[发明专利]用于钻机举升与升沉补偿的控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于钻机举升与升沉补偿的控制方法及系统，控制系统包括油源、气源、液压控制系统、气压控制系统、平衡系统和举升系统，所述液压控制系统用于控制所述油源供油，从而给所述平衡系统和所述举升系统提供油压，所述气压控制系统用于控制所述气源供气，从而给所述平衡系统提供气压，所述气压控制系统配合平衡系统用于平衡所述举升系统产生的压力变化。本发明实现了起下钻升降和升沉补偿钻进通过一套举升油缸同时进行，减少了井架上额外用于补偿的油缸。

技术领域

本发明涉及钻进设备技术领域，具体地涉及一种用于钻机举升与升沉补偿的控制方法及系统。

背景技术

随着陆地资源的日渐减少，人们逐渐转移目标，将目光放在了丰富的海洋资源上，开发海洋资源离不开海上钻井平台等各种钻井设备，海洋钻探作业环境远比陆地钻探环境复杂，海上钻井平台或其他钻井设备在海浪或海风的作用下，会发生上浮、下沉等动作，影响了钻进效率，增加了钻井成本，甚至造成安全事故。因此，海上钻井平台或钻井船上必须配备一套升沉补偿系统，用来稳定钻井设备进行钻进，减轻钻机载荷。海洋钻机的补偿形式有多种，包括游车补偿系统、天车补偿系统、死绳补偿系统等，特别是采用游动桁架的伸缩油缸连接顶驱桁架实现升沉补偿的方式，会导致井架活动软管繁多，不利于设备简化以及日常维护。同时，复杂、繁重的游动桁架的升沉补偿伸缩油缸，会缩短举升油缸的钻具提升行程，以及在钩载方面降低了钻进工作的安全钻深。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、可实现一套举升油缸同时进行起下钻升降和升沉补偿钻进的用于钻机举升与升沉补偿的控制方法及系统。

本发明公开的一种用于钻机举升与升沉补偿的控制方法及系统采用的技术方案是:

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种用于钻机举升与升沉补偿的控制系统，所述控制系统包括油源、气源、液压控制系统、气压控制系统、平衡系统和举升系统。

所述液压控制系统用于控制所述油源供油，所述气压控制系统用于控制所述气源供气，所述气压控制系统配合所述平衡系统用于平衡所述举升系统产生的压力变化。

所述举升系统包括固设在钻井平台或钻井船上的第一举升油缸、第二举升油缸和钢丝绳。

所述第一举升油缸包括第一活塞腔、设置于第一活塞腔内的第一活塞和第一活塞杆，所述第一活塞杆的一端固定在所述第一活塞上，所述第一活塞杆伸出所述第一活塞腔的另一端固定有第一游动天车，所述第一活塞将所述第一活塞腔分为第一有油腔和第一无油腔，所述第一活塞杆位于所述第一无油腔内，所述第一有油腔通过管道连接所述液压控制系统和所述平衡系统，所述第一无油腔的腔壁上开设有与空气连通的第一防尘过滤通孔。

所述第二举升油缸包括第二活塞腔、设置于第二活塞腔内的第二活塞和第二活塞杆，所述第二活塞杆的一端固定在所述第二活塞上，所述第二活塞杆伸出所述第二活塞腔的另一端固定有第二游动天车，所述第二活塞将所述第二活塞腔分为第二有油腔和第二无油腔，所述第二活塞杆位于所述第二无油腔内，所述第二有油腔通过管道连接所述液压控制系统和所述平衡系统所述第二无油腔的腔壁上开设有与空气连通的第二防尘过滤通孔。

所述第一游动天车和所述第二游动天车上绕设有所述钢丝绳，所述钢丝绳的两端固设在钻井平台或钻井船上，所述钢丝绳位于第一游动天车和第二游动天车之间的部分吊装有顶驱桁架，所述顶驱桁架上安装有顶驱。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种用于钻机举升与升沉补偿的控制方法，所述控制方法基于上述所述的用于钻机举升与升沉补偿的控制系统运行，所述控制方法具体包括：

控制液压控制系统导通油源至平衡系统一端和举升系统之间的通道且泵入液压油，使平衡系统一端形成设定内压；

控制液压控制系统截止油源至平衡系统一端和举升系统之间的通道；