 электри 15чески связан с блоком 30 реле, с кото- .рым также связан датчик 24 максимальной производительности насоса. Блок30 через резисторы 31 подключен в цепьэлектродвигателя 10 блока 8 програмЮмного управления насосом 7.Стенд имеет пневмоаккумуляторы 32,которые посредством трубопроводов 33и 34 через пульты 35 и 36 управления,трубопроводы 37 и 38 соединены с испытуемыми гидропневмоцилиндрами 29.Для управления стендом имеется пульт39.Подготовка стенда и его работа осуществляются следующим образом.ЭОПри 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 40 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 .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 разом, оба натяжителя оказываются соединенными одним канатом, концы которого закреплены на их неподвижных основаниях 42. При этом длина каната 41 должна быть такой, чтобы штоки 40 55 натяжителей находились в среднем положении (выдвинуты на половину длины хода),. Воздушные полости низкого 45 180 4и высокого 46 давления натяжителей соединяются с пультом 35 управления.При испытании натяжителей направ" ляющих канатов, работающихштоками 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 роликиполиспастной 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 натяжителя, запасовывается на 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 вращение 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 запасо.вана удлиняющая ветвь каната, под действием сжатого воздуха в понести высо.кого давления начинает выдвигаться. При изменении направления вращения жестко закрепленного на валу гидро- привода барабана Р,происходит обратное движение штоков, Так как вращекие барабана осуществляется по синусоидальному закону, задаваемому гндроприводом, 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-, пательное движение, параметры которого, скорость и длина хода соответствуют заданньвк параметрам волненияморя. Синусоидальный характер подачи жидкости осуществляется системой регулируемых механизмов, воздейству-, ющих на заданном режиме на насос 7.Насос 7 (фиг, 2-4) приводится в 5 действие от электродвигателя 10, который через редуктор 11 вращает кривошип 13. Вращение кривошипа 13 посредством пальца 25 и подвижного камня 14 преобразуется в возвратно 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 про 45 ,изводительность. При отклонении от среднего положения рукоятка 19 вза - имодействует с конечными выключателями 22 и 23, управляющими золотником в гидросистеме насоса , который из 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 достижения насосом максимальной производительности. При необходимости, управление насосом может осуществляться вручную. Для.ЗО 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 19. 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 репе 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 Редакто Бандура аказ 10484/22 исное,СССР у де Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Филиал Составитель В, РодинТехред Т.Фанта Тираж 540ственного комитетбретений и открытЖ, Рауюская на, ВНИИПИ Госуд по делам и13035, Иосква Корректор А. Обручар