復合缸式鉆井升沉補償系統(tǒng)的設計研究.pdf

1、深海石油開發(fā)大多采用半潛式平臺、鉆井船等浮式鉆井裝置進行鉆井作業(yè)。由于海浪的作用，鉆井平臺會產生升沉運動。而平臺的升沉會帶動鉆柱一起運動，從而引起井底鉆壓的不穩(wěn)定，降低鉆頭的使用壽命，甚至被迫停工，增加了鉆井成本。因此，需要采用升沉補償系統(tǒng)對鉆柱升沉運動進行補償。
　　 為研究大鉤位移量與鉆壓變化量間的關系，本文建立了鉆柱系統(tǒng)的動力學模型，應用級數(shù)法求解了鉆柱系統(tǒng)的振動微分方程，得到了大鉤位移量與鉆壓變化間的關系。通過Matla

2、b編程進行數(shù)值計算得到，在鉆柱長度為10000m時，大鉤位移允許的最大值為83.8mm。
　　 在對現(xiàn)有升沉補償系統(tǒng)分析和研究的基礎上，本文提出了基于復合缸的鉆井升沉補償系統(tǒng)設計方案，設計計算了系統(tǒng)的主要結構參數(shù)和液壓系統(tǒng)參數(shù)，建立了系統(tǒng)的數(shù)學模型，在此基礎上建立了系統(tǒng)的Simulink仿真模型并進行了仿真研究。仿真結果表明，升沉補償系統(tǒng)的工作氣瓶體積可取為12m3，系統(tǒng)的補償效果較好，可滿足鉆井過程中各種工藝的要求，并且能耗較