浮式钻井装置钻柱运动补偿系统研究.pdf

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1、2010年6月船舶June，2010第3期SHIP&B0ATN0．3[研究与设计]浮式钻井装置钻柱运动补偿系统研究赵建亭刘树祥(七0八研究所上海200011)晏绍枝李浪清(中海油田服务股份有限公司河北065201)[关键词]浮式钻井装置；钻柱；运动补偿[摘要]针对浮式钻井装置的钻柱运动补偿问题，介绍了几种解决方案，并对几个方案的补偿原理做了分析研究。对从事海洋钻井工程的技术人员具有参考价值。[中图分类号]U674．381[文献标识码】A[文章编号】11301-9855(2010103—0001—05HeaveCompensationSystemfortheDrillString

2、ofFloatingDrillingUnitZhaoJiantingLiuShuxiangYanShaozhiLiLangqingKeywords：floatingdrillingunit；drillstring；heavecompensationAbstract：Thispaperintroducesseveralsolutionsforheavecompensationforthedrillstringoffloatingdrillingunit，analysesandstudiestheircompensationprinciple．Ithasareferencevalu

3、etothetechniciansindrillingengineering．0引言1规范要求对于钻柱运动补偿系统，船级社有关的规范要浮式钻井装置主要包括半潜式钻井平台、圆筒求比较少，目前可以参照的船级社规范是中国船级型钻井平台、钻井船、钻井驳及其他类型钻井浮体社的《钻井装置发证指南》、美国船级社(ABS)的等，对于浮在海面上的钻井作业需要解决的一个共(GUIDEFORCERTIFICATIONOFDRILLINGSYS—同的问题就是：浮体本身的运动升沉产生与海底的TEM)及挪威船级社(DNV)的{DRILLINGPLANT))；相对运动，而钻柱作业需要相对海底静止的问题。对于

4、补偿系统内部细节的设计主要还是依据相关的本文就此进行了初步的探讨分析。机械行业规范及规则开展执行。浮式钻井装置钻井作业时，在波浪作用下，会1．1基本要求产生周期性的上下升沉运动，使钻柱随之做上下浮式钻井装置的钻柱运动补偿系统主要功用是运动，并造成井底钻压变化，甚至钻头脱离井底，消除平台上钻柱的垂荡运动，以便稳定钻井压力、平无法钻进。钻柱运动补偿系统主要是解决钻柱的稳下放防喷器组和平缓下放套管。钻柱运动补偿系升沉补偿问题，钻柱运动补偿系统能够在浮式钻统设计时，液压缸的设计既要考虑到内压载荷，又要井装置升沉运动时保持井底钻压，并按岩石性质考虑到作为结构件所招致的载荷。系统应在补偿器

5、上设双向限流措施以防止由于钢丝绳断裂、软管破随时调节钻压。【收稿日期】2010—02—03[作者简介]赵建亭(1978．10一)男，汉族，山东青州人，工程师，主要从事机械设计及研究工作。刘树祥(1983．10一)男，汉族，江苏连云港人，助理工程师，主要从事机械设计及研究工作。晏绍枝(1971．03一)男，汉族，湖北罗田人，工程师，主要从事海洋钻机管理工作。李浪清(1967．06一)男，汉族，广东梅县人，工程师，主要从事海洋水下设备管理工作。2010年6月船舶June，2010第3期SHIP＆B0ATN0．3裂等情况下压力流体的迅速流失；应考虑到在作业补偿装置和天车型钻柱运动补偿

6、装置存在于多数的期间，在某些流体损失的情况下，仍能保证系统正常浮式钻井装置上，属于常用的钻柱运动补偿解决方工作。案。1．2冗余要求主动型补偿装置主要由主动补偿液压系统及主对于主动补偿装置，单一部件失效不应招致整动补偿绞车等两种类型。主动补偿液压系统是一个个装置失效，在正常和应急作业的情况下都应能保位置控制系统，通常与被动补偿组合成天车型钻柱证整个系统的动力供应；对于主动和被动联合的补运动补偿装置；主动补偿绞车是由美国NOV公司独偿装置，主动部分失效不应招致整个装置失效。创设计。而液压升降型钻机(Ramfig)可以将起升系统与钻柱运动补偿系统合二为一，是欧洲Aker2升沉补偿解决

7、方案Solution公司的独创集成设计。主动补偿绞车及液压升降型钻机两种新型的钻柱运动补偿解决方案具对于浮式钻井装置钻柱运动补偿的问题从方法有较大的实用性。上概括起来有两种解决方案：一是增加伸缩钻杆，二升沉补偿装置的设计能力主要按补偿与锁紧两是增设升沉补偿装置。增加伸缩钻杆的办法是在钻种工况进行设计。补偿工况是补偿装置起作用的工杆柱的钻铤上方增加一根可伸缩的钻杆，伸缩钻杆况，此时的大钩实际载荷为钻柱的载荷，跟钻井深度由内、外管组成，沿轴线可做相对运动，行程一般为(钻柱类型及钻柱长度)有关；锁