[發明專利]一種深水鉆井隔水管系統振動主動控制系統

有效

• 申請號: 201710128115.2
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN106909181B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 劉秀全;聶振宇;陳國明;劉福來;暢元江;傅景杰;鄭健
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G05D19/02
• 分類號: G05D19/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種深水鉆井隔水管系統振動主動控制系統，其特征在于：它包含傳感器，作動器，信號處理模塊，控制模塊；

所述傳感器用于監測隔水管系統縱向振動和橫向振動，所述傳感器沿隔水管系統軸向的布置位置由以下步驟得到：(1)建立深水鉆井隔水管系統動力學分析模型；(2)開展深水鉆井隔水管系統模態分析、波激振動分析和渦激振動分析；(3)識別深水鉆井隔水管系統縱向和橫向振動激發模態；(4)在縱向模態振型峰值布置一個所述傳感器，在橫向模態振型峰值沿周向呈90°間隔布置兩個所述傳感器；

所述作動器沿隔水管系統軸向的布置步驟與所述傳感器沿隔水管系統軸向的布置步驟一致，但同一軸向位置處的所述作動器和任一所述傳感器沿隔水管系統軸向的布置位置要有固定的間距，防止所述作動器引起的局部效應影響所述傳感器的監測效果；在所述作動器軸向安裝位置處沿隔水管系統周向每間隔90°布置一個所述作動器，所述作動器在橫向模態振型峰值布置方式采用反對稱布置，所述作動器在縱向模態振型峰值布置方式為正對稱布置；

所述信號處理模塊的處理步驟為：(1)接收所述傳感器測得的深水鉆井隔水管系統監測點處的振動信號；(2)采用快速傅里葉變換確定振動信號的響應譜，識別深水鉆井隔水管系統振動激發模態；(3)建立深水鉆井隔水管系統動力學模型，基于模態疊加法進行隔水管系統振動響應和載荷重構；(4)基于深水鉆井隔水管系統動力學模型計算所需控制載荷；

所述控制模塊的反饋控制步驟為：(1)將所述控制載荷轉換成所述作動器所需電壓值；(2)將得到的控制電壓輸入到所述作動器；(3)通過所述傳感器監測作動器控制后的振動信號，并反饋到所述信號處理模塊；(4)依次進行下一輪的深水鉆井隔水管系統振動主動控制。

2.根據權利要求1所述一種深水鉆井隔水管系統振動主動控制系統，其特征在于，所述傳感器采用光纖光柵應變傳感器。

3.根據權利要求1所述一種深水鉆井隔水管系統振動主動控制系統，其特征在于，所述作動器采用多晶壓電陶瓷作動器。

4.根據權利要求1所述一種深水鉆井隔水管系統振動主動控制系統，其特征在于，所述傳感器和所述作動器與隔水管外壁緊密貼合，所述傳感器和所述作動器外層涂有防水涂層。