[发明专利]船载浮动钻井设施和用于操作船载浮动钻井设施的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于操作船载浮动钻井设施的方法，该船载浮动钻井设施包括用于放出和卷绕钻绳的绞车、包括用于动态定位船载浮动钻井设施的多个推进器，并包括用于操作推进器和绞车的至少一个发电机。本发明进一步涉及一种船载浮动钻井设施，包括用于放出和卷绕钻绳的绞车、包括用于动态定位船载浮动钻井设施的多个推进器，并包括用于操作推进器和绞车的至少一个发电机。

背景技术

船载浮动钻井设施（如钻探船或半潜式钻井平台）是已配备有钻井装备的海运船。船载浮动钻井设施通常用于深水中新油井或天然气井的勘探钻井，但还能够用于科研钻井。它们能够在高达3500-4000 m的水深钻井。大多数船载浮动钻井设施配备有动态系统，以保持在井上方的位置。

动态定位系统为计算机控制系统，以通过使用自带螺旋桨和推进器来自动保持船载浮动钻井设施的位置和航向。位置参考传感器结合运动传感器、风力传感器和陀螺仪，对动态定位系统的计算机提供有关影响其位置的环境力的大小和方向的信息。

动态定位系统中工作的计算机程序包含船载浮动钻井设施的数学模型，其包括有关船载浮动钻井设施的风和海流阻力以及船载浮动钻井设施的推进器的位置的信息。该知识结合传感器信息，允许计算机计算每个推进器所需的转向角和推进器输出。这允许在由于水深、海底管线或钻井装备密集或其他问题而不能下锚和锚定的海中进行操作。

动态定位或者可以是绝对的，这是因为船载浮动钻井设施的位置锁定在海底上方的一个固定点，或者可以是相对于某种移动物体（如船只或其他水下交通工具）而言的。船载浮动钻井设施还能够被定位在朝向风、波浪和水流的有利角度。

这种船载浮动钻井设施包括用于放出和卷绕钻绳的绞车，因而，绞车可包括至少一个驱动器。而且，船载浮动钻井设施包括多个螺旋桨或推进器，用于对船载浮动钻井设施进行动态定位。进一步地，船载浮动钻井设施包括一个或更多发电机，用于产生操作推进器和绞车的电流。

船载浮动石油钻井设施（例如半潜式钻井平台或钻探船）趋向于具有有效升沉补偿的电操作绞车。这用于在钻井期间在钻头上保持恒定压力。这产生了对处于海浪频率的大振动负载的需要。

迄今为止，通过从船载发电机获得功率并消耗制动电阻器中的制动能量已解决了该问题。这消耗了制动电阻器中的大量能量。而且，这对发电机产生了可变负载，因而燃料效率低下，而且还产生了电压和频率不稳定的可能性。

发明内容

待解决的问题是要提供一种用于操作船载浮动钻井设施的方法以及一种船载浮动钻井设施，其实现了在推进器和绞车操作期间使得来自船载浮动钻井设施发电机的功率取出（power pull）尽可能保持稳定，并因而使得能能实现船载浮动钻井设施的低燃料消耗。

本发明的问题通过具有权利要求1所述特征的用于操作船载浮动钻井设施的方法、以及通过具有权利要求10所述特征的船载浮动钻井设施而得以解决。本发明的优点、特征、细节、方面和效果由从属权利要求、说明书和附图给出。结合用于操作船载浮动钻井设施的方法描述的特征和细节同样适用于船载浮动钻井设施，反之亦然。

根据本发明的第一方面，上述问题通过用于操作船载浮动钻井设施的方法得以解决，该船载浮动钻井设施包括用于放出和卷绕钻绳的绞车，包括用于动态定位船载浮动钻井设施的多个推进器，并包括用于操作推进器和绞车的至少一个发电机，其中所述方法的特征在于以下步骤：

a）测量绞车在至少一定时段内的功率消耗，确定绞车在至少一定时段内的功率振荡和功率消耗的大小，

b）基于绞车的功率消耗的测量结果生成功率振荡信号，因而，功率振荡信号代表绞车在一定时段内的功率振荡和功率消耗的大小，

c）生成反振荡信号，该反振荡信号代表具有与绞车的功率振荡相反相位特性的功率振荡，

d）将所述反振荡信号分配到所述推进器，

e）调节推进器的功率消耗以适应所述反振荡信号。