[發(fā)明專利]海洋浮式鉆井平臺(tái)絞車升沉補(bǔ)償裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210479278.2
• 申請(qǐng)日: 2012-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN102943636A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉忠;李晶晶;蘇龍龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(北京)
• 主分類號(hào): E21B19/09
• 分類號(hào): E21B19/09
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 趙燕力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于海洋浮式鉆井平臺(tái)上用于保證鉆柱在鉆井鉆進(jìn)過程中不隨船體的升沉運(yùn)動(dòng)而上下運(yùn)動(dòng)的升沉補(bǔ)償裝置，尤其涉及一種海洋浮式鉆井平臺(tái)絞車升沉補(bǔ)償裝置。

背景技術(shù)

隨著世界各國對(duì)石油天然氣需求的增加，石油的勘探開發(fā)已從陸地拓展到深海以及超深海，勘探開發(fā)的難度也隨之增大。在深海開發(fā)過程中，海洋浮式鉆井平臺(tái)會(huì)隨波浪的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生升沉等運(yùn)動(dòng)，使鉆柱隨船體產(chǎn)生升沉運(yùn)動(dòng)，對(duì)井下施工產(chǎn)生嚴(yán)重影響，甚至?xí)?dǎo)致鉆井作業(yè)的失敗。因此，為保證鉆進(jìn)作業(yè)的順利進(jìn)行，升沉補(bǔ)償裝置就顯得尤為重要。升沉補(bǔ)償裝置是海洋浮式鉆井平臺(tái)鉆進(jìn)施工中的關(guān)鍵設(shè)備，能夠補(bǔ)償船體隨波浪產(chǎn)生的升沉運(yùn)動(dòng)，保證鉆柱不隨船體的升沉運(yùn)動(dòng)而上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、安全的鉆進(jìn)。

被動(dòng)式升沉補(bǔ)償系統(tǒng)基本不消耗能量，但補(bǔ)償精度低，要取得好的補(bǔ)償效果需要比較大的蓄能器體積。主動(dòng)式升沉補(bǔ)償系統(tǒng)補(bǔ)償精度高，抗干擾能力強(qiáng)，但是需要很大的能耗。為了適應(yīng)浮式石油鉆井的需要，主動(dòng)和被動(dòng)相結(jié)合的半主動(dòng)式的升沉補(bǔ)償系統(tǒng)彌補(bǔ)了被動(dòng)式和主動(dòng)式升沉補(bǔ)償系統(tǒng)的不足，它也需要連續(xù)輸入能量，但所需的能量不像主動(dòng)系統(tǒng)那樣大。

目前，升沉補(bǔ)償方式有游車與大鉤間的升沉補(bǔ)償裝置、天車上裝設(shè)的升沉補(bǔ)償裝置以及死繩上裝設(shè)的升沉補(bǔ)償裝置。游車與大鉤間的升沉補(bǔ)償裝置、天車上裝設(shè)的升沉補(bǔ)償裝置都是懸于較高的位置，重心較高，重量大，與鉆柱直接相連，安全可靠性難以保障，存在安裝困難的問題，維修時(shí)難度亦較大，維修還會(huì)牽動(dòng)天車以及游車系統(tǒng)；而死繩上裝設(shè)的升沉補(bǔ)償裝置主要是主動(dòng)補(bǔ)償，消耗能量比較大。

由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種海洋浮式鉆井平臺(tái)絞車升沉補(bǔ)償裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種海洋浮式鉆井平臺(tái)絞車升沉補(bǔ)償裝置，通過主動(dòng)和被動(dòng)相結(jié)合的補(bǔ)償方式，克服主動(dòng)式和被動(dòng)式補(bǔ)償系統(tǒng)的不足，改善被動(dòng)補(bǔ)償?shù)牡途刃砸约皽笮?，以?shí)現(xiàn)主動(dòng)補(bǔ)償和被動(dòng)補(bǔ)償相互同步、相互促進(jìn)，從而達(dá)到船體升沉?xí)r對(duì)鉆井裝置的升沉補(bǔ)償作用。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種海洋浮式鉆井平臺(tái)絞車升沉補(bǔ)償裝置，將該沉補(bǔ)償裝置安裝在絞車部位，具有安裝重心低、安全可靠性高、安裝容易和維修方便的特點(diǎn)。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種海洋浮式鉆井平臺(tái)絞車升沉補(bǔ)償裝置，其主動(dòng)補(bǔ)償部分采用液壓控制，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制靈活、精確，功能易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種海洋浮式鉆井平臺(tái)絞車升沉補(bǔ)償裝置，所述鉆井平臺(tái)上設(shè)有絞車和井架，井架上設(shè)有天車、游車和鉆桿，游車和天車通過絞車上的鋼絲繩連接；所述絞車升沉補(bǔ)償裝置包括設(shè)置在絞車一側(cè)且并列設(shè)置的主動(dòng)補(bǔ)償器和被動(dòng)補(bǔ)償器；所述主動(dòng)補(bǔ)償器包括有活塞桿向上伸出的第一單出桿活塞缸，該第一單出桿活塞缸的兩腔室通過三位四通電磁換向閥連接于液壓系統(tǒng)，該主動(dòng)補(bǔ)償器還包括探測(cè)所述鋼絲繩上受力的測(cè)力傳感器，所述測(cè)力傳感器與一受力反饋控制器電連接，由受力反饋控制器控制三位四通電磁換向閥的換向動(dòng)作；所述被動(dòng)補(bǔ)償器包括活塞桿向上伸出的第二單出桿活塞缸，該第二單出桿活塞缸的無桿腔通過第一管路與一動(dòng)力空氣壓縮罐導(dǎo)通，該第二單出桿活塞缸的有桿腔通過第二管路與一氣油儲(chǔ)罐導(dǎo)通；所述第一活塞缸和第二活塞缸的活塞桿頂端均連接于一動(dòng)滑輪上，所述鉆井平臺(tái)上還設(shè)有一定滑輪，所述絞車上的鋼絲繩順序繞過動(dòng)滑輪和定滑輪與天車和游車連接。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述測(cè)力傳感器為一壓力傳感器，所述受力反饋控制器為一壓力反饋控制器，該壓力傳感器設(shè)置在天車上，用以測(cè)量繞過天車的鋼絲繩產(chǎn)生的壓力，并將壓力信號(hào)傳至壓力反饋控制器。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，所述三位四通電磁換向閥為O型中位機(jī)能的三位換向閥；該換向閥的兩個(gè)工作油口分別連通第一單出桿活塞缸的有桿腔和無桿腔，該換向閥的進(jìn)油口連通液壓系統(tǒng)的液壓泵，該換向閥的回油口連通液壓系統(tǒng)的油箱；所述液壓系統(tǒng)中還包括蓄能器、過濾器、單向閥和溢流閥。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，第二管路一端通過限速閥與第二單出桿活塞缸的有桿腔連接，第二管路另一端插入氣油儲(chǔ)罐下部的油液中；第一管路一端通過空氣安全閥與第二單出桿活塞缸的無桿腔連接，第一管路另一端與動(dòng)力空氣壓縮罐的控制閥以及控制臺(tái)連接；一空氣壓縮機(jī)通過空氣軟管與控制臺(tái)連接。

在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中，一備用壓縮空氣罐通過空氣軟管與控制臺(tái)連接。