波浪补偿装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种波浪补偿装置，包括控制单元、被动补偿单元、主动补偿单元和传感器单元；传感器单元的数据输出端连接控制单元的数据采集端；被动补偿单元中第一被动液压油缸和第二被动液压油缸对称设置在大钩的两端；主动补偿单元包括倒置连接于大钩的主动液压油缸和主动供油控制模块，主动供油控制模块的进油口用于连接油泵的第一出油口，第一出油口连接主动液压油缸的主动有杆腔油口，第二出油口连接主动液压油缸的主动无杆腔油口，第一受控端连接控制单元的第一供油控制端，第二受控端连接控制单元的第二供油控制端；本发明专利技术结合被动补偿和主动补偿，提高了补偿精度，减少了动力能源的投入，能更好地适应海况恶劣且钻柱负载大的深海钻井。

Wave compensator

The invention discloses a wave compensating device, which comprises a control unit, a passive compensation unit, active compensation unit and sensor unit; data acquisition terminal data sensor unit is connected with the output end of the control unit; the first passive hydraulic cylinder and second passive compensation unit is operated at both ends of hydraulic cylinder are arranged symmetrically in the hook; active compensation unit including active hydraulic cylinder and active fuel control module is connected to the inverted hook, oil supply control module into the active pump port for connection to the first oil outlet, a first oil outlet is connected with a driving hydraulic cylinder active rod chamber oil port, second oil outlet is connected with a driving hydraulic cylinder active non rod chamber oil first, the end of the first oil control controlled terminal is connected with the control unit, second oil control terminal second controlled end connected with the control unit; the invention is combined with passive Compensation and active compensation improve the compensation accuracy, reduce the input of power energy, and can better adapt to deep-sea drilling with bad sea conditions and heavy load of drill string.

【技术实现步骤摘要】
波浪补偿装置
本专利技术涉及波浪补偿领域，尤其涉及一种波浪补偿装置。
技术介绍
