主动补偿绞车动力学特性仿真

主动补偿绞车作为海洋浮式钻井平台的关键设备之一,不仅具备常规的提升下放功能,还具有主动补偿功能,可解决浮式海洋平台升沉运动对钻井作业的影响,保持正常钻进。通过建立补偿绞车分析模型,应用ADAMS软件对补偿系统进行动力学特性分析,获得了主动补偿绞车基于模拟海浪工况的反向试验参数,为提高补偿系统的控制性能、改善系统设计等提供了重要的理论依据。     

180t浮式平台升沉补偿装置开发与试验研究

针对国外海洋升沉补偿装置价格昂贵的问题,开发了180 t浮式平台升沉补偿装置。该装置采用被动补偿和主动补偿联合控制模式,具有电反馈泵阀控制、并联增距半主动补偿、活塞运动等速设计以及跟随模拟信号测试等关键创新技术。对180 t浮式平台升沉补偿装置进行了静载和动载试验。试验结果表明,180 t浮式平台升沉补偿装置满足静载和动载工作要求,补偿精度达到80%以上。最后提出应进一步完成180 t浮式平台升沉补偿装置的工业性试验、加强安全阀国产化配套研究和继续开展补偿控制方式及补偿精度研究等3点建议。该装置的成功开发对海洋浮式钻井平台钻井系统的安全运行具有一定的参考作用。     

海洋浮式钻井平台绞车升沉补偿系统设计

在国外主动式绞车补偿方案的基础上,研发了一种具有自主知识产权的新型海洋浮式钻井平台半主动式绞车升沉补偿装置。通过设计新型绞车升沉补偿系统的结构与参数,分析了系统功率配置、节能效果与解耦控制的机理。研究结果表明:采用液压蓄能节能与电液联合驱动的方式可降低系统能耗;通过合理设计补偿绞车驱动装置结构及控制策略可实现钻柱升沉补偿运动与自动送钻运动的合成及解耦控制。通过建立补偿系统的数学模型并进行补偿性能仿真的结果显示,该系统具有良好补偿效果。     

钻柱升沉补偿试验台控制系统设计

为实现海洋钻井用升沉补偿装置的国产化,采用相似原理设计了海洋钻井平台钻柱升沉补偿试验台控制系统。该系统采用电液比例换向阀控制不对称液压缸模拟海浪升沉,可对升沉运动进行钻柱补偿控制;由于控制部件采用的电液比例换向阀存在死区,系统采用PID和死区补偿控制算法,较好地实现了海浪模拟和补偿控制。为保证升沉给定和跟踪控制精度,软件采用VB调用API函数,可对采样时间间隔进行精确控制。试验数据表明,该控制试验台可满足浮式钻井平台钻柱升沉补偿系统控制要求。     

海洋钻井升沉补偿系统技术分析

升沉补偿系统作为海洋浮式钻井平台的关键设备之一,不仅能提高钻井效率及安全性,而且能够延长钻井设备的使用寿命。升沉补偿系统主要包括钻杆柱补偿和隔水管系统补偿,分析了各种钻杆柱补偿形式和隔水管系统补偿的技术特点,同时探讨了我国升沉补偿系统的发展趋势。最后指出加大力度研发拥有自主知识产权的海洋浮式钻井平台升沉补偿系统,对我国进入海洋更深层次的勘探开发意义重大。     

浮式钻井钻柱升沉补偿概述

分析了各种浮式钻井钻柱升沉补偿装置的原理、优缺点和应用情况,简述了国内外对海洋平台升沉补偿系统的研究现状,并结合我国现有资源和技术对发展深水钻井关键设备的前景提出了展望。     

新型游车大钩升沉补偿装置设计与运动分析

钻柱升沉补偿装置是海洋钻井设备的重要组成部分,在钻井作业中,可补偿平台的升沉运动,在保证井底钻压稳定的同时,保障了钻井效率以及钻头和钻杆的使用寿命,提高钻井安全性。目前,我国钻柱升沉补偿装置需要从国外进口,且价格十分昂贵,因此,研发具有我国自主知识产权的海洋钻井平台升沉补偿装置势在必行。在国内外升沉补偿装置相关资料的基础上,对现有钻柱升沉补偿装置的结构、工作原理及应用情况进行分析,并结合现用游车大钩升沉补偿装置在使用过程各种升沉补偿方式的优缺点,提出了新型升沉补偿装置的设计方案,优选出齿轮齿条式作为升沉补偿装置的新型补偿方式。对新型的齿轮齿条式补偿装置进行运动分析,为新型升沉补偿装置的结构设计和仿真分析提供参考。     

