通用控制器在二次单元波浪补偿绞车的应用

二次单元系统具有响应快和节能效果好等优点,在主动波浪补偿领域应用广泛。针对一型二次单元波浪补偿绞车,对其控制系统进行优化分析,选用通用控制器实现关键过程控制,对硬件选型、软件架构等进行设计,并进行动态补偿试验。结果表明:文章所采用的通用控制器控制方案,与原控制方案相比,可以进一步提升二次单元波浪补偿绞车的动态补偿性能,为通用控制器应用的可行性提供了可靠依据。

浮式钻井补偿绞车方案设计和性能仿真

为提高海洋钻井作业的综合性能,开展电驱动绞车补偿系统的方案设计和控制策略研究。针对国外单绞车补偿系统,提出一种基于双绞车的升沉补偿方案,钻机游动轮系的运动和受力完全对称,具有传动效率高、安全性好等特殊优势。设计系统关键结构参数,并基于能量流分析对绞车升沉补偿工作能力及其影响因素进行理论计算和分析,提出一种基于位移补偿方式的钻井运动联合控制方案,采用外环平台升沉位移和井底钻压闭环、内环矢量变频电机转速闭环的串级结构,选择合适的外环控制算法,并利用基于Simulation X的系统模型开展控制性能仿真研究。结果表明双绞车补偿系统在不同钻井工况下的补偿能力较强,钻井作业窗口较宽;该系统运行稳定,可以实现升沉补偿与自动送钻运动的联合控制,满足海洋钻井要求。

二次控制波浪补偿绞车系统的建模与仿真

二次控制波浪补偿系统具有响应快和节能效果好等优点,在主动波浪补偿领域应用广泛。针对一型波浪补偿绞车的需求,根据系统计算和元器件选型情况,在AMESim软件中建立二次控制波浪补偿绞车系统的动态仿真模型,对3级海况下系统的补偿情况进行仿真研究。结果表明:所设计的二次控制波浪补偿绞车系统补偿精度较高,并能达到较好的节能效果,仿真模型可为后续设备生产提供理论指导。

波浪补偿绞车故障树分析及安全措施

波浪补偿绞车是用于船舶和海上设施的专用设备。文章针对波浪补偿绞车可能发生的故障,建立故障树模型,提出故障检查分析的方法,并通过故障处理实例进行验证,实现了故障的快速排除,并总结安全措施,保证绞车的可靠工作。

1000 hp主动钻井升沉补偿绞车的研制

概述了钻井升沉补偿绞车系统的技术现状,介绍了国内外补偿绞车的发展情况。对主动补偿绞车的特点和补偿原理进行了介绍,研制了一种交流变频电驱动的1000 hp主动钻井升沉补偿绞车,适用于4000 m勘察船。对补偿绞车的补偿原理、设计计算、联合仿真进行了技术分析。补偿绞车的厂内试验表明,补偿绞车的补偿速度、补偿精度达到设计要求,对海洋补偿绞车的发展起到重要指导作用。

波浪补偿绞车稳态和动态特性的试验研究

在海上施工、科研考察和海洋平台等领域中广泛运用波浪补偿绞车技术。本文介绍了一种波浪补偿绞车组成、工作原理及试验方案。通过试验,分析了波浪补偿绞车开环和闭环控制下的稳态和动态特性,运用频率分析仪对波浪补偿绞车机、电、液系统的开环和闭环系统进行系统辨识,掌握了波浪补偿绞车机电液系统的近似传递函数。最后提出了试验应该注意的事项,以为工程实际提供试验研究和分析手段。

JC-30DBT型海洋补偿绞车设计与分析

在深海钻井作业时,钻机系统由于受到波浪作用导致无法控制钻压,影响作业效率或损坏钻具。分析了目前升沉补偿装置的几种形式。补偿绞车的提升功能与升沉补偿功能可以集成一体,少占用平台甲板面积,具有操作、调节方便等优势。以常规JC-30DB型绞车为基础,对其进行了提升能力和绞车补偿能力的设计计算,优化设计了JC-30DBT型补偿绞车。利用有限元软件对绞车晃动现象进行分析,将绞车架左右立柱在原来的基础上加强,保证绞车架强度和刚度足够,解决了晃动过大的问题。

双变量直驱容积控制绞车型升沉补偿系统的仿真和实验研究

提出了一种基于双变量直驱泵控马达容积控制的绞车型升沉补偿系统。建立双变量直驱容积控制绞车型升沉补偿系统的模型试验台,介绍其测控系统的组成和控制器的设计。利用AMESim软件建立试验台的仿真模型。通过仿真和模拟试验研究,对双变量直驱容积控制绞车型升沉补偿系统的补偿效果进行分析。仿真和试验结果表明,该型补偿系统可以实现升沉补偿的功能。证明了该绞车型补偿系统的方案是可行的,但是补偿性能还有待进一步提高。