随着经济的发展，地球上的油气资源正在枯竭，油气的开采开始转向海洋，特别是向深海水域延伸。进行海洋钻井作业时，钻井船和大钩会在海浪的作用下产生周期性升沉运动，相应的，钻柱也会产生相应的升沉运动，从而引起钻压的变化，这可能导致钻头脱离井底，使得钻井作业暂停，甚至可能损坏钻头，造成巨大的经济损失。为此，现有技术多在钻井设备中增设波浪补偿装置来解决上述问题。然而，现有的波浪补偿装置的补偿精度较低，仅能适用于海况较好的浅海钻井作业，当进行深海钻井作业时，海况较为恶劣，钻井船和大钩的升沉幅度较大，仍可能出现钻井作业暂停或损坏钻头等问题；另外，深海钻井作业需要使用较长的钻柱，钻柱负载大，现有的波浪补偿装置将需要耗费大量的动力能源，使用成本高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种波浪补偿装置，能够更好地适应海况恶劣且钻柱负载大的深海钻井作业。为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种波浪补偿装置，包括控制单元、被动补偿单元、主动补偿单元和传感器单元；所述控制单元具有数据采集端、第一供油控制端和第二供油控制端；所述传感器单元具有数据输出端；所述数据输出端连接所述控制单元的数据采集端；所述被动补偿单元包括第一蓄能器、第二蓄能器、高压工作气瓶、以及对称设置在大钩的两端的第一被动液压油缸和第二被动液压油缸；所述第一被动液压油缸具有第一被动无杆腔油口和用于连接所述大钩的一端的第一被动活塞杆，所述第二被动液压油缸具有第二被动无杆腔油口和用于连接所述大钩的另一端的第二被动活塞杆；所述第一被动无杆腔油口通过所述第一蓄能器连接所述高压工作气瓶的气体进出口，所述第二被动无杆腔油口通过所述第二蓄能器连接所述高压工作气瓶的气体进出口；所述主动补偿单元包括倒置连接于所述大钩的主动液压油缸和用于控制油泵和所述主动液压油缸之间的供油通路的连通和隔断的主动供油控制模块；所述主动液压油缸具有主动有杆腔油口、主动无杆腔油口和用于连接所述大钩的主动活塞杆；所述主动供油控制模块具有第一受控端、第二受控端、第一出油口、第二出油口、以及用于连接所述油泵的第一出油口的进油口；所述主动有杆腔油口连接所述第一出油口，所述主动无杆腔油口连接所述第二出油口，所述第一受控端连接所述控制单元的第一供油控制端，所述第二受控端连接所述控制单元的第二供油控制端。优选地，所述波浪补偿装置还包括充气控制单元；所述控制单元还具有充气控制端；所述充气控制单元包括第一控制气阀、第二控制气阀、控制气体调压阀、低压控制气瓶、第三控制气阀、第一电控阀、第一气动执行器、工作气体导通阀、工作气体调压阀、以及用于连接空压机的出气口的总进气口；所述第一气动执行器用于控制所述工作气体导通阀的开启和关闭；所述总进气口通过第一控制气阀连接所述工作气体导通阀的进气口，所述总进气口还通过所述第二控制气阀连接所述控制气体调压阀的进气口；所述控制气体调压阀的低压气体出口连接所述低压控制气瓶的气体进出口；所述低压控制气瓶的气体进出口还通过所述第三控制气阀连接所述第一电控阀的进气口；所述第一电控阀的出气口通过所述第一气动执行器连接所述工作气体导通阀，所述工作气体导通阀的出气口通过所述工作气体调压阀连接所述高压工作气瓶的气体进出口；所述第一电控阀的控制信号输入端连接所述控制单元的充气控制端。优选地，所述充气控制单元还包括第四控制气阀、第二电控阀、第二气动执行器和工作排气阀；所述控制单元还具有第一排气控制端；所述第二气动执行器用于控制所述工作排气阀的开启和关闭；所述工作排气阀的进气口连接所述工作气体导通阀的进气口；所述低压控制气瓶的气体进出口还通过所述第四控制气阀连接所述第二电控阀的进气口，所述第二电控阀的出气口通过所述第二气动执行器连接所述工作排气阀；所述第二电控阀的控制信号输入端连接所述控制单元的第一排气控制端。优选地，所述被动补偿单元还包括第一被动供油控制模块；所述第一被动供油控制模块包括第一调压溢流阀、第二调压溢流阀、第一过滤器、第二过滤器和第一电液换向阀；所述控制单元还具有第三供油控制端和第四供油控制端；所述第一调压溢流阀的进油口用于连接所述油泵的第二出油口，所述第一调压溢流阀的出油口连接所述第一过滤器的进油口，所述第一调压溢流阀的回油口连接所述第二过滤器的进油口；所述第二过滤器的出油口用于连接油箱；所述第二调压溢流阀的进油口用于连接油泵的第三出油口，所述第二调压溢流阀的出油口连接所述第一过滤器的进油口，所述第二调压溢流阀的回油口连接所述第二过滤器的进油口；所述第一过滤器的出油口连接所述第一电液换向阀的进油口；所述第一电液换向阀的第一出油口连接所述第一被动无杆腔油口，所述第一电液换向阀的第二出油口连接所述第二被动无杆腔油口，所述第一电液换向阀的第一控制信号输入端连接所述控制单元的第三供油控制端，所述第一电液换向阀的第二控制信号输入端连接所述控制单元的第四供油控制端。