海洋鉆井平臺(tái)升降系統(tǒng)爬升齒輪內(nèi)扭矩傳感器的標(biāo)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及海洋工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種海洋鉆井平臺(tái)升降系統(tǒng)爬升齒輪內(nèi) 扭矩傳感器的標(biāo)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著海洋油氣開發(fā)呈現(xiàn)愈來愈重大的戰(zhàn)略意義，為滿足海洋油氣開發(fā)需求，國(guó)內(nèi) 涉足海洋油氣開發(fā)的石油公司需要裝備相當(dāng)數(shù)量的自升式海洋鉆井平臺(tái)。海洋鉆井平臺(tái)的 核心技術(shù)為電動(dòng)齒輪齒條式升降系統(tǒng)，升降系統(tǒng)中爬升小齒輪的承載能力關(guān)系到整個(gè)平臺(tái) 的升降能力，由于扭矩可以反映齒輪的承載能力，因此爬升小齒輪扭矩的實(shí)時(shí)監(jiān)控成為每 一個(gè)平臺(tái)的必要保障。
[0003] 目前將應(yīng)變片扭矩傳感器設(shè)置在爬升小齒輪內(nèi)，利用爬升小齒輪產(chǎn)生的扭矩引起 應(yīng)變片電阻值的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)爬升小齒輪的扭矩進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0004] 在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：
[0005] 在采用應(yīng)變片扭矩傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)爬升小齒輪的扭矩進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控之前，需要先將 應(yīng)變片扭矩傳感器測(cè)得的數(shù)值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的爬升小齒輪扭矩值，即對(duì)應(yīng)變片扭矩傳感器進(jìn) 行標(biāo)定，但目前并沒有對(duì)海洋鉆井平臺(tái)升降系統(tǒng)爬升齒輪內(nèi)的扭矩傳感器進(jìn)行標(biāo)定的方 法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)不能對(duì)海洋鉆井平臺(tái)升降系統(tǒng)爬升齒輪內(nèi)扭矩傳感器進(jìn)行標(biāo) 定的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種海洋鉆井平臺(tái)升降系統(tǒng)爬升齒輪內(nèi)的扭矩傳感器的標(biāo) 定方法。所述技術(shù)方案如下：
[0007] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種海洋鉆井平臺(tái)升降系統(tǒng)爬升齒輪內(nèi)的扭矩傳感器的標(biāo) 定方法，所述標(biāo)定方法包括：
[0008] 將第一齒輪箱一端的爬升齒輪和第二齒輪箱一端的爬升齒輪分別與惰輪嚙合，所 述第一齒輪箱的傳動(dòng)效率與所述第二齒輪箱的傳動(dòng)效率相同；
[0009]在所述第一齒輪箱或第二齒輪箱未設(shè)置所述爬升齒輪的一端設(shè)置第一扭矩傳感 器，所述第二齒輪箱未設(shè)置所述爬升齒輪的一端設(shè)置第二扭矩傳感器，所述第一扭矩傳感 器和所述第二扭矩傳感器均為已標(biāo)定的扭矩傳感器；
[0010]在所述第一齒輪箱未設(shè)置所述爬升齒輪的一端輸入扭矩，并獲取所述第一扭矩傳 感器測(cè)得的扭矩值、所述第二扭矩傳感器測(cè)得的扭矩值；
[0011] 根據(jù)所述第一扭矩傳感器測(cè)得的扭矩值、所述第二扭矩傳感器測(cè)得的扭矩值，計(jì) 算所述第一齒輪箱一端的爬升齒輪的扭矩值、所述第二齒輪箱一端的爬升齒輪的扭矩值；
