浮式钻井平台绞车升沉补偿控制算法研究

发布时间：2024-07-07 01:47

　　随着对海洋石油需求以及海上钻井难度的不断增加,石油行业对石油钻井设备的效率、精度的要求都大幅提高。但浮式钻井平台受波浪的影响产生的升沉运动,带动平台上的装置,如绞车,顶驱等产生相应的运动,导致钻井平台不能进行正常的钻井作业,降低作业的效率与精度。因此,研究针对浮式钻井平台钻井绞车的升沉补偿控制算法,对提高正常钻井作业的效率,增加钻井作业有效时间,减小平台的升沉运动对平台钻井设备正常作业的影响具有重要意义。首先,研究浮式钻井平台绞车升沉补偿控制系统的工作原理与流程,给出绞车升沉补偿控制系统的控制方案。其次,分析钻杆起升系统的基本原理、结构、工作流程,通过对钻具上升,下降过程的研究,分别建立和简化了钻杆起升系统不同工作状态下的机理模型,且在不同的条件下对钻杆起升系统的模型进行仿真并对其结果进行分析。再次,根据海浪的频谱,建立不同海况下海浪的运动模型,并根据海浪运动与平台升沉运动的关系得到平台升沉运动速度曲线,并考虑升沉补偿控制系统存在的时延,通过快速傅里叶变换,卡尔曼滤波等理论建立平台升沉运动的预测模型,并在不同的条件下进行平台升沉运动仿真,得到不同海况下的平台升沉运动预报结果。最后,根据...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1游车大钩升沉补偿装置

浪升沉运动进行补偿，其补偿精度最高，但是由于其供能运行成本偏高；半主动式补偿综合主动式与被动式补偿系统的精确性，又考虑了系统的节能性，但是由于半主动式置，导致其补偿精度没有主动式升补偿系统高。沉补偿系统工作原理可将其[2]分为绞车升沉补偿装置、天车大钩间的升沉补偿装置（以下简称大....

图1.2天车升沉补偿装置

-3-图1.2天车升沉补偿装置Fig.1.2Craneblockcompensationdevice车升沉补偿装置与天车升沉补偿装置通过液压缸，蓄能动进行补偿，其补偿精度较低，所以美国的NOV公er公司等相继针对绞车升沉补偿装进行研究，并推出了系统[3]。....

图1.3主动波浪补偿钻井绞车Fig.1.3Activeheavedrillingdrawworkscompensationdevice

第1章绪论升沉运动，电机钻速等变量，将控制作用传给绞车中的电机，使钻井绞现升沉补偿又能控制电机转速或加速度达到设定值，省去了游车与天车控制系统中的液压元件，节省了平台空间，并由于绞车升沉补偿系统集绞车中，所以对比其他两种升沉补偿系统来说，更易于维护。由于以上，主动式钻井绞车升....

图1.4NOV主动式钻井绞车升沉补偿装置

图1.4NOV主动式钻井绞车升沉补偿装置Fig.1.4ActiveheavedrillingdrawworkscompensationdeviceofNOVRAPPMARINE公司生产的主动式海浪补偿绞车如图1.5所示，为减小海浪运动对绞车负载升降....

本文编号：4002966