优选地，所述第一被动液压油缸还具有第一被动有杆腔油口，所述第二被动液压油缸还具有第二被动有杆腔油口；所述被动补偿单元还包括第二被动供油控制模块；所述第二被动供油控制模块包括第三调压溢流阀、第四调压溢流阀、第三过滤器、第四过滤器、第二电液换向阀和第三电液换向阀；所述控制单元还具有第五供油控制端、第六供油控制端、第七供油控制端和第八供油控制端；所述第三调压溢流阀的进油口用于连接油泵的第二出油口，所述第三调压溢流阀的出油口连接所述第三过滤器的进油口，所述第三调压溢流阀的回油口连接所述第四过滤器的进油口；所述第四调压溢流阀的进油口用于连接油泵的第三出油口，所述第四调压溢流阀的出油口连接所述第三过滤器的进油口，所述第四调压溢流阀的回油口连接所述第四过滤器的进油口；所述第四过滤器的出油口用于连接油箱；所述第三过滤器的出油口连接所述第二电液换向阀的进油口和所述第三电液换向阀的进油口；所述第二电液换向阀的第一出油口连接所述第一被动无杆腔油口，所述第二电液换向阀的第二出油口连接所述第一被动有杆腔油口，所述第二电液换向阀的第一控制信号输入端连接所述控制单元的第五供油控制端，所述第二电液换向阀的第二控制信号输入端连接所述控制单元的第六供油控制端；所述第三电液换向阀的第一出油口连接所述第二被动无杆腔油口，所述第三电液换向阀的第二出油口连接所述第二被动有杆腔油口，所述第三电液换向阀的第一控制信号输入端连接所述控制单元的第七供油控制端，所述第三电液换向阀的第二控制信号输入端连接所述控制单元的第八供油控制端。优选地，所述被动补偿单元还包括第一安全隔离阀和第二安全隔离阀；所述控制单元还具有隔离控制端；所述第一安全隔离阀设置在所述第一被动无杆腔油口和所述第一蓄能器之间，且所述第一安全隔离阀的控制信号输入端连接所述控制单元的隔离控制端；所述第二安全隔离阀设置在所述第二被动无杆腔油口和所述第二蓄能器之间，且所述第二安全隔离阀的控制信号输入端连接所述控制单元的隔离控制端。优选地，所述被动补偿单元还包括工作气瓶电控阀和工作气瓶排气阀；所述控制单元还具有第二排气控制端；所述工作气瓶电控阀的进气口连接所述高压工作气瓶的排气口，所述工作气瓶电控阀的出气口连接所述工作气瓶排气阀，所述工作气瓶电控阀的控制信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波浪补偿装置，其特征在于，包括控制单元、被动补偿单元、主动补偿单元和传感器单元；所述控制单元具有数据采集端、第一供油控制端和第二供油控制端；所述传感器单元具有数据输出端；所述数据输出端连接所述控制单元的数据采集端；所述被动补偿单元包括第一蓄能器、第二蓄能器、高压工作气瓶、以及对称设置在大钩的两端的第一被动液压油缸和第二被动液压油缸；所述第一被动液压油缸具有第一被动无杆腔油口和用于连接所述大钩的一端的第一被动活塞杆，所述第二被动液压油缸具有第二被动无杆腔油口和用于连接所述大钩的另一端的第二被动活塞杆；所述第一被动无杆腔油口通过所述第一蓄能器连接所述高压工作气瓶的气体进出口，所述第二被动无杆腔油口通过所述第二蓄能器连接所述高压工作气瓶的气体进出口；所述主动补偿单元包括倒置连接于所述大钩的主动液压油缸和用于控制油泵和所述主动液压油缸之间的供油通路的连通和隔断的主动供油控制模块；所述主动液压油缸具有主动有杆腔油口、主动无杆腔油口和用于连接所述大钩的主动活塞杆；所述主动供油控制模块具有第一受控端、第二受控端、第一出油口、第二出油口、以及用于连接所述油泵的第一出油口的进油口；所述主动有杆腔油口连接所述第一出油口，所述主动无杆腔油口连接所述第二出油口，所述第一受控端连接所述控制单元的第一供油控制端，所述第二受控端连接所述控制单元的第二供油控制端。...

