[发明专利]一种钢丝绳式隔水管张紧器补偿功能试验装置及测试方法

说明书

本发明公开了一种钢丝绳式隔水管张紧器补偿功能试验装置及其补偿功能测试方法，包括水平导轨，水平导轨上安装有滚轮座总成，滚轮座总成上固接有隔水管张紧器，滚轮座总成安装在水平导轨上，滚轮座总成通过连接钢丝绳与游车连接，游车上方安装有钻机综合设备试验台，钻机综合设备试验台通过钻井钢丝绳依次连接有变频绞车、钢丝绳固定装置，本发明真实的模拟钻井工况时张紧器随浮式钻井平台的升沉运动，消除了钢丝绳式隔水管张紧器本体重力产生的附加运动载荷，从而巧妙的将钢丝绳式隔水管张紧器工作时的垂直运动转化为方便、可控的水平运动，极大的降低了补偿功能试验的危险性，提高了经济性。

技术领域

本发明属于海洋石油钻采装备技术领域，涉及一种钢丝绳式隔水管张紧器补偿功能试验装置，还涉及一种钢丝绳式隔水管张紧器补偿功能试验装置的测试方法。

背景技术

隔水管张紧系统是顶部张力浮式钻井平台的一个重要组成部分，它给钻井隔水管系统提供一个恒定的轴向张紧力，当浮式钻井平台受到风、波浪、潮汐、海流等因素的影响而产生各方向的位移时，使施加在隔水管系统上的张紧力保持不变，进而保证隔水管系统管串不出现弯曲、扭转、压缩失稳甚至断裂等损坏现象。

钢丝绳式隔水管张紧器采用一种被动补偿结构，在液缸两端装有滑轮组，液缸体和一端滑轮通过固定架固定在浮动平台上，另一端滑轮固定在液缸活塞上、可随活塞一起实现上下移动，钢丝绳一端固定在固定架，另一端通过绕液缸两端滑轮组及辅助导向滑轮与隔水管串中的张紧环连接。当浮式钻井平台受到风、波浪、潮汐、海流等因素的影响而产生不同方向的位移时，张紧系统使其施加在隔水管系统上的张紧力保持不变，并通过隔水管张紧器的补偿功能实现钻井隔水管系统与钻台井口的相对静止，进而保证隔水管系统管串不发生弯曲、扭转、压缩失稳甚至断裂等损坏。

因此为了保证海洋钻井工程中设备及操作人员的安全，迫切需要一种对钢丝绳式隔水管张紧器的补偿功能进行测试的方法和试验装置，用于验证钢丝绳式隔水管张紧器的张力补偿功能和补偿精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种钢丝绳式隔水管张紧器补偿功能试验装置，能够在非海洋平台环境下，测试钢丝绳式隔水管张紧器的补偿功能。

本发明的另一目的是提供一种钢丝绳式隔水管张紧器补偿功能试验装置的测试方法。

本发明所采用的技术方案是，一种钢丝绳式隔水管张紧器补偿功能试验装置，包括水平导轨，水平导轨上安装有滚轮座总成，滚轮座总成上固接有隔水管张紧器，滚轮座总成安装在水平导轨上，滚轮座总成通过连接钢丝绳与游车连接，游车上方安装有钻机综合设备试验台，钻机综合设备试验台通过钻井钢丝绳依次连接有变频绞车、钢丝绳固定装置。

水平导轨端部安装有拉力传感器，隔水管张紧器上的张紧钢丝绳与拉力传感器连接。

钻机综合设备试验台上固接有天车，钻机综合设备试验台下方安装有游车，连接钢丝绳的一端穿过导向滑轮组与游车连接。

钻井钢丝绳的一端固定于钢丝绳固定装置上，钻井钢丝绳另一端依次穿过天车、游车固定于变频绞车中。

变频绞车设置有变频控制系统。

隔水管张紧器上固接有位移传感器。

本发明所采用的另一种技术方案是，一种钢丝绳式隔水管张紧器补偿功能试验装置的测试方法，具体按以下步骤进行：

步骤1，安装好试验装置，将试验装置调试至工作状态；

步骤2，将试验所需的速度参数、加速度参数，输入至变频绞车的变频控制系统中；

步骤3，通过变频绞车拉动隔水管张紧器在水平导轨上做直线往复运动，模拟隔水管张紧器在海浪载荷下的升沉运动；

步骤4，隔水管张紧器内的液压活塞杆随压力变化不断伸缩，使张紧钢丝绳的张紧力在隔水管张紧器运动过程中保持不变，模拟隔水管张紧器的张紧力补偿动作；