钻柱补偿器隔离阀升级应用分析

深水钻井平台在钻井作业的时候,为补偿钻柱的升沉,需要使用到钻柱补偿系统。补偿系统中,隔离阀的作用及其关键,其主要的目的是在钻柱破断的时候,迅速隔断补偿液缸的主液压回路,避免在钻柱破断时,高压气推动活塞杆冲击缸体顶盖和天车上冲,保证补偿系统及游动系统的本质安全,本文主要介绍隔离阀的升级应用,通过更新更为灵敏的检测模块,能显著提高钻柱补偿器的安全性,并为类似平台的补偿器升级提供一定的借鉴参考。

半潜式钻井平台钻柱补偿方式探讨

钻柱补偿是半潜式钻井平台的一个重要的补偿系统,其补偿方式有很多种,并且有着不同的性能特点,了解和研究钻柱补偿方式对与深海石油的开发有着积极地作用。通过介绍钻柱补偿的种类和作用,分析了现在主流的三款典型钻杆补偿方式的参数和特点,最后探讨了钻柱补偿的选型依据。

基于升沉预测的钻柱补偿装置仿真研究

为减小大洋钻探过程中井底钻压波动,提高钻柱补偿装置的补偿精度,开展了基于非水动力学船舶升沉预测方法的仿真研究。首先以船舶姿态传感器的升沉位移信号为输入,建立基于卡尔曼滤波的升沉预测模型,然后利用AMESim平台搭建450T死绳端钻柱补偿装置仿真模型,通过仿真的形式实现波浪信号的采集、处理和预测,再对引入升沉预测前、后的补偿性能进行对比分析,并针对升沉预测时间和海况对补偿性能的影响展开深入探讨。仿真结果表明:采用卡尔曼滤波进行升沉预测的方法计算量小、实时性高,能有效进行短期的升沉预测;升沉预测的引入可减小井底钻压波动、提高补偿性能,理想情况下,预测时间在0.4 s左右时补偿性能最优,而对于补偿精度要求高的场合,应在较好的海况作业且开启升沉预测为宜。研究结果可为钻柱补偿装置设计和控制系统优化提供一定的指导。

浮式钻井平台钻柱升沉补偿系统研究

在前人研究基础上提出一种半主动浮式钻井平台钻柱升沉补偿方案,将被动补偿能耗低和主动补偿精度高的特点有机结合在一起。建立系统数学模型,在仿真基础上,设计并搭建升沉补偿试验台,进行被动、主动和半主动的升沉补偿试验。结果表明,基于蓄能器的半主动升沉补偿系统收敛速度快,性能稳定,补偿效果较好,可以补偿平台97%的升沉运动。

浮式钻井平台钻柱升沉补偿系统能耗分析

针对海洋浮式钻井平台,设计了被动、主动、半主动三种升沉补偿方案,通过搭建试验台,实验研究了不同补偿方式的能耗,分析了能耗产生原因。实验数据表明:被动补偿方式不消耗能量,主动补偿能耗最大;在相同补偿效果前提下,半主动补偿方式能耗较低,值得推广。

天车式半主动钻柱升沉补偿系统多学科仿真分析

为了对天车式半主动钻柱升沉补偿系统样机设计方案进行原理验证,基于SimulationX多学科仿真软件构建了液气回路和多体机械系统联动模型,分别针对被动补偿工况、主被动联合工况和液压介质发生泄漏的工况开展动态响应分析研究。研究表明:该天车式半主动钻柱升沉补偿系统的补偿精度、蓄能器压力波动、被动补偿液压缸结构稳定性达到设计目标和规范的要求。液压介质泄漏量较小时,系统仍能保持补偿功能,符合船级社相关规范的要求。研究结果为我国天车式半主动钻柱升沉补偿系统的研制提供参考。

180 t钻柱升沉补偿装置补偿功能试验研究

为了验证180 t主被动联合式钻柱升沉补偿装置的补偿性能是否满足设计要求,研制了采用逆向试验方法的补偿功能试验台。该试验台针对180 t钻柱升沉补偿装置的结构和功能特点,并对比正向和逆向试验方案对试验设备的需求以及对补偿精度测量的影响设计而成。反向模拟钻柱升沉补偿装置的使用工况,实现了180 t钻柱升沉补偿装置的补偿功能试验。该试验方案具有能耗低、结构简单和易于操作的特点,同时可用于开展具有主动补偿功能的天车型和游车型钻柱升沉补偿系统的补偿功能试验研究。试验数据与结果可为钻柱升沉补偿装置的现场应用提供参考。