【技术特征摘要】
1.一种波浪补偿装置，其特征在于，包括控制单元、被动补偿单元、主动补偿单元和传感器单元；所述控制单元具有数据采集端、第一供油控制端和第二供油控制端；所述传感器单元具有数据输出端；所述数据输出端连接所述控制单元的数据采集端；所述被动补偿单元包括第一蓄能器、第二蓄能器、高压工作气瓶、以及对称设置在大钩的两端的第一被动液压油缸和第二被动液压油缸；所述第一被动液压油缸具有第一被动无杆腔油口和用于连接所述大钩的一端的第一被动活塞杆，所述第二被动液压油缸具有第二被动无杆腔油口和用于连接所述大钩的另一端的第二被动活塞杆；所述第一被动无杆腔油口通过所述第一蓄能器连接所述高压工作气瓶的气体进出口，所述第二被动无杆腔油口通过所述第二蓄能器连接所述高压工作气瓶的气体进出口；所述主动补偿单元包括倒置连接于所述大钩的主动液压油缸和用于控制油泵和所述主动液压油缸之间的供油通路的连通和隔断的主动供油控制模块；所述主动液压油缸具有主动有杆腔油口、主动无杆腔油口和用于连接所述大钩的主动活塞杆；所述主动供油控制模块具有第一受控端、第二受控端、第一出油口、第二出油口、以及用于连接所述油泵的第一出油口的进油口；所述主动有杆腔油口连接所述第一出油口，所述主动无杆腔油口连接所述第二出油口，所述第一受控端连接所述控制单元的第一供油控制端，所述第二受控端连接所述控制单元的第二供油控制端。2.如权利要求1所述的波浪补偿装置，其特征在于，所述波浪补偿装置还包括充气控制单元；所述控制单元还具有充气控制端；所述充气控制单元包括第一控制气阀、第二控制气阀、控制气体调压阀、低压控制气瓶、第三控制气阀、第一电控阀、第一气动执行器、工作气体导通阀、工作气体调压阀、以及用于连接空压机的出气口的总进气口；所述第一气动执行器用于控制所述工作气体导通阀的开启和关闭；所述总进气口通过第一控制气阀连接所述工作气体导通阀的进气口，所述总进气口还通过所述第二控制气阀连接所述控制气体调压阀的进气口；所述控制气体调压阀的低压气体出口连接所述低压控制气瓶的气体进出口；所述低压控制气瓶的气体进出口还通过所述第三控制气阀连接所述第一电控阀的进气口；所述第一电控阀的出气口通过所述第一气动执行器连接所述工作气体导通阀，所述工作气体导通阀的出气口通过所述工作气体调压阀连接所述高压工作气瓶的气体进出口；所述第一电控阀的控制信号输入端连接所述控制单元的充气控制端。3.如权利要求2所述的波浪补偿装置，其特征在于，所述充气控制单元还包括第四控制气阀、第二电控阀、第二气动执行器和工作排气阀；所述控制单元还具有第一排气控制端；所述第二气动执行器用于控制所述工作排气阀的开启和关闭；所述工作排气阀的进气口连接所述工作气体导通阀的进气口；所述低压控制气瓶的气体进出口还通过所述第四控制气阀连接所述第二电控阀的进气口，所述第二电控阀的出气口通过所述第二气动执行器连接所述工作排气阀；所述第二电控阀的控制信号输入端连接所述控制单元的第一排气控制端。4.如权利要求1所述的波浪补偿装置，其特征在于，所述被动补偿单元还包括第一被动供油控制模块；所述第一被动供油控制模块包括第一调压溢流阀、第二调压溢流阀、第一过滤器、第二过滤器和第一电液换向阀；所述控制单元还具有第三供油控制端和第四供油控制端；所述第一调压溢流阀的进油口用于连接所述油泵的第二出油口，所述第一调压溢流阀的出油口连接所述第一过滤器的进油口，所述第一调压溢流阀的回油口连接所述第二过滤器的进油口；所述第二过滤器的出油口用于连接油箱；所述第二调压溢流阀的进油口用于连接油泵的第三出油口，所述第二调压溢流阀的出油口连接所述第一过滤器的进油口，所述第二调压溢流阀的回油口连接所述第二过滤器的进油口；所述第一过滤器的出油口连接所述第一电液换向阀的进油口；所述第一电液换向阀的第一出油口连接所述第一被动无杆腔油口，所述第一电液换向阀的第二出油口连接所述第二被动无杆腔油口，所述第一电液换向阀的第一控制信号输入端连接所述控制单元的第三供油控制端，所述第一电液换向阀的第二控制信号输入端连接所述控制单元的第四供油控制端。5.如权利要求1所述的波浪补偿装置，其特征在于，所述第一被动液压油缸还具有第一被动有杆腔油口，所述第二被动液压油缸还具有第二被动有杆腔油口；所述被动补偿单元还包括第二被动供油控制模块；所述第二被动供油控制模块包括第三调压溢流阀、第四调压溢流阀、第三过滤器、第四过滤器、第二电液换向阀和第三电液换向阀；所述控制单元还具有第五供油控制端、第六供油控制端、第七供油控制端和第八供油控制端；所述第三调压溢流阀的进油口用于连接油泵的第二出油口，所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏士斌，林洪山，丘秉焱，陈莉，罗兴民，陈世明，张吉，杨元兵，杜巧玲，
申请(专利权)人：广州文冲船厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44