千斤頂鋼絞線編碼器的研制

古和亮 馮 宇 李 嘉

（海洋石油工程股份有限公司 天津塘沽）

一、項目背景

750 t拉力千斤頂系統(tǒng)是應海洋石油工程股份有限公司的要求，特別適應海洋工程施工工況而研制的。它由自動連續(xù)拉力千斤頂、液壓泵站和控制系統(tǒng)3部分組成，并配置相應的鋼絞線作為柔性拉桿，構(gòu)成完整的自動連續(xù)拉力系統(tǒng)，將陸地的導管架或組塊等結(jié)構(gòu)物滑移拉上運輸船舶。

圖1 750 t拉力千斤頂系統(tǒng)布置圖

千斤頂設備于2008年3月首次投入青島番禺30-1導管架裝船作業(yè)。鋼絞線的鋪設順序確定工作是整個裝船準備工作中最重要的一個環(huán)節(jié)。總共需要鋪設168根鋼絞線，如果鋼絞線鋪設后順序混亂了穿引到千斤頂，鋼絞線受力拉伸后就會相互纏繞摩擦，嚴重影響到千斤頂?shù)氖芰颓耙啤Ｓ捎谠O備初次投入裝船作業(yè)，生產(chǎn)廠家也是第一次接觸裝船項目工程，在制定鋼絞線如何進行固定、如何保證正確的順序等措施方面都沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗。經(jīng)過與廠家討論制定了一個簡易方法：鋪設一根鋼絞線后，首先在兩端纏繞膠帶編號，然后在兩端分別采用鐵絲進行捆扎固定。此方法存在一個問題，編號和固定工作浪費時間、效率低、容易出錯、人員勞動強度大、浪費物料。經(jīng)過2次裝船作業(yè)，根據(jù)現(xiàn)場的施工作業(yè)情況，提出一種全新、快捷、容易操作的方法——設計千斤頂鋼絞線編碼器，用來固定鋼絞線的順序位置。

原采用以前采用鐵絲固定鋼絞線，見圖2，42根鋼絞線穿引到千斤頂，見圖3。實用千斤頂鋼絞線編碼器見圖4。

二、技術(shù)內(nèi)容

1.千斤頂鋼絞線編碼器組成（圖5）

千斤頂鋼絞線編碼器由編碼器孔槽本體、壓板和吊耳螺栓等3部分組成，外形長550 mm×寬80 mm×高105 mm。每個編碼器有21個孔槽，孔槽寬度19 mm，高度40 mm（鋼絞線直徑17.8 mm）。

2.千斤頂鋼絞線編碼器概述

千斤頂鋼絞線編碼器主要用于鋼絞線的鋪設過程中，確定鋼絞線的順序位置，確保千斤頂正常運行。每臺千斤頂有42根鋼絞線，對應1臺千斤頂配備2個編碼器。鋪設鋼絞線的時候，確定好從編碼器一端依次向另外一端的順序開始鋪設。1個編碼器內(nèi)鋼絞線鋪設完畢后，將壓板蓋好，兩端采用吊耳螺栓擰緊固定。這樣鋼絞線不會從一個槽跑到另外一個槽里，不會導致鋪設好后的鋼絞線順序打亂，確保穿引后的鋼絞線正常使用，從而保證了項目裝船的順利進行。

3.千斤頂鋼絞線編碼器的優(yōu)勢

（1）提高了滑移裝船作業(yè)的安全性。在使用鋼絞線編碼器之前的項目中，通常采用捆綁鐵絲、纏繞膠帶做記號的方式對鋼絞線進行排序，存在著約2%～3%的錯誤率。考慮到1根鋼絞線排序錯誤引起的連鎖反應，項目施工使用的168根鋼絞線要被切斷10至12根，這不僅要耗費大量的時間，也會將裝船作業(yè)安全系數(shù)從200%的理想值降低至185%。

應用鋼絞線編碼器以后的10多個施工項目，實現(xiàn)了鋼絞線排序準確率100%，保證了200%的施工安全系數(shù)，大大的提高了施工的安全性。

（2）效益高。在施工鋼絞線編碼器以前，鋪設鋼絞線的工作需要2個船天，使用鋼絞線編碼器以后，僅需要1個船天，僅此一項便可為項目節(jié)省數(shù)百萬的資金。

（3）節(jié)省人力。以前1臺千斤頂鋪設鋼絞線，需要4人完成，現(xiàn)在只需要2人即可完成。這樣施工領隊可以將人員重新配置，提高其他環(huán)節(jié)以及整體工作的效率。

圖2 以前采用鐵絲固定鋼絞線圖示

三、創(chuàng)新性及推廣前景

圖3 42根鋼絞線穿引到千斤頂圖示

千斤頂鋼絞線編碼器的研制應用，改進了以前鋼絞線的鋪設施工工藝，鋼絞線鋪設的施工效率和準確率提高，完善了千斤頂在裝船工程項目中的應用。以前采用細鐵絲固定和膠帶編號操作比較繁瑣、耗費時間，固定好的鋼絞線容易重疊、混亂。現(xiàn)在采用編碼器，鋪設好1根鋼絞線只需要按順序直接放入相應的孔槽中，蓋住壓板即可。編碼器本身即是個剛性定位，確保其不會出現(xiàn)左右鋼絞線相互重疊混亂的情況。

千斤頂鋼絞線編碼器結(jié)構(gòu)簡單、操作使用方便，一次性投入可以長期重復使用，制作費用低。編碼器本體體積小巧，單個編碼器長度為550 mm，重約12 kg，1人即可方便地搬運使用和存儲。千斤頂鋼絞線編碼器的研制使用在國內(nèi)尚屬首例，并且通過10多個裝船項目使用，效果良好。

圖4 千斤頂鋼絞線編碼器實用圖

每個鋼絞線編碼器重量約12 kg，結(jié)構(gòu)工藝簡單，16個編碼器總成本不到1萬元，使用壽命預計可達10年。使用鋼絞線編碼器之前，鋼絞線鋪設工作要耗時2個以上的船天，使用編碼器之后鋪設鋼絞線僅需要1個船天。每個船天內(nèi)，駁船、施工作業(yè)部設備、場地起重設備、外租發(fā)電機和其他輔助設備的總成本至少在100萬元以上，使用鋼絞線編碼器，每個項目將為公司節(jié)省150萬～200萬元的資金。由于公司業(yè)務正逐步向深水方向傾斜，更多的萬噸級導管架和組塊將會陸續(xù)建造完成，鋼絞線編碼器也將在更多的項目中得到使用。

圖5 鋼絞線編碼器模型圖

四、結(jié)語

千斤頂鋼絞線編碼器的研制應用，改進了鋼絞線鋪設施工工藝。通過多個項目的應用，實踐證明鋼絞線編碼器的使用節(jié)省了人力物力，提高了鋼絞線鋪設效率和準確率，經(jīng)濟效果良好，2013年已申請國家實用新型發(fā)明專利。