被动式钻柱升沉补偿装置气液控制系统的原理

重点介绍了一种被动式钻柱升沉补偿装置的组成、工作原理、操作、气液控制系统原理等。该装置采用气-液控制技术,可实现系统工作压力调节、液压锁紧、机械锁紧、储能器关闭等功能,利用该装置可有效地解决浮式钻井平台作业过程中波浪对钻井设备竖直方向的位置扰动问题,保障了正常的生产。     

浮式钻井平台升沉运动分析

浮式钻井平台（船）在海上处于漂浮状态时,由于风浪的作用会产生升沉、摇摆、漂移等运动。重点分析了浮式钻井平台（船）的升沉运动特性并建立了运动数学模型,阐述了其对钻井船的影响,找出了钻井船升沉与波高、波浪周期的关系,并通过深水工程勘察船的工程实例对上述理论进行了验证,为浮式平台配套升沉补偿装置的设计提供依据。     

浮式波浪补偿装置研究及发展建议

浮式波浪补偿装置主要用于补偿海浪作用引起的船舶升沉运动以及水下洋流引起的升沉运动对负载的影响,消除升沉运动负载的载荷波动、 位移和速度变化.为了减轻波浪升沉运动对海洋作业船的影响,确保海洋平台作业安全,在分析国内外不同类型浮式波浪补偿装置研究现状的基础上,总结了系统总体设计和分析技术、 阀控(泵控)自动恒张力技术、 隔...     

JC-30DBT型海洋补偿绞车设计与分析

在深海钻井作业时,钻机系统由于受到波浪作用导致无法控制钻压,影响作业效率或损坏钻具。分析了目前升沉补偿装置的几种形式。补偿绞车的提升功能与升沉补偿功能可以集成一体,少占用平台甲板面积,具有操作、调节方便等优势。以常规JC-30DB型绞车为基础,对其进行了提升能力和绞车补偿能力的设计计算,优化设计了JC-30DBT型补偿绞车。利用有限元软件对绞车晃动现象进行分析,将绞车架左右立柱在原来的基础上加强,保证绞车架强度和刚度足够,解决了晃动过大的问题。     

浮式钻井平台主要钻井设备选型分析

由于受各种因素的影响和约束,深水钻井设备的选型成为一个难题。主要分析了浮式钻井平台钻井设备参数与钻井深度的关系,包括钻机最大钩载及顶驱、绞车、转盘等参数计算,为深水平台钻井设备选型提供理论依据。     

基于半物理仿真的新型浮式平台垂荡性能

为了评估一种新型浮式钻井生产储油装卸系统（FDPSO）概念设计中干式井口平台的垂荡性能,建立了系统的理论分析模型,并运用半物理仿真技术构筑了大比尺模型实验平台,用可控的电液伺服器运动台模拟船体的垂荡,干式井口系统采用大比尺的物理模型。在简谐激励下理论模型的实验结果和数值结果的对比,证明了理论模型的合理性,符合工程实际。根据该理论模型对中国南海海况进行的数值分析结果表明,通过船外悬挂配重为干式井口平台的张紧立管系统提供张力的概念设计对船体的垂荡具有自动补偿作用,减小了干式井口平台的垂荡振幅。     

基于半物理仿真的新型浮式平台垂荡性能

为了评估一种新型浮式钻井生产储油装卸系统（FDPSO）概念设计中干式井口平台的垂荡性能,建立了系统的理论分析模型,并运用半物理仿真技术构筑了大比尺模型实验平台,用可控的电液伺服器运动台模拟船体的垂荡,干式井口系统采用大比尺的物理模型。在简谐激励下理论模型的实验结果和数值结果的对比,证明了理论模型的合理性,符合工程实际。根据该理论模型对中国南海海况进行的数值分析结果表明,通过船外悬挂配重为干式井口平台的张紧立管系统提供张力的概念设计对船体的垂荡具有自动补偿作用,减小了干式井口平台的垂荡振幅。     

石油钻机绞车的设计与计算

介绍了国外现代石油钻机绞车的7种新型结构。根据对7家美国公司的石油钻机绞车设计与计算的综合分析结果，概述了美国陆地钻机机械驱动绞车和海洋钻机电驱动绞车设计与计算中的有关问题，给出了绞车主要参数的经验计算公式。最后介绍了美国、原苏联、罗马尼亚等国绞车主要参数的经验推荐值范围。     

深水工程勘察船钻机研制

在海洋油气资源勘探、钻探以及水下生产系统安装和运行过程中,需要对局部海域的海底地形地貌、地质特征和水文参数等进行全面精细的探测调查。为此,研制了深水工程勘察船钻机。该钻机采用变频控制、游车升沉补偿和绞车补偿相结合的补偿方式、遥控大通径顶驱等先进技术,具有适应3 000 m水深、取样深度200 m的能力,并有较高的可靠性和自动化水平。但是,我国深水海洋钻机与国外钻机相比还有一定的差距,为此,提出应研制海洋特殊钻井装备和加大产品试验投入的发展建议。