復(fù)合缸式天車升沉補償關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、在進行深海石油鉆井作業(yè)時,浮式鉆井船或半潛式鉆井平臺在海浪作用下產(chǎn)生縱蕩、橫蕩、升沉、縱搖、橫搖和艏搖6個自由度的運動。其中升沉會使得部分鉆柱隨浮式鉆井平臺進行升沉運動,導(dǎo)致鉆頭與井底之間的鉆壓發(fā)生變化,降低了效率,增加了成本,影響鉆井作業(yè)的順利進行。在惡劣的海況下,鉆頭甚至會提離井底,引發(fā)鉆井事故。因此,浮式鉆井平臺上需要配備一套升沉補償裝置,用以減小平臺升沉運動對鉆井作業(yè)的不利影響。
　　 為了確定天車升沉補償系統(tǒng)關(guān)鍵部件搖

2、擺裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù),基于Simulink軟件系統(tǒng),建立了搖擺裝置的數(shù)學模型,對天車、補償缸和搖臂裝置進行了系統(tǒng)動力學數(shù)值模擬,分析了搖擺裝置鋼絲繩傾角、鋼絲繩對天車作用力與天車位移之間的相互關(guān)系,搖臂裝置兩個搖臂夾角與補償缸受力狀態(tài)的關(guān)系。研究表明,搖擺裝置的搖臂長度、搖臂下臂固定鉸鏈點位置等結(jié)構(gòu)參數(shù)對天車的運動規(guī)律、受力狀態(tài)和補償性能具有較大影響,天車從最低臨界位置向最高臨界位置運動過程中,補償缸受力隨兩搖臂夾角的增大先減小后增大。計算

3、得到了搖擺裝置各搖臂的長度,確定了搖臂下臂固定鉸鏈點的位置參數(shù)、補償缸固定鉸鏈點的位置參數(shù)。
　　 根據(jù)復(fù)合式液壓缸對天車作用力的變化規(guī)律及液壓缸的設(shè)計方法確定了復(fù)合式液壓缸內(nèi)、外缸的內(nèi)外徑、壁厚、行程、活塞尺寸、油口尺寸等結(jié)構(gòu)參數(shù)。根據(jù)補償液壓缸的壓力、氣體狀態(tài)方程及最大功率與蓄能器體積的關(guān)系確定了蓄能器的體積為15m3。分析了隔離閥系統(tǒng)的工作原理、特性,確定了隔離閥主閥、感應(yīng)閥、液控換向閥、常開閥的結(jié)構(gòu),其他閥的型號。