[发明专利]一种升沉补偿绞车的试验方法

说明书

本发明公开了一种升沉补偿绞车的试验方法，步骤包括：1)启动信号模拟系统，控制油缸的活塞杆带动顶板做升沉运动；信号模拟系统将加速度信号传给升沉补偿系统，将模拟信号传给信号处理器；2)升沉补偿系统接收到加速度信号后，发出一个控制信号给执行机构和信号处理器；3)执行机构接收到控制信号，变频电机带动绞车上提及下放，将钩载位移信息的动作信号及时传递给信号处理器；4)信号处理器对模拟信号、控制信号和动作信号进行比较分析，通过观察该三个信号之间的拟合度情况，判断升沉补偿绞车的补偿性能是否达到要求，如果没有达到要求则需要调试直至符合使用要求。本发明方法简单易行，方便试验，而且功能设置全面。

技术领域

本发明属于石油钻采设备试验技术领域，涉及一种升沉补偿绞车的试验方法。

背景技术

当浮式钻井平台(船)进行石油钻井或张紧固定于海底的物体时，平台(船)受海浪或潮汐产生上、下升沉运动，从而影响井底的钻压的变化，不利于钻进，为了保证正常钻进，提高钻井生产率与质量，就必须加装升沉补偿装置。升沉补偿绞车作为升沉补偿装置中的一种类型，其最主要的特征是将绞车和钻柱补偿系统集成为一体，具备以下方面的优势：响应速度快；补偿行程大；传动简单，故障率低；维护方便，占用空间小。

升沉补偿绞车采用交流变频电机主动补偿技术，多台电机联合驱动，通过传感器将钻柱位置及船体升沉信号送入控制器，控制器经过计算，实时控制绞车电机的转速与转向，最终控制主动补偿绞车的提升与下放，达到主动补偿的目的。

目前，针对升沉补偿装置的功能试验方法有两种：正向试验和反向试验。1)正向试验，即拖动补偿装置上下运动，检测补偿装置下端所配挂负载的运动情况，该方法比较直观，但是要拖动重量较大的补偿装置整体进行运动，能耗太大，试验情况复杂，实施起来很困难。2)反向试验，即固定补偿装置不动，输入信号发生器给定的升沉位移信号，升沉补偿系统控制执行机构实时跟随升沉信号运动，检测负载的运动与输入位移信号的偏差，如果偏差小，证明补偿效果较好。此种方法耗资小，易于实现。但是，目前普遍使用的方法缺少对船体运动检测和分析的试验验证，而该部分却是整个升沉补偿系统的核心，因此不能全面检测升沉补偿绞车的补偿性能。

发明内容

本发明的目的在于提出一种升沉补偿绞车的试验方法，解决了现有技术操作不方便，花费较大，不能够对船体运动检测和分析进行试验验证的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种升沉补偿绞车的试验方法，依赖于一种实验装置，该试验装置的结构是，包括信号模拟系统和执行机构，信号模拟系统的模拟信号接入信号处理器中，信号模拟系统的加速度信号接入升沉补偿系统中；升沉补偿系统的控制信号接入信号处理器中，同时，升沉补偿系统的控制信号接入执行机构中；执行机构的动作信号接入信号处理器中；信号处理器通过逻辑判断与升沉补偿系统和执行机构控制连接，

所述的信号模拟系统的结构是，包括固定的底板和上下移动的顶板，底板和顶板之间串装有多个导向柱，使得顶板能够沿导向柱上下移动；底板上的主连接座与控制油缸的缸体底座铰接，控制油缸的活塞杆端头与顶板滑动接触，控制油缸的活塞杆端头处安装有加速度传感器；底板上的两个辅助连接座分别与一个辅助油缸的缸体底座铰接，两个辅助油缸的活塞杆接耳均与控制油缸缸体中部的双耳座铰接；在顶板的一角外沿安装有位移传感器A，

所述的执行机构的结构是，包括变频电机，变频电机的输入端接受控制信号，变频电机输出轴与绞车同轴传动连接，从绞车引出的钢索接入游吊系统中，游吊系统向下吊挂有钩载，钩载上设置有位移传感器B，

基于上述的试验装置，本方法按照以下步骤实施：

步骤1、启动信号模拟系统，给出一个输入的虚拟升沉信号，驱动控制油缸的活塞杆实时跟随虚拟升沉信号运动；控制油缸的活塞杆端头与顶板之间做相对滑动，带动顶板做升沉运动，来模拟升沉信号；

两个辅助油缸在跟随控制油缸动作的同时，限制控制油缸动作范围，以免控制油缸的活塞杆端头脱离与顶板的接触；