【摘要】：本課題針對海上鉆井作業(yè)過程中,存在系統(tǒng)結(jié)構復雜、大鉤振動問題突出、系統(tǒng)控制存在滯后、影響系統(tǒng)作業(yè)精度因素多的特點而提出,對鉆井作業(yè)系統(tǒng)進行升沉補償控制策略研究以保證鉆井作業(yè)可靠安全的運行。海洋勘探工程被世界各國大力進行開發(fā)與利用。海洋鉆采設備,作為發(fā)展海洋油氣工程的關鍵部件,其升沉補償尤為重要。在海洋平臺進行鉆井作業(yè)時,風、浪、流等將會引起平臺做升沉運動。其中,當平臺的升沉運動超過一定范圍時,由于作業(yè)平臺的上下起伏,將會導致鉆柱的振動,引起井底鉆壓的不穩(wěn)定;當平臺的升沉運動過大時,將會導致鉆頭脫離井底,導致鉆井作業(yè)無法繼續(xù)進行或者發(fā)生安全事故。因此,對作業(yè)平臺升沉運動的補償效果可以作為判斷鉆井升沉補償系統(tǒng)控制效果好壞的標準。本文通過搭建的天車型鉆井升沉補償試驗機,進行了模型工藝過程與工作原理的分析和研究。通過鉆柱振動模型分析了復雜海況條件下,作業(yè)平臺升沉運動對鉆井作業(yè)中鉆采過程的影響。利用控制系統(tǒng)采集作業(yè)平臺升沉位移和補償液壓缸的位移,得到兩者之間的偏差實現(xiàn)對天車位移實時控制。通過主被動式補償缸調(diào)整天車的位移,實現(xiàn)對作業(yè)平臺升沉運動的補償作用。對整個升沉補償系統(tǒng)進行調(diào)研,分別對升沉補償系統(tǒng)進行了升沉補償前作業(yè)平臺升沉運動的預測和利用升沉補償系統(tǒng)對作業(yè)平臺升沉運動進行補償�；谧鳂I(yè)平臺在海浪中的運動規(guī)律,呈現(xiàn)非線性且多變的特點,提出一種改進的支持向量機,利用人工免疫算法優(yōu)化最小二乘支持向量機,實現(xiàn)對平臺的升沉運動狀態(tài)的預測,同時,根據(jù)歷史波浪數(shù)據(jù)對作業(yè)平臺的升沉運動進行預測。進行了仿真實驗驗證了該預測方法,為作業(yè)平臺的升沉補償運動的預測提供了新的思路�；谘b置的工作原理的研究與分析,利用鉆柱振動模型,通過理論研究突出補償鉆井平臺升沉運動的必要性,建立天車型升沉補償系統(tǒng)的電液控制系統(tǒng)數(shù)學模型。進行了PID、模糊PID和BP神經(jīng)網(wǎng)絡PID三種不同控制器的仿真實驗,結(jié)合仿真實驗結(jié)果進行裝置實驗,對比分析得出BP神經(jīng)網(wǎng)絡PID為該裝置控制系統(tǒng)的最佳控制策略。基于天車型主被動聯(lián)合式升沉補償系統(tǒng)的模型進行實驗研究,通過對不同海況下進行實驗,驗證了裝置的補償性能。本文對鉆井作業(yè)平臺升沉補償系統(tǒng)控制策略進行研究,提高了系統(tǒng)的控制精度,當平臺做不同波形、不同幅值及不同周期的三種波形運動時實現(xiàn)了的有效補償,系統(tǒng)平均補償率可高達95%以上。保障了鉆井作業(yè)安全有序地進行。另外,本文提出的預測方法不需要考慮系統(tǒng)本身的參數(shù),避免了繁瑣的系統(tǒng)建模的過程�？梢杂脕斫鉀Q其他相似問題。
【圖文】：

圖１－２死繩（快繩）升沉補償裝置逡逑

圖１－４游車型升沉補償裝置逡逑
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE951

【參考文獻】

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本文編號：2699737