升沉补偿系统作为海洋浮式钻井平台的关键设备之一,不仅能提高钻井效率及安全性,而且能够延长钻井设备的使用寿命。升沉补偿系统主要包括钻杆柱补偿和隔水管系统补偿。但由于升沉补偿系统是集机、电、气、液、自动控制、智能检测为一体的多学科高技术产品,具有高技术、高投入、高风险等特点,长期以来其技术一直被国外发达国家所垄断。
升沉补偿的种类和细分
海洋浮式钻井平台在波浪作用下除前后左右发生摇摆外,还将产生上下升沉运动。这种随波浪周期性上下升沉的运动,将引起钻杆柱和隔水管系统周期性的上下运动。钻杆柱周期性上下运动将使大钩拉力增大或减小,直接影响井底钻压的变化。井底钻压的变化不利于钻进,而且当钻压降到一定限度时,将使钻头脱离井底,无法持续钻进。隔水管系统周期性上下运动,将使其失效或井口装置脱离井底。因此,为了保证浮动钻井平台正常钻进提高钻井效率,就必须采用升沉补偿系统,以减少钻杆柱和隔水管系统与海底的相对运动,并保持恒定的张力载荷。通常海洋浮式钻井平台升沉补偿系统主要包括:钻杆柱补偿和隔水管系统补偿2个方面。钻杆柱补偿根据安装位置和结构又可分为伸缩钻杆升沉补偿、游车大钩升沉补偿、天车升沉补偿、快绳、死绳升沉补偿和绞车升沉补偿等几种形式。
数字液压升沉补偿的优势
无论各式深沉补偿,最终都离不开执行器件性能作为基础保证。再好的结构、再好的算法,如果最终执行器件性能无法体现高响应和高精度,最终构成的补偿系统就无法满足实际使用需要。
数字液压由于响应速度高、精确度好、环境耐受力强,结合先进的补偿控制算法及电气控制系统,在海洋钻井升沉补偿系统应用中,相比传统液压控制器件,具有巨大的综合优势。
数字液压技术推动海洋工程向数字化、信息化和智能化迈进。