浮式钻井补偿绞车方案设计和性能仿真

作     者：黄鲁蒙 张彦廷 沈蓉 王丽君 李悦江 陈敬凯 HUANG Lumeng;ZHANG Yanting;SHEN Rong;WANG Lijun;LI Yuejiang;CHEN Jingkai

作者机构：中国石油大学(华东)海洋物探及勘探设备国家工程实验室山东青岛266580 兰州兰石石油装备工程股份有限公司青岛分公司山东青岛266520 

出 版 物：《中国石油大学学报（自然科学版）》 (Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science))

年 卷 期：2021年第45卷第2期

页      面：120-126页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 

基　　金：海洋物探及勘探设备国家工程实验室资助项目(XK2017049) 山东省自然科学基金项目(ZR2020QE298) 中央高校基本科研业务费专项(18CX02017A) 第七代超深水钻井平台(船)创新专项 

主　　题：海洋钻井 绞车升沉补偿 送钻 补偿能力 串级控制 

摘      要：为提高海洋钻井作业的综合性能,开展电驱动绞车补偿系统的方案设计和控制策略研究。针对国外单绞车补偿系统,提出一种基于双绞车的升沉补偿方案,钻机游动轮系的运动和受力完全对称,具有传动效率高、安全性好等特殊优势。设计系统关键结构参数,并基于能量流分析对绞车升沉补偿工作能力及其影响因素进行理论计算和分析,提出一种基于位移补偿方式的钻井运动联合控制方案,采用外环平台升沉位移和井底钻压闭环、内环矢量变频电机转速闭环的串级结构,选择合适的外环控制算法,并利用基于Simulation X的系统模型开展控制性能仿真研究。结果表明双绞车补偿系统在不同钻井工况下的补偿能力较强,钻井作业窗口较宽;该系统运行稳定,可以实现升沉补偿与自动送钻运动的联合控制,满足海洋钻井要求。