海洋钻井平台钻机立根排管装置动力学分析

发布时间：2020-04-02 02:02

【摘要】：随着海洋油气工业的发展,石油天然气的开采逐渐由浅海转向了深海区域,而海洋钻井平台钻机立根排管装置是海工作业的必须装备。结合工信部项目“第七代超深水钻井平台(船)创新专项”,以立柱式钻机立根排管装置为研究对象,在考虑横摇、横荡和垂荡这三种海浪因素的基础上对其进行动力学建模,并且在此基础上利用ADAMS软件对伸缩机构进行多刚体动力学仿真和多柔体动力学仿真,对二者的仿真结果进行对比分析,研究多柔体动力学仿真的必要性。在钻机立根排管装置多柔体动力学仿真的基础上,应用正交实验法分析海浪等多种因素对其运动轨迹精度影响的敏感性,为改善钻机立根排管工作的准确性提供理论依据。论文主要完成了以下工作:(1)综述了国内外钻机立根排管装置的发展现状,介绍了多柔体系统动力学的研究发展,并且分析讨论了多柔体动力学在钻机立根排管系统研究与应用中的现状。(2)对海洋钻井平台钻机立根排管装置进行了原理介绍。对垂荡、横摇和横荡这三种海浪因素的运动学特性进行了分析,并且在此基础上对钻机立根排管装置的重要组成部分—伸缩机构进行了基于这三种海浪因素下的方案模型建立。(3)在考虑横摇、横荡和垂荡这三种海浪因素的基础上通过多刚体平面运动及动力学的研究方法对伸缩机构进行了多刚体动力学建模。通过多柔体平面运动及动力学的研究方法对伸缩机构进行了多柔体动力学建模,得到伸缩机构的多刚体动力学方程和多柔体动力学方程。(4)应用ADAMS软件对伸缩机构进行了基于垂荡、横荡和横摇这三种海浪因素下的多刚体动力学仿真和多柔体动力学仿真,得到机构夹持爪在刚体情况下和柔体情况下的位移、速度和加速度曲线。(5)在钻机立根排管装置多柔体动力学仿真的基础上,通过正交实验法就垂荡、横荡和横摇等因素对钻机立根排管装置的位移精度、速度和加速度影响的敏感性进行了分析。
【图文】：

国自主研发的第六代半潜式海洋钻井平000 米的最大作业水深，12000 米的最化的钻杆立根排放系统[11]。图 1-1 为应用了自动化的钻机立根排管技术的界范围内作业水深、钻深最大的半潜水深，15240 米的最大钻井深度[13]。2DB 钻机管柱自动化处理系统，该系统可备均可以实现在司钻房的一键式操作具有高度自动化和安全性高的特点。

章 钻机立根排管装置的整体方案建根排管装置有多种形式，主要基于排放架为平行型研究[19,20]。本章考虑垂荡、横荡和横摇等海况，建型。装置的工作原理置主要由伸缩机构、升降机构、夹持机构、整体旋主要通过对立根进行提升、下放、平移和回转等一之间进行移送[21,22,23]，，三维结构原理图如图 2-1 所
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE951

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本文编号：2611284