专利名称：铺管绞车钢丝绳测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于海洋石油工程设备制造技术领域，涉及一种铺管绞车钢丝绳的测
量装置。
背景技术：
目前，随着海洋石油勘探开发不断向更深的水域发展，海底管道工程在海洋油气 开发当中的地位更加突出，海洋石油天然气输送管道大多采用铺管船铺设，铺管绞车是铺 管船的重要设备之一，一般布置在铺管作业线的最后端，铺管绞车引导牵引管道的钢丝绳 沿着设定的方向和目标延伸到海底，并且铺管绞车上的测量装置将测量的数据传送给铺管 绞车的控制系统，其作业环境对铺管船及铺管设备提出了愈来愈高的要求，一是要求铺管 船作业专用设备自动化水平愈来愈高，二是要求铺管船作业线上的设备安全系数越来越 高，三是要求甲板设备布局更加紧凑合理。现有的铺管绞车自身安装有钢丝绳监测设备，在钢丝绳下放或回收管道时一般为 恒张力或恒速运行，以保证水下管道的安全，但是现有测量装置设置在绞车盘上，所采集的 数据经过多个环节后，其精度明显下降，绞车响应时间长，不能保证绞车在可控的安全范围 内运行。另外现有的铺管绞车与铺管船作业线布局不合理，占用了甲板的大量空间，影响了 其他设备的安装使用。
发明内容本实用新型的目的是提供一种铺管绞车钢丝绳测量装置，解决了现有技术中钢丝 绳参数测量精度低、绞车响应时间长的问题。本实用新型所采用的技术方案是，一种铺管绞车钢丝绳测量装置，包括在壳体的 内部空腔中固定安装有心轴、长度传感器和测速传感器，心轴上通过轴承套装有滑轮，滑轮 的侧面设置有齿圈和轮辐，长度传感器与轮辐对应安装，用于采集轮辐的运动信号，测速传 感器上的测速齿轮与齿圈啮合，用于采集齿圈的运动信号，心轴的轴心孔中设置有拉力传 感器，长度传感器、测速传感器和拉力传感器均与铺管绞车控制装置连接，铺管绞车控制装 置为双冗余系统。本实用新型的测量装置，其特征还在于所述的滑轮采用水平或立式安装。所述的轴承选用两个圆锥滚子轴承或是一个双列圆锥滚子轴承。所述的长度传感器选用电感式接近传感器、光电式传感器、霍尔传感器或超声波 传感器。所述的测速传感器选用电磁式转速传感器。所述的拉力传感器选用应变式传感器。本实用新型的测量装置采用机械与电子组合的结构形式，即“滑轮+传感器”形 式，有效解决铺管绞车拉力、钢丝绳长度及速度参数的测量精度与响应时间，并且使绞车控制系统获得的数据更加直接、精度更高，提高了绞车运行的准确性、安全性。
图1是本实用新型的铺管绞车钢丝绳测量装置的侧视结构示意图；图2是本实用新型的铺管绞车钢丝绳测量装置的俯视结构示意图； 图3是现有铺管绞车与铺管作业线的平面布局示意图；图4是本实用新型测量装置、铺管作业线与铺管绞车的平面布局示意图。图中，1.滑轮，2.心轴，3.轴承，4.齿圈，5.壳体，6.联接座，7.长度传感器，8.测 速传感器，9.拉力传感器，10.轮辐，11.铺管绞车，12.钢丝绳，13.测量装置。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。如图1、图2，本实用新型的铺管绞车钢丝绳测量装置的结构是，包括在壳体5的内 部空腔中固定安装有心轴2、长度传感器7和测速传感器8，心轴2上通过轴承3套装有滑 轮1，滑轮1的侧面设置有齿圈4和轮辐10，长度传感器7与轮辐10对应安装，用于采集轮 辐10的运动信号，测速传感器8上的测速齿轮与齿圈4啮合，用于采集齿圈4的运动信号， 心轴2的轴心孔中设置有拉力传感器9，壳体5与联接座6连接，长度传感器7、测速传感器 8和拉力传感器9均与铺管绞车控制装置连接，铺管绞车控制装置为双冗余系统。轴承3可以选用两个圆锥滚子轴承或是一个双列圆锥滚子轴承。滑轮1用来导向钢丝绳，钢丝绳的线性运动使滑轮1产生圆周周期性运动，二者为 线性关系，由长度传感器7接受线性运动信号并输出。滑轮1通过心轴2支撑在壳体中，钢丝绳通过滑轮1的安装槽转向时在钢丝绳拉 力下使心轴2受到弯矩产生变形，设置于心轴内部的拉力传感器9即可检测心轴变形的大 小并输出脉冲电流，通过控制系统计算得出钢丝绳的拉力，该拉力传感器9需要标定。