深水钻井补偿绞车的节能机理及解耦控制方案研究

摘要：

为解决深水钻井电动补偿绞车能耗过高、钢丝绳磨损严重及运动耦合的技术问题,针对不同钻井作业过程,分析电动补偿绞车的节能潜力,提出一套基于能量回收的新型液压驱动方案,可以对不同钻井作业过程中的负载重力势能及绞车回转系统的惯性动能进行回收与再利用;分析电动补偿绞车的运动耦合机理,进而提出多套软硬件解耦控制方案,可以实现升沉补偿运动与自动送钻运动的解耦控制.设计绞车补偿系统的关键结构参数,研制一套原理样机及其试验系统,并针对不同海况与工况进行仿真与试验研究.结果表明:新型液压驱动方案相对于电驱动方案具有明显的节能效果;绞车的大滚筒结构提高了钢丝绳的使用寿命;基于差动行星传动与基于双绞车驱动的两种硬件解耦方案控制效果良好,满足海洋浮式钻井的性能要求.

关键词：深水钻井、绞车、升沉补偿、送钻、能量回收

所属期刊栏目：41

分类号：TE851(石油、天然气储存与运输)

资助基金：工业和信息化部海洋工程装备项目联装 [2014]504 号;中国博士后科学基金项目2016M592269;青岛市博士后项目2015253;中国石油大学引进人才博士基金项目YJ201601048

在线出版日期：2017-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：124-131