海洋钻井平台升降系统爬升齿轮内扭矩传感器的标定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及海洋工程技术领域，特别涉及一种海洋钻井平台升降系统爬升齿轮内 扭矩传感器的标定方法。
【背景技术】
[0002] 随着海洋油气开发呈现愈来愈重大的战略意义，为满足海洋油气开发需求，国内 涉足海洋油气开发的石油公司需要装备相当数量的自升式海洋钻井平台。海洋钻井平台的 核心技术为电动齿轮齿条式升降系统，升降系统中爬升小齿轮的承载能力关系到整个平台 的升降能力，由于扭矩可以反映齿轮的承载能力，因此爬升小齿轮扭矩的实时监控成为每 一个平台的必要保障。
[0003] 目前将应变片扭矩传感器设置在爬升小齿轮内，利用爬升小齿轮产生的扭矩引起 应变片电阻值的变化，实现对爬升小齿轮的扭矩进行实时监控。
[0004] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
[0005] 在采用应变片扭矩传感器实现对爬升小齿轮的扭矩进行实时监控之前，需要先将 应变片扭矩传感器测得的数值转换为相应的爬升小齿轮扭矩值，即对应变片扭矩传感器进 行标定，但目前并没有对海洋钻井平台升降系统爬升齿轮内的扭矩传感器进行标定的方 法。
【发明内容】
[0006] 为了解决现有技术不能对海洋钻井平台升降系统爬升齿轮内扭矩传感器进行标 定的问题，本发明实施例提供了一种海洋钻井平台升降系统爬升齿轮内的扭矩传感器的标 定方法。所述技术方案如下：
[0007] 本发明实施例提供了一种海洋钻井平台升降系统爬升齿轮内的扭矩传感器的标 定方法，所述标定方法包括：
[0008] 将第一齿轮箱一端的爬升齿轮和第二齿轮箱一端的爬升齿轮分别与惰轮啮合，所 述第一齿轮箱的传动效率与所述第二齿轮箱的传动效率相同；
[0009]在所述第一齿轮箱或第二齿轮箱未设置所述爬升齿轮的一端设置第一扭矩传感 器，所述第二齿轮箱未设置所述爬升齿轮的一端设置第二扭矩传感器，所述第一扭矩传感 器和所述第二扭矩传感器均为已标定的扭矩传感器；
[0010]在所述第一齿轮箱未设置所述爬升齿轮的一端输入扭矩，并获取所述第一扭矩传 感器测得的扭矩值、所述第二扭矩传感器测得的扭矩值；
[0011] 根据所述第一扭矩传感器测得的扭矩值、所述第二扭矩传感器测得的扭矩值，计 算所述第一齿轮箱一端的爬升齿轮的扭矩值、所述第二齿轮箱一端的爬升齿轮的扭矩值；
[0012] 采用所述第一齿轮箱一端的爬升齿轮的扭矩值、所述第二齿轮箱一端的爬升齿轮 的扭矩值，对所述第一齿轮箱一端的爬升齿轮内的所述扭矩传感器、所述第二齿轮箱一端 的爬升齿轮内的所述扭矩传感器进行标定。
[0013]可选地，所述根据所述第一扭矩传感器测得的扭矩值、所述第二扭矩传感器测得 的扭矩值，计算所述第一齿轮箱一端的爬升齿轮的扭矩值、所述第二齿轮箱一端的爬升齿 轮的扭矩值，包括：
[0014]确定所述第一齿轮箱的传动效率和所述第二齿轮箱的传动效率；
[0015] 根据所述第一齿轮箱的传动效率和所述第一扭矩传感器测得的扭矩值，计算所述 第一齿轮箱一端的爬升齿轮的扭矩值；
[0016] 根据所述第二齿轮箱的传动效率和所述第二扭矩传感器测得的扭矩值，计算所述 第二齿轮箱一端的爬升齿轮的扭矩值。
[0017] 具体地，所述根据所述第一齿轮箱的传动效率和所述第一扭矩传感器测得的扭矩 值，计算所述第一齿轮箱一端的爬升齿轮的扭矩值，包括：
[0018] 按照如下公式计算所述第一齿轮箱一端的爬升齿轮的扭矩值：
[0019] Tio = TiXiXn2；
[0020] 其中，Tio为所述第一齿轮箱一端的爬升齿轮的扭矩值，Τι为所述第一扭矩传感器 测得的扭矩值，i为所述第一齿轮箱的传动比，η 2为所述第一齿轮箱的传动效率。
[0021] 具体地，所述根据所述第二齿轮箱的传动效率和所述第二扭矩传感器测得的扭矩 值，计算所述第二齿轮箱一端的爬升齿轮的扭矩值，包括：
[0022] 按照如下公式计算所述第二齿轮箱一端的爬升齿轮的扭矩值：
[0023]
[0024] 其中，T2Q为所述第二齿轮箱一端的爬升齿轮的扭矩值，^为所述第二扭矩传感器 测得的扭矩值，i为所述第二齿轮箱的传动比，n 2为所述第二齿轮箱的传动效率。
[0025] 具体地，所述确定所述第一齿轮箱的传动效率和所述第二齿轮箱的传动效率，包 括：