[0012] 采用所述第一齒輪箱一端的爬升齒輪的扭矩值、所述第二齒輪箱一端的爬升齒輪 的扭矩值，對(duì)所述第一齒輪箱一端的爬升齒輪內(nèi)的所述扭矩傳感器、所述第二齒輪箱一端 的爬升齒輪內(nèi)的所述扭矩傳感器進(jìn)行標(biāo)定。
[0013]可選地，所述根據(jù)所述第一扭矩傳感器測(cè)得的扭矩值、所述第二扭矩傳感器測(cè)得 的扭矩值，計(jì)算所述第一齒輪箱一端的爬升齒輪的扭矩值、所述第二齒輪箱一端的爬升齒 輪的扭矩值，包括：
[0014]確定所述第一齒輪箱的傳動(dòng)效率和所述第二齒輪箱的傳動(dòng)效率；
[0015] 根據(jù)所述第一齒輪箱的傳動(dòng)效率和所述第一扭矩傳感器測(cè)得的扭矩值，計(jì)算所述 第一齒輪箱一端的爬升齒輪的扭矩值；
[0016] 根據(jù)所述第二齒輪箱的傳動(dòng)效率和所述第二扭矩傳感器測(cè)得的扭矩值，計(jì)算所述 第二齒輪箱一端的爬升齒輪的扭矩值。
[0017] 具體地，所述根據(jù)所述第一齒輪箱的傳動(dòng)效率和所述第一扭矩傳感器測(cè)得的扭矩 值，計(jì)算所述第一齒輪箱一端的爬升齒輪的扭矩值，包括：
[0018] 按照如下公式計(jì)算所述第一齒輪箱一端的爬升齒輪的扭矩值：
[0019] Tio = TiXiXn2；
[0020] 其中，Tio為所述第一齒輪箱一端的爬升齒輪的扭矩值，Τι為所述第一扭矩傳感器 測(cè)得的扭矩值，i為所述第一齒輪箱的傳動(dòng)比，η 2為所述第一齒輪箱的傳動(dòng)效率。
[0021] 具體地，所述根據(jù)所述第二齒輪箱的傳動(dòng)效率和所述第二扭矩傳感器測(cè)得的扭矩 值，計(jì)算所述第二齒輪箱一端的爬升齒輪的扭矩值，包括：
[0022] 按照如下公式計(jì)算所述第二齒輪箱一端的爬升齒輪的扭矩值：
[0023]
[0024] 其中，T2Q為所述第二齒輪箱一端的爬升齒輪的扭矩值，^為所述第二扭矩傳感器 測(cè)得的扭矩值，i為所述第二齒輪箱的傳動(dòng)比，n 2為所述第二齒輪箱的傳動(dòng)效率。
[0025] 具體地，所述確定所述第一齒輪箱的傳動(dòng)效率和所述第二齒輪箱的傳動(dòng)效率，包 括：
[0026]確定所述惰輪的傳動(dòng)效率；
[0027]按照如下公式計(jì)算所述第一齒輪箱的傳動(dòng)效率和所述第二齒輪箱的傳動(dòng)效率：
[0028]
[0029] 其中，n2為所述第一齒輪箱的傳動(dòng)效率和所述第二齒輪箱的傳動(dòng)效率，!^為所述第 一扭矩傳感器測(cè)得的扭矩值，τ 2為所述第二扭矩傳感器測(cè)得的扭矩值，m為所述惰輪的傳動(dòng) 效率。
[0030] 可選地，所述確定所述惰輪的傳動(dòng)效率，包括：
[0031] 將所述惰輪的傳動(dòng)效率的經(jīng)驗(yàn)值或所述惰輪的傳動(dòng)效率的計(jì)算值確定為所述惰 輪的傳動(dòng)效率。
[0032] 優(yōu)選地，在所述采用所述第一齒輪箱一端的爬升齒輪的扭矩值、所述第二齒輪箱 一端的爬升齒輪的扭矩值，對(duì)所述第一齒輪箱一端的爬升齒輪內(nèi)的所述扭矩傳感器、所述 第二齒輪箱一端的爬升齒輪內(nèi)的所述扭矩傳感器進(jìn)行標(biāo)定之后，所述標(biāo)定方法還包括： [0033]在所述第二齒輪箱未設(shè)置所述爬升齒輪的一端輸入扭矩，并獲取所述第一齒輪箱 一端的爬升齒輪內(nèi)的所述扭矩傳感器標(biāo)定后輸出的扭矩值、所述第二齒輪箱一端的爬升齒 輪內(nèi)的所述扭矩傳感器標(biāo)定后輸出的扭矩值；
[0034] 根據(jù)所述第一齒輪箱一端的爬升齒輪內(nèi)的所述扭矩傳感器標(biāo)定后輸出的扭矩值、 所述第二齒輪箱一端的爬升齒輪內(nèi)的所述扭矩傳感器標(biāo)定后輸出的扭矩值，計(jì)算所述惰輪 的傳動(dòng)效率；
[0035] 當(dāng)計(jì)算的所述惰輪的傳動(dòng)效率與確定的所述惰輪的傳動(dòng)效率的差值在設(shè)定范圍 內(nèi)時(shí)，確認(rèn)所述惰輪的傳動(dòng)效率為確定的所述惰輪的傳動(dòng)效率；
