[发明专利]钻柱升沉补偿系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种海洋平台用钻柱升沉补偿装置。

背景技术

钻柱升沉补偿装置作为浮式平台钻井系统的一个关键装置，其主要作用是阻隔船体在波浪作用下运动对钻柱的影响，减小钻柱和防喷器之间的磨损。为了作业的安全可靠。

发明内容

本发明解决的技术问题提供一种钻柱升沉补偿系统，为了作业的安全可靠,其可在阻隔船体在波浪作用下运动对钻柱的影响，减小钻柱和防喷器之间的磨损。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种钻柱升沉补偿系统，包括钻柱补偿装置本体、主动补偿控制器、储能器、主气阀、调压阀、压缩机、储气罐、补偿液压站。

本发明中所述主动补偿器包括由所述钻柱补偿装置本体所设的两套主动补偿液缸、主动补偿控制阀、主动补偿液压站。

本发明中所述被动补偿器包括由钻柱补偿装置本体所设的两套被动补偿液缸、储能器、主气阀、调压阀、压缩机、储气罐、被动补偿液压站。

本发明的有益效果：

本发明可在阻隔船体在波浪作用下运动对钻柱的影响，减小钻柱和防喷器之间的磨损。

附图说明

图1为本发明的系统流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图所示，一种钻柱升沉补偿系统，包括钻柱补偿装置本体、主动补偿控制器、储能器4、主气阀、调压阀5、压缩机6、储气罐、补偿液压站。

本发明中的主动补偿器包括由所述钻柱补偿装置本体所设的两套主动补偿液缸1，主动补偿控制阀3、主动补偿液压站10。主动补偿器，即当船上浮时，多余的油液通过液压马达倒转，将工作液缸的液体抽出并排入上腔，使活塞增加向上推力，以平衡油气储能器被压缩后气体增加的压力，从而使补偿装置液缸内的被压液体压力不至明显增大）；当船下沉时，用变量泵自动使工作液缸充油（或使液马达正转）以保持液缸的压力不变，达到补偿钻柱升沉目的。

本发明中被动补偿器包括由钻柱补偿装置本体所设的两套被动补偿液缸2、储能器4、主气阀、调压阀5、压缩机6、储气罐、被动补偿液压站9。被动补偿系统的工作原理，压缩机6向备用储气罐7充气，根据钩载的不同调压阀5通过换算调整工作储气罐8的压力。勘察船受海浪或潮汐作用上升时，靠船的举升力拉伸被动补偿液缸9活塞，将储能器4的气体压缩以储存能量。当船受海浪或潮汐作用下沉时，储能器4释放能量，以补偿钻柱的升沉。即补偿器工作的能量来源于船的升沉，故其几乎不消耗动力。被动补偿液压站仅仅用于系统泄漏、操作过程中液体有损失时进行补液的作用。为了使补偿精度更加精确，在设有被动补偿系统的同时，也设有主动补偿系统，。

钻柱升降补偿系统可视为在等温条件下工作，即气体的压缩和膨胀是缓慢发生的（有足够的散热时间），当气体容积被压缩小一倍，则气体的压力增加一倍，故容积与压力是反比关系。在补偿时，为了减少由于行程变化而引起的补偿力变化的误差，必须增大储能器气体部分的容积（并联若干气罐）。但这不可避免的导致设备的庞大。负荷变化误差（钻压变化），当并联的气罐越多，补偿装置工作压力越高，则负荷变化误差越小，其钻压误差通常为±3%—±5%。

为了使补偿精度更加精确，在设有被动补偿系统的同时，也设有主动补偿系统，所谓的主动补偿系统，即当船上浮时，多余的油液通过液压马达倒转，将工作液缸的液体抽出并排入上腔，使活塞增加向上推力，以平衡油气储能器被压缩后气体增加的压力，从而使补偿装置液缸内的被压液体压力不至明显增大）；当船下沉时，用变量泵自动使工作液缸充油（或使液马达正转）以保持液缸的压力不变，达到补偿钻柱升沉目的。即主动补偿系统的工作是靠动力驱动工作的，消耗能量较大，但其产生的负荷变化误差（钻压变化），主动型的钻压误差可降为±0.5%或更小。