主动补偿钻井绞车技术在南海深水现场应用分析

本文介绍了主动式钻井绞车补偿的结构,补偿原理,通过分析与常规补偿系统在现场应用的对比,并对主动补偿钻井绞车在现场运用所产生的问题进行分析。

海洋浮式钻井平台绞车升沉补偿系统设计

在国外主动式绞车补偿方案的基础上,研发了一种具有自主知识产权的新型海洋浮式钻井平台半主动式绞车升沉补偿装置。通过设计新型绞车升沉补偿系统的结构与参数,分析了系统功率配置、节能效果与解耦控制的机理。研究结果表明:采用液压蓄能节能与电液联合驱动的方式可降低系统能耗;通过合理设计补偿绞车驱动装置结构及控制策略可实现钻柱升沉补偿运动与自动送钻运动的合成及解耦控制。通过建立补偿系统的数学模型并进行补偿性能仿真的结果显示,该系统具有良好补偿效果。

海洋浮式钻井液压绞车升沉补偿系统设计

为了降低海洋钻井电动绞车补偿系统的能耗、实现升沉补偿运动与自动送钻运动的解耦控制,开展了补偿绞车的节能方法及控制策略研究。针对系统大惯性、大负载的特点,提出一种基于混合动力与液压能量回收的新型液压绞车补偿系统,通过被动液压马达承担钻柱的部分静载荷,通过液压二次调节元件克服运动过程中的其余载荷,同时利用液压蓄能器实现对系统位能与动能的周期性回收与再利用。提出一种基于升沉-送钻双位移闭环控制的软件解耦控制策略;设计了液压绞车补偿系统的串级控制结构;建立了补偿系统的仿真模型并研制了一套补偿绞车原理样机。仿真与实验结果表明,液压绞车补偿系统的解耦控制效果良好,相对于电动绞车补偿系统的节能效果明显。

绞车型升沉补偿模拟试验台虚拟样机

为弥补物理样机参数修改和试验结果观察不便、运行成本高等不足,开展了绞车型升沉补偿模拟试验台虚拟样机的研究。在Simcenter 3D motion中完成多体动力学模块建模,用AMESim完成液压控制系统建模,在主仿真平台MATLAB/Simulink中完成主控制器的建模,最后基于联合仿真接口实现3个软件的联合仿真,搭建了试验台的虚拟样机。仿真与试验结果对比表明,所建立的试验台虚拟样机模型准确,能较真实反映原物理样机模型,为进一步优化绞车型升沉补偿系统的设计参数和控制策略、提高补偿精度提供了验证平台,同时该虚拟样机搭建方法也为其他复杂机电液系统的仿真提供有益参考。

直驱容积控制绞车型升沉补偿系统动力机构的仿真与实验

搭建了直驱容积控制绞车型升沉补偿系统动力机构的试验台,介绍了动力机构所用A10VG型闭式变量泵的工作原理。利用AMESim软件建立变量泵和动力机构试验台的仿真模型,对变量泵的排量调节机构的动作过程和控制电流-排量特性进行了仿真分析,对动力机构的静态特性、动态特性、换向特性进行仿真和实验研究。仿真和实验结果表明:建立的直驱容积控制绞车型升沉补偿系统动力机构的仿真模型和参数设置是基本准确的,但仍需进一步优化和完善。研究结果为绞车型升沉补偿系统的后续深入研究提供了依据。

超深浮式钻井绞车型升沉补偿系统绞车体结构设计

介绍一种超深浮式钻井绞车型升沉补偿系统的原理。对绞车体进行了参数计算和结构设计,采用Solid Works建立了绞车体的三维实体模型,利用ANSYS Workbench进行了绞车体的有限元分析。结果表明:结构布局合理,结构强度符合静力学要求。研究结果将为绞车型升沉补偿系统的结构设计提供参考。

基于液压回路的绞车升沉补偿装置研究

通过介绍常规的天车补偿系统和新型的游车大钩补偿系统的液压回路,以及相应的工作原理。进一步对现有的绞车补偿装置的液压回路作了改进。通过与天车补偿装置、游车大钩补偿装置从组成元件、结构特点、工作方式和工作原理等方面进行对比分析,得出了绞车补偿比常规的天车补偿和游车补偿响应速度更快,补偿精度更高。并且绞车补偿装置的液压系统可以有效地提高补偿效率。

浮式钻井补偿系统标准适用性研究

本文分析了天车式钻柱补偿系统、主动补偿钻井绞车和直接作用式隔水管张紧系统三种浮式钻井补偿系统适用的法规、船级社规范和工业标准的要求。在法规方面,分析了美国、挪威国家政府的对应法规规定;对于船级社规范方面,分析了中国船级社、美国船级社和挪威船级社规范中的对应技术要求;在工业标准方面,分析了ISO、IEC、API、NORSOK及ASME等标准的要求。本项研究为浮式钻井补偿装置的设计、制造和调试在法规、规范标准层面提供了技术衡准。