60t钻柱升沉补偿装置的研制及应用

针对"海洋地质十号"勘察船钻探系统液压举升式门式井架的结构特点,开发了60 t钻柱升沉补偿装置。该装置采用了倒立油缸直驱技术、双阀组安全控制技术及任意位置悬停技术等多项创新技术。对60 t钻柱升沉补偿装置进行了补偿载荷和静载荷试验,试验结果表明相关设计参数达到了预定设计要求。作为国产首台套投入海洋实战作业的补偿装置,成功完成了在水深100 m、钻探取样深度150 m的作业任务,满足了用户的勘察钻探需求。60 t钻柱升沉补偿装置的成功研制及应用使我国拥有了具有自主知识产权的钻柱升沉补偿装置,推动了我国深水勘探开发用钻井平台关键设备的国产化进程。

DC450/900-T型天车钻柱升沉补偿装置设计

以DC450/900-T型天车钻柱升沉补偿装置为例,介绍了总体结构和工作原理。分析了主要技术参数及确定方法。建立摆臂机构简化模型,分析了摆臂夹角与摇杆长度的关系,确定了摇杆和连杆的最佳长度。分析认为:通过增大摆臂机构偏心距和滑块位移,可以增大传动角。对片架导轨进行力学分析,得出片架导轨受到的最大载荷来源于天车钻柱升沉补偿装置在锁紧状态下的最大静载荷。

基于水下安装工况的液缸举升系统仿真分析

该文依托新型液缸举升系统,研究隔水管柱下放水下防喷器和钻柱下放水下采油树的数学模型,以探究钻柱补偿功能辅助水下设备精准操作的可行性和性能。在AMESim软件平台上搭建液缸举升系统水下安装工况仿真模型,进行4级海况下开启和关闭主动钻柱补偿时水下安装工况的仿真研究,分析单次提升下放操作的最大安全操作高度,探讨不同海况对于水下安装作业的影响。研究表明:液缸举升系统因其自身具备的主动补偿功能,大幅提高了水下安装作业的安全性,作业海况对水下安装的作业窗口和极限操作高度均有较大影响。该研究结果可为液缸举升系统的国产工程化落地及现场应用提供一定的理论指导。

浮式钻井平台被动升沉补偿装置设计

设计了浮式钻井平台被动式升沉补偿装置,进行了系统的受力分析,建立了AMESim仿真模型,研究了负载和蓄能器体积变化对补偿效果的影响。仿真结果表明被动式升沉补偿装置具有一定的补偿效果,但系统蓄能器体积较大,补偿存在滞后现象。采用相似原理建立了实验装置,进行了不同升沉幅值的实验研究,实验数据和仿真曲线符合较好,表明该模拟实验台设计合理,建立的仿真模型准确。

浮式钻井平台补偿系统的建模与分析

在前人研究的基础上对浮式钻井平台钻柱主动补偿系统的关键装置建立数学模型。对主动补偿系统重要组成部分——动力部分和控制部分进行分析,在理论分析的基础上提出对这两部分的改进建议,为进一步提高升沉补偿系统的能力及精度提供了理论依据。

深水钻井平台钻机选型与优化研究

针对深水钻井平台的钻机选型及布局优化问题,首先对深水钻井系统的组成以及特点进行分析,对其组成设备分别进行选型研究。在此基础上,使用分解-协调理论,根据钻井系统布局优化的基本目标和原则,对其布局优化问题进行研究,为深水钻井平台钻机系统的选型和布局优化奠定基础。研究表明:钻井系统主要由四部分组分,分别是井架、钻柱补偿、张进系统以及隔水管,在进行设备选型的过程中,需要根据深海作业区域的特点进行选择;由于深水钻井平台对安全性的要求较高,所以在进行布局优化的过程中,推荐使用分解-协调方法中的主从型分解设计方法。

基于AMESim的闭式液缸举升系统仿真研究

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。

海洋闭式液缸举升系统关键技术研究

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。

康迪泰克推出多款高性能高压软管

康迪泰克橡胶工业有限公司推出多款高性能高压软管。

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。