隔水管张紧系统作为海洋浮式钻井的关键装备,其主要用于为隔水管系统提供恒定的顶部张力,克服船体升沉运动对系统的影响,保障隔水管系统的安全。传统的设计过程往往采用手工计算的方法,无法将张紧器和隔水管作为一个整体统一考虑,针对该情况,在AMESim仿真平台搭建张紧器-隔水管动力学仿真模型,分析系统性能及相关影响因子,并对在实际过程中使用较频繁的充放气过程进行了模拟。研究结果可为隔水管张紧器的设计优化和实船应用提供一定的理论依据。

为提高海洋钻井作业效率、保障钻井安全,基于闭式液缸举升系统的液压原理,阐述了提升及下放流体控制技术、能量回收与释放流体控制技术、钻柱补偿功能集成技术等三项关键技术的实现方法和控制逻辑。在AMESim软件平台上搭建系统仿真模型,结合实际海上钻井作业工况分别对三项关键技术进行仿真研究,并探讨了海况对主动、被动和半主动三种钻柱补偿形式性能的影响。研究结果表明:闭式液缸举升系统可实现负载的平稳提升和下放;能量回收和释放功能在连接隔水管和钻杆时可大幅提升作业效率;在不增加额外钻柱补偿装置的前提下,闭式液缸举升系统可实现三种形式的钻柱补偿功能,且半主动补偿功能海况适应性最佳。研究结果可为闭式液缸举升系统的国产化开发和控制系统的设计优化提供一定的指导。

为了提高海洋钻井作业效率、保障作业安全,开展了闭式液缸举升系统的研究。分析了海洋闭式液缸举升系统的结构,针对其主要功能提出3项关键技术:提升及下放流体控制技术、能量回收与释放控制技术、钻柱补偿功能集成技术。研究了关键技术的具体实现方式,并提出相应的液压原理和控制逻辑。研究结果表明,闭式液压举升系统的能量回收和释放功能可有效降低海洋钻井系统的装机功率,显著提高钻井和下放隔水管的作业效率;钻柱补偿功能的集成可降低系统的采购和运行成本。研究结果对后续产品的国产化具有一定的指导意义。

为减少波浪升沉运动对浮式钻井平台/船深水钻探作业的影响,在结合半主动型天车升沉补偿系统优点的基础上,设计了新型增距式天车升沉补偿装置.介绍了该补偿装置的工作原理,重点介绍了该补偿装置的结构方案和设计特色.研究结果表明,该补偿装置能够增加液缸的稳定性和使用寿命,具有响应速度快、补偿精度高、系统能耗低的优点,能有效提_钻井效率.