[0026]确定所述惰轮的传动效率；
[0027]按照如下公式计算所述第一齿轮箱的传动效率和所述第二齿轮箱的传动效率：
[0028]
[0029] 其中，n2为所述第一齿轮箱的传动效率和所述第二齿轮箱的传动效率，!^为所述第 一扭矩传感器测得的扭矩值，τ 2为所述第二扭矩传感器测得的扭矩值，m为所述惰轮的传动 效率。
[0030] 可选地，所述确定所述惰轮的传动效率，包括：
[0031] 将所述惰轮的传动效率的经验值或所述惰轮的传动效率的计算值确定为所述惰 轮的传动效率。
[0032] 优选地，在所述采用所述第一齿轮箱一端的爬升齿轮的扭矩值、所述第二齿轮箱 一端的爬升齿轮的扭矩值，对所述第一齿轮箱一端的爬升齿轮内的所述扭矩传感器、所述 第二齿轮箱一端的爬升齿轮内的所述扭矩传感器进行标定之后，所述标定方法还包括： [0033]在所述第二齿轮箱未设置所述爬升齿轮的一端输入扭矩，并获取所述第一齿轮箱 一端的爬升齿轮内的所述扭矩传感器标定后输出的扭矩值、所述第二齿轮箱一端的爬升齿 轮内的所述扭矩传感器标定后输出的扭矩值；
[0034] 根据所述第一齿轮箱一端的爬升齿轮内的所述扭矩传感器标定后输出的扭矩值、 所述第二齿轮箱一端的爬升齿轮内的所述扭矩传感器标定后输出的扭矩值，计算所述惰轮 的传动效率；
[0035] 当计算的所述惰轮的传动效率与确定的所述惰轮的传动效率的差值在设定范围 内时，确认所述惰轮的传动效率为确定的所述惰轮的传动效率；
[0036] 当计算的所述惰轮的传动效率与假定的所述惰轮的传动效率的差值超过设定范 围时，将计算的所述惰轮的传动效率确定为所述惰轮的传动效率。
[0037] 具体地，所述根据所述第一齿轮箱一端的爬升齿轮内的所述扭矩传感器标定后输 出的扭矩值、所述第二齿轮箱一端的爬升齿轮内的所述扭矩传感器标定后输出的扭矩值， 计算所述惰轮的传动效率，包括：
[0038] 按照如下公式计算所述惰轮的传动效率：
[0039]
[0040] 其中，m为所述惰轮的传动效率，TMiS所述第一齿轮箱一端的爬升齿轮内的所述 扭矩传感器标定后输出的扭矩值，TM2为所述第二齿轮箱一端的爬升齿轮内的所述扭矩传 感器标定后输出的扭矩值。
[0041 ]可选地，在所述将第一齿轮箱一端的爬升齿轮和第二齿轮箱一端的爬升齿轮分别 与惰轮啮合之前，所述标定方法还包括：
[0042] 将所述第一齿轮箱和所述第二齿轮箱放置在用于型式试验的试验台架上。
[0043] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0044] 通过将两个齿轮箱通过惰轮对扭，并测量两个齿轮箱未设置爬升齿轮的一端的扭 矩值，计算得到两个齿轮箱一端的爬升齿轮的扭矩值，进而对两个齿轮箱一端的爬升齿轮 内的扭矩传感器进行标定，实现对海洋钻井平台升降系统爬升齿轮内的扭矩传感器进行标 定。
【附图说明】
[0045] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。
[0046] 图1是本发明实施例提供的一种海洋钻井平台升降系统爬升齿轮内的扭矩传感器 的标定方法的流程图；
[0047] 图2是本发明实施例提供的海洋钻井平台升降系统爬升齿轮内的扭矩传感器的标 定装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0048] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。
[0049] 实施例
[0050] 本发明实施例提供了一种海洋钻井平台升降系统爬升齿轮内的扭矩传感器的标 定方法，爬升齿轮设置在齿轮箱的一端，爬升齿轮内设有扭矩传感器。具体地，爬升齿轮内 的扭矩传感器可以为应变片扭矩传感器。参见图1，该标定方法包括：
[0051] 步骤100:将第一齿轮箱和第二齿轮箱放置在用于型式试验的试验台架上。该步骤 100为可选步骤。
[0052] 需要说明的是，标定过程中需要符合船级社规定的台架对齿轮箱进行固定，以通 过两台齿轮箱对扭实现标定。考虑到设有海洋钻井平台升降系统爬升齿轮的齿轮箱的特殊 结构，若专门设计和制造台架，特别对于超大输出扭矩(如120万Nm)的爬升齿轮，费用很高， 直接采用用于型式试验的试验台架，可以大大降低实现成本。
[0053]步骤101:将第一齿轮箱一端的