本文關(guān)鍵詞：深水鉆井補償絞車的節(jié)能機理及解耦控制方案研究　出處：《中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)》2017年04期 　論文類型：期刊論文

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【摘要】：為解決深水鉆井電動補償絞車能耗過高、鋼絲繩磨損嚴(yán)重及運動耦合的技術(shù)問題,針對不同鉆井作業(yè)過程,分析電動補償絞車的節(jié)能潛力,提出一套基于能量回收的新型液壓驅(qū)動方案,可以對不同鉆井作業(yè)過程中的負(fù)載重力勢能及絞車回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的慣性動能進(jìn)行回收與再利用;分析電動補償絞車的運動耦合機理,進(jìn)而提出多套軟硬件解耦控制方案,可以實現(xiàn)升沉補償運動與自動送鉆運動的解耦控制。設(shè)計絞車補償系統(tǒng)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù),研制一套原理樣機及其試驗系統(tǒng),并針對不同海況與工況進(jìn)行仿真與試驗研究。結(jié)果表明:新型液壓驅(qū)動方案相對于電驅(qū)動方案具有明顯的節(jié)能效果;絞車的大滾筒結(jié)構(gòu)提高了鋼絲繩的使用壽命;基于差動行星傳動與基于雙絞車驅(qū)動的兩種硬件解耦方案控制效果良好,滿足海洋浮式鉆井的性能要求。
[Abstract]:In order to solve the technical problems of high energy consumption, serious wear of wire rope and motion coupling in electric compensation winch for deep water drilling, the energy saving potential of electric compensation winch is analyzed in the light of different drilling operations. A new hydraulic drive scheme based on energy recovery is proposed, which can recover and reuse the load gravity potential energy and the inertia kinetic energy of the winch rotary system during different drilling operations. The mechanism of motion coupling of electric compensation winch is analyzed, and several sets of software and hardware decoupling control schemes are put forward. The decoupling control between heave compensation motion and automatic drilling motion can be realized. The key structural parameters of the winch compensation system are designed and a set of principle prototype and its test system are developed. The simulation and experimental research on different sea conditions and working conditions show that the new hydraulic drive scheme has obvious energy saving effect compared with the electric drive scheme. The large drum structure of the winch improves the service life of the wire rope; The two hardware decoupling schemes based on differential planetary drive and double winch drive have good control effect and meet the performance requirements of offshore floating drilling.
【作者單位】： 中國石油大學(xué)海洋油氣裝備與安全技術(shù)研究中心;國家油氣鉆井裝備工程技術(shù)研究中心;石油工程地球物理華北分公司;
【基金】：工業(yè)和信息化部海洋工程裝備項目(聯(lián)裝[2014]504號) 中國博士后科學(xué)基金項目(2016M592269) 青島市博士后項目(2015253) 中國石油大學(xué)引進(jìn)人才(博士)基金項目(YJ201601048)
【分類號】：TE951
【正文快照】： (自然科學(xué)版),2017,41(4):124-131.ZHANG Yanting,HUANG Lumeng,CHEN Guoming,et al.Study on energy-saving mechanism and decoupling controlscheme of compensation drawworks for deepwater drilling[J].Journal of China University of Petroleum(Edition of NaturalSci

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本文編號：1406564