超深钻井作业绞车型升沉补偿系统的设计和仿真
发布时间：2019-08-16 20:22
【摘要】：随着对海洋的探测和开发,超深水超深井钻井技术的作用和价值越来越凸显出来。超深钻井中海洋波浪对钻井船的作用引起的钻井船位移的变化,对钻井作业的影响极大,钻柱升沉补偿系统是确保超深钻井作业能够正常进行的必需装置之一。钻柱升沉补偿系统首先是对钻柱的位移进行补偿,补偿系统通过控制作用使大钩位移在合理范围内波动,以保证钻柱的位置相对海底不变,来保证钻压的大小。液压系统的节能是液压系统设计时必须要面临的问题,而能量的回收利用是液压系统节能的一个主要措施。该绞车型升沉补偿系统,负载的的重量达到300T以上,负载上下运动时所产生重力势能的回收与再利用是该补偿系统研究的重点。本文主要研究工作如下：1、根据升沉补偿系统的要求,建立绞车型升沉补偿系统方案,确定该补偿系统中各元件的参数并进行选型。2、在Amesim中建立液压绞车模型和液压变压器模型,针对各个模型进行分析与控制,探究控制器中各参数对其控制性能的影响,找到最合理的控制方案,使控制效果达到最优。3、建立了升沉补偿系统的简化模型,在简化模型的基础上设计了整体控制方案,对大钩的位移进行控制,来保证钻压在合理范围内波动。4、用Amesim与Smulink进行联合仿真,采用Smulink to Amesim方法,在Smulink中建立能量计算模块,然后将其封装在Amesim中进行仿真。在一个完整的升沉补偿周期中,分析系统中能量的传递过程,找到能量损失的地方以及能量损失的原因,设计合理的控制方案去减少这种能量损失。
【图文】：
２０１０年，宝鸡石油机械有限公司的王维旭、弓英明等人针对常规升沉补偿装置具逡逑有体积、重量和占用平台面积都较大的不利之处，提出了一种具有补偿功能的钻井绞逡逑车系统如图１－５所示［９］。逡逑２０１１年，中国石油大学（华东）和浙江大学的姜浩、刘衍聪等人在国家自然科学逡逑基金和高技术发展研究计划的资助下，对被动式升沉补偿装置进行了系统的受力分析，逡逑利用负载和储能器变化参量建立起ＡＭＥＳｉｍ仿真模型和相应的实验装置［“］；使用实验方逡逑法对３种不同升沉补偿方案在补偿过程中的能耗大小和产生原因进行分析，得出在相逡逑同补偿效果下半主动补偿方式的能耗最低，具有推广使用的价值［“］；在基于储能器的逡逑条件下，提出一种拥有被动补偿低能耗和主动补偿高精度特点的半主动浮式升沉补偿逡逑装置如图１－６所示，在通过仿真分析和使用实验台架^u展室内实验后，得出所设计的逡逑４逡逑
Ａｍｅｓｉｍ仿真软件可以实现机械、液压、气动、热、电和磁等多领域的建模仿真，逡逑能对不同领域的模块进行连接，Ａｍｅｓｉｍ拥有丰[娴哪Ｐ涂猓纱釉庵兄苯踊袢∫哄义涎乖哪Ｐ停部捎茫龋茫目庵械哪Ｐ屠创罱ㄋ枰保常罚荨ｅ义媳菊孪炔捎茫粒恚澹螅椋矸抡嫒砑⑸敛钩サ囊貉瓜低常缓蠖愿孟低辰醒橹ゅ义虾头抡娣治觥叮俊ｅ义希常澹币貉菇食迪低车慕Ｓ敕治鲥义希常保币貉菇食迪低撤抡婺Ｐ偷慕㈠义细萆敛钩ハ低车姆桨敢约埃粒恚澹螅椋砣砑峁┑哪？椋⒁貉瓜低持骰芈罚叔义铣的Ｐ腿缤迹常澹币貉瓜低持骰芈罚食迪低衬Ｐ退荆郏常梗荨Ｆ渲邪鸦肿榈亩ɑ至釉谝诲义掀穑缓笸ü昧唇拥愀肿槭淙朐硕藕牛茨Ｄ獯逶诤Ｑ笾械脑硕ｅ义，
本文编号：2527636
【图文】：
２０１０年，宝鸡石油机械有限公司的王维旭、弓英明等人针对常规升沉补偿装置具逡逑有体积、重量和占用平台面积都较大的不利之处，提出了一种具有补偿功能的钻井绞逡逑车系统如图１－５所示［９］。逡逑２０１１年，中国石油大学（华东）和浙江大学的姜浩、刘衍聪等人在国家自然科学逡逑基金和高技术发展研究计划的资助下，对被动式升沉补偿装置进行了系统的受力分析，逡逑利用负载和储能器变化参量建立起ＡＭＥＳｉｍ仿真模型和相应的实验装置［“］；使用实验方逡逑法对３种不同升沉补偿方案在补偿过程中的能耗大小和产生原因进行分析，得出在相逡逑同补偿效果下半主动补偿方式的能耗最低，具有推广使用的价值［“］；在基于储能器的逡逑条件下，提出一种拥有被动补偿低能耗和主动补偿高精度特点的半主动浮式升沉补偿逡逑装置如图１－６所示，在通过仿真分析和使用实验台架^u展室内实验后，得出所设计的逡逑４逡逑
Ａｍｅｓｉｍ仿真软件可以实现机械、液压、气动、热、电和磁等多领域的建模仿真，逡逑能对不同领域的模块进行连接，Ａｍｅｓｉｍ拥有丰[娴哪Ｐ涂猓纱釉庵兄苯踊袢∫哄义涎乖哪Ｐ停部捎茫龋茫目庵械哪Ｐ屠创罱ㄋ枰保常罚荨ｅ义媳菊孪炔捎茫粒恚澹螅椋矸抡嫒砑⑸敛钩サ囊貉瓜低常缓蠖愿孟低辰醒橹ゅ义虾头抡娣治觥叮俊ｅ义希常澹币貉菇食迪低车慕Ｓ敕治鲥义希常保币貉菇食迪低撤抡婺Ｐ偷慕㈠义细萆敛钩ハ低车姆桨敢约埃粒恚澹螅椋砣砑峁┑哪？椋⒁貉瓜低持骰芈罚叔义铣的Ｐ腿缤迹常澹币貉瓜低持骰芈罚食迪低衬Ｐ退荆郏常梗荨Ｆ渲邪鸦肿榈亩ɑ至釉谝诲义掀穑缓笸ü昧唇拥愀肿槭淙朐硕藕牛茨Ｄ獯逶诤Ｑ笾械脑硕ｅ义，
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