[發明專利]用于鉆機舉升與升沉補償的控制方法及系統

有效

• 申請號: 202110251418.X
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113124007B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 盧秋平;謝文衛;于彥江;唐軍;黃芳飛;馮起贈;寇貝貝;田烈余;鐘奕昕;孫明遠
• 申請（專利權）人: 廣州海洋地質調查局
• 主分類號: F15B11/072
• 分類號: F15B11/072;F15B11/17;F15B11/22;F15B13/06;E21B44/00
• 代理公司: 北京金宏來專利代理事務所(特殊普通合伙) 11641
• 代理人: 李東梅

本發明公開了一種用于鉆機舉升與升沉補償的控制方法及系統，控制系統包括油源、氣源、液壓控制系統、氣壓控制系統、平衡系統和舉升系統，所述液壓控制系統用于控制所述油源供油，從而給所述平衡系統和所述舉升系統提供油壓，所述氣壓控制系統用于控制所述氣源供氣，從而給所述平衡系統提供氣壓，所述氣壓控制系統配合平衡系統用于平衡所述舉升系統產生的壓力變化。本發明實現了起下鉆升降和升沉補償鉆進通過一套舉升油缸同時進行，減少了井架上額外用于補償的油缸。

技術領域

本發明涉及鉆進設備技術領域，具體地涉及一種用于鉆機舉升與升沉補償的控制方法及系統。

背景技術

隨著陸地資源的日漸減少，人們逐漸轉移目標，將目光放在了豐富的海洋資源上，開發海洋資源離不開海上鉆井平臺等各種鉆井設備，海洋鉆探作業環境遠比陸地鉆探環境復雜，海上鉆井平臺或其他鉆井設備在海浪或海風的作用下，會發生上浮、下沉等動作，影響了鉆進效率，增加了鉆井成本，甚至造成安全事故。因此，海上鉆井平臺或鉆井船上必須配備一套升沉補償系統，用來穩定鉆井設備進行鉆進，減輕鉆機載荷。海洋鉆機的補償形式有多種，包括游車補償系統、天車補償系統、死繩補償系統等，特別是采用游動桁架的伸縮油缸連接頂驅桁架實現升沉補償的方式，會導致井架活動軟管繁多，不利于設備簡化以及日常維護。同時，復雜、繁重的游動桁架的升沉補償伸縮油缸，會縮短舉升油缸的鉆具提升行程，以及在鉤載方面降低了鉆進工作的安全鉆深。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單、可實現一套舉升油缸同時進行起下鉆升降和升沉補償鉆進的用于鉆機舉升與升沉補償的控制方法及系統。

本發明公開的一種用于鉆機舉升與升沉補償的控制方法及系統采用的技術方案是:

為解決上述技術問題，本申請采用的一個技術方案是：提供一種用于鉆機舉升與升沉補償的控制系統，所述控制系統包括油源、氣源、液壓控制系統、氣壓控制系統、平衡系統和舉升系統。

所述液壓控制系統用于控制所述油源供油，所述氣壓控制系統用于控制所述氣源供氣，所述氣壓控制系統配合所述平衡系統用于平衡所述舉升系統產生的壓力變化。

所述舉升系統包括固設在鉆井平臺或鉆井船上的第一舉升油缸、第二舉升油缸和鋼絲繩。

所述第一舉升油缸包括第一活塞腔、設置于第一活塞腔內的第一活塞和第一活塞桿，所述第一活塞桿的一端固定在所述第一活塞上，所述第一活塞桿伸出所述第一活塞腔的另一端固定有第一游動天車，所述第一活塞將所述第一活塞腔分為第一有油腔和第一無油腔，所述第一活塞桿位于所述第一無油腔內，所述第一有油腔通過管道連接所述液壓控制系統和所述平衡系統，所述第一無油腔的腔壁上開設有與空氣連通的第一防塵過濾通孔。

所述第二舉升油缸包括第二活塞腔、設置于第二活塞腔內的第二活塞和第二活塞桿，所述第二活塞桿的一端固定在所述第二活塞上，所述第二活塞桿伸出所述第二活塞腔的另一端固定有第二游動天車，所述第二活塞將所述第二活塞腔分為第二有油腔和第二無油腔，所述第二活塞桿位于所述第二無油腔內，所述第二有油腔通過管道連接所述液壓控制系統和所述平衡系統所述第二無油腔的腔壁上開設有與空氣連通的第二防塵過濾通孔。

所述第一游動天車和所述第二游動天車上繞設有所述鋼絲繩，所述鋼絲繩的兩端固設在鉆井平臺或鉆井船上，所述鋼絲繩位于第一游動天車和第二游動天車之間的部分吊裝有頂驅桁架，所述頂驅桁架上安裝有頂驅。

為解決上述技術問題，本申請采用的另一個技術方案是：提供一種用于鉆機舉升與升沉補償的控制方法，所述控制方法基于上述所述的用于鉆機舉升與升沉補償的控制系統運行，所述控制方法具體包括：

控制液壓控制系統導通油源至平衡系統一端和舉升系統之間的通道且泵入液壓油，使平衡系統一端形成設定內壓；

控制液壓控制系統截止油源至平衡系統一端和舉升系統之間的通道；