[0036] 當(dāng)計(jì)算的所述惰輪的傳動(dòng)效率與假定的所述惰輪的傳動(dòng)效率的差值超過設(shè)定范 圍時(shí)，將計(jì)算的所述惰輪的傳動(dòng)效率確定為所述惰輪的傳動(dòng)效率。
[0037] 具體地，所述根據(jù)所述第一齒輪箱一端的爬升齒輪內(nèi)的所述扭矩傳感器標(biāo)定后輸 出的扭矩值、所述第二齒輪箱一端的爬升齒輪內(nèi)的所述扭矩傳感器標(biāo)定后輸出的扭矩值， 計(jì)算所述惰輪的傳動(dòng)效率，包括：
[0038] 按照如下公式計(jì)算所述惰輪的傳動(dòng)效率：
[0039]
[0040] 其中，m為所述惰輪的傳動(dòng)效率，TMiS所述第一齒輪箱一端的爬升齒輪內(nèi)的所述 扭矩傳感器標(biāo)定后輸出的扭矩值，TM2為所述第二齒輪箱一端的爬升齒輪內(nèi)的所述扭矩傳 感器標(biāo)定后輸出的扭矩值。
[0041 ]可選地，在所述將第一齒輪箱一端的爬升齒輪和第二齒輪箱一端的爬升齒輪分別 與惰輪嚙合之前，所述標(biāo)定方法還包括：
[0042] 將所述第一齒輪箱和所述第二齒輪箱放置在用于型式試驗(yàn)的試驗(yàn)臺(tái)架上。
[0043] 本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：
[0044] 通過將兩個(gè)齒輪箱通過惰輪對(duì)扭，并測(cè)量?jī)蓚€(gè)齒輪箱未設(shè)置爬升齒輪的一端的扭 矩值，計(jì)算得到兩個(gè)齒輪箱一端的爬升齒輪的扭矩值，進(jìn)而對(duì)兩個(gè)齒輪箱一端的爬升齒輪 內(nèi)的扭矩傳感器進(jìn)行標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋鉆井平臺(tái)升降系統(tǒng)爬升齒輪內(nèi)的扭矩傳感器進(jìn)行標(biāo) 定。
【附圖說明】
[0045] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他 的附圖。
[0046] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種海洋鉆井平臺(tái)升降系統(tǒng)爬升齒輪內(nèi)的扭矩傳感器 的標(biāo)定方法的流程圖；
[0047] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的海洋鉆井平臺(tái)升降系統(tǒng)爬升齒輪內(nèi)的扭矩傳感器的標(biāo) 定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方 式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0049] 實(shí)施例
[0050] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種海洋鉆井平臺(tái)升降系統(tǒng)爬升齒輪內(nèi)的扭矩傳感器的標(biāo) 定方法，爬升齒輪設(shè)置在齒輪箱的一端，爬升齒輪內(nèi)設(shè)有扭矩傳感器。具體地，爬升齒輪內(nèi) 的扭矩傳感器可以為應(yīng)變片扭矩傳感器。參見圖1，該標(biāo)定方法包括：
[0051] 步驟100:將第一齒輪箱和第二齒輪箱放置在用于型式試驗(yàn)的試驗(yàn)臺(tái)架上。該步驟 100為可選步驟。
[0052] 需要說明的是，標(biāo)定過程中需要符合船級(jí)社規(guī)定的臺(tái)架對(duì)齒輪箱進(jìn)行固定，以通 過兩臺(tái)齒輪箱對(duì)扭實(shí)現(xiàn)標(biāo)定?？紤]到設(shè)有海洋鉆井平臺(tái)升降系統(tǒng)爬升齒輪的齒輪箱的特殊 結(jié)構(gòu)，若專門設(shè)計(jì)和制造臺(tái)架，特別對(duì)于超大輸出扭矩(如120萬Nm)的爬升齒輪，費(fèi)用很高， 直接采用用于型式試驗(yàn)的試驗(yàn)臺(tái)架，可以大大降低實(shí)現(xiàn)成本。
[0053]步驟101:將第一齒輪箱一端的