长度传感器7可采用光电式传感器、霍尔传感器或超声波传感器等形式采集数 据；测速传感器8不需要电源，利用永磁体自感应产生电压及脉冲电流；拉力传感器9则为 应变式传感器。图3是现有铺管绞车与铺管作业线的平面布局示意图。各种设备占用的直线距离 长，不利于甲板作业，影响了其他设备的布局。参照图4，本实用新型的测量装置与铺管作业线及铺管绞车的平面布局示意图。该 实施例给出的是测量装置的水平安装方式，根据铺管船作业线布置，测量装置也可以是立 式安装方式，即滑轮1垂直于甲板安装，甲板上其他设备更易于布置，有效利用空间。本实用新型的测量装置采用机械与电子组合的结构形式，即“滑轮+传感器”形 式，把铺管绞车排出的钢丝绳按照设定的方向导向，有效解决铺管绞车拉力、钢丝绳长度及 速度参数的测量精度与响应时间，并且使绞车控制系统获得的数据更加直接、精度更高，提 高了绞车运行的准确性、安全性。本实用新型将铺管绞车控制装置升级为双冗余系统，使铺 管绞车无论在任何工况下都能有两套运行参数反馈，使铺管绞车的安全性大大提高；具有 易于安装、维护简单、信号输出安全不受干扰等特点。本实用新型的装置，满足了大负荷钢丝绳导向的要求，能够给铺管绞车传送各种实时数据，使绞车进行自动化控制及安全控制，同时该测量装置与铺管绞车分离，绞车位置不在铺管作业线中心线上，甲板设备更易于布置，有效利用空间，能够适应各种单双滚筒铺 管绞车的铺管船铺管作业线使用要求，具有广泛的适应性。
权利要求一种铺管绞车钢丝绳测量装置，其特征在于包括在壳体(5)的内部空腔中固定安装有心轴(2)、长度传感器(7)和测速传感器(8)，心轴(2)上通过轴承(3)套装有滑轮(1)，滑轮(1)的侧面设置有齿圈(4)和轮辐(10)，长度传感器(7)与轮辐(10)对应安装，用于采集轮辐(10)的运动信号，测速传感器(8)上的测速齿轮与齿圈(4)啮合，用于采集齿圈(4)的运动信号，心轴(2)的轴心孔中设置有拉力传感器(9)，长度传感器(7)、测速传感器(8)和拉力传感器(9)均与铺管绞车控制装置连接，铺管绞车控制装置为双冗余系统。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于所述的滑轮(1)采用水平或立式安装。
3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于所述的轴承(3)选用两个圆锥滚子 轴承或是一个双列圆锥滚子轴承。
4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于所述的长度传感器(7)选用电感式 接近传感器、光电式传感器、霍尔传感器或超声波传感器。
5.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于所述的测速传感器(8)选用电磁式 转速传感器。
6.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于所述的拉力传感器(9)选用应变式 传感器。
专利摘要本实用新型公开了一种铺管绞车钢丝绳测量装置，包括在壳体的内部空腔中固定安装有心轴、长度传感器和测速传感器，心轴上通过轴承套装有滑轮，滑轮的侧面设置有齿圈和轮辐，长度传感器与轮辐对应安装，用于采集轮辐的运动信号，测速传感器上的测速齿轮与齿圈啮合，用于采集齿圈的运动信号，心轴的轴心孔中设置有拉力传感器，长度传感器、测速传感器和拉力传感器均与铺管绞车控制装置连接，铺管绞车控制装置为双冗余系统。本实用新型的测量装置，将铺管绞车排出的钢丝绳按照设定的方向导向，提高铺管钢丝绳参数的测量精度与响应时间，布局合理，有效利用空间。
文档编号G01P3/44GK201555554SQ200920245119
公开日2010年8月18日 申请日期2009年11月6日 优先权日2009年11月6日
发明者吴建民, 李鹏, 杨海刚, 王定亚, 蔡娟 申请人:宝鸡石油机械有限责任公司