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[发明专利]一种深水隔水管系统反冲控制方法、系统及硬件设备-CN202210403989.5在审
发明人：刘秀全;刘兆伟;王向磊;畅元江;陈国明 -专利权人：中国石油大学（华东）
申请日： 2022-04-18 - 公布日： 2022-07-08 - 主分类号： E21B19/00 文献下载
摘要：本发明涉及海洋油气开发技术领域，公开了一种深水隔水管系统反冲控制方法、系统及硬件设备。该方法首先对深水隔水管系统进行简化等效，得到三维的深水隔水管系统等效物理模型，根据三维的深水隔水管系统等效物理模型建立描述深水隔水管系统动力学状态的数学模型，接着确定深水隔水管系统反冲控制的约束条件，制定反冲控制策略，最后根据描述深水隔水管系统动力学状态的数学模型，考虑反冲控制的约束条件，结合反冲控制策略设计深水隔水管系统反冲控制器。本发明的深水隔水管系统反冲控制方法更贴近工程实际。
一种深水水管系统反冲控制方法硬件设备

[发明专利]一种深水钻井隔水管系统振动主动控制系统-CN201710128115.2有效
发明人：刘秀全;聂振宇;陈国明;刘福来;畅元江;傅景杰;郑健 -专利权人：中国石油大学（华东）
申请日： 2017-03-06 - 公布日： 2019-03-01 - 主分类号： G05D19/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种深水钻井隔水管系统振动主动控制系统，其特征在于：它包含传感器，作动器，信号处理模块，控制模块；采用传感器监测深水钻井隔水管系统振动信息，然后通过信号处理模块确定隔水管系统振动的响应谱，识别深水钻井隔水管系统振动激发模态，并基于模态叠加法完成隔水管系统振动响应和载荷重构，确定隔水管系统所需控制载荷；通过控制模块将控制载荷转换为压电作动器所需电压，并将控制电压输入到压电作动器，通过正对称和反对称布置作动器可同时实现深水钻井隔水管系统横向振动和纵向振动的主动控制，从而避免了因隔水管系统振动而产生的一系列问题，达到控制深水钻井隔水管系统失效的目的。
一种深水钻井水管系统振动主动控制系统

[发明专利]一种基于遗传算法的深水钻井隔水管系统浮力块配置优化方法-CN201810069100.8有效
发明人：刘秀全;王向磊;张慎颜;姬景奇;郑健;陈国明;畅元江 -专利权人：中国石油大学（华东）
申请日： 2018-01-24 - 公布日： 2021-04-09 - 主分类号： E21B17/01 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于遗传算法的深水钻井隔水管系统浮力块配置优化方法，其特征在于以下步骤：S1：以隔水管系统浮力块配置作为优化变量，以基因编码的方式表征所述隔水管系统浮力块配置；S2：建立隔水管系统涡激疲劳分析模型，确定隔水管系统任意位置处的涡激疲劳损伤；S3：确定不同海流流速的发生概率，以减小隔水管系统长期涡激疲劳损伤为目标建立隔水管系统浮力块配置优化目标函数；S4：建立基于遗传算法的浮力块配置优化方法，通过基因的自然选择本发明可用于快速准确的确定具有较好涡激抑制效果的深水钻井隔水管系统浮力块配置方案。
一种基于遗传算法深水钻井水管系统浮力配置优化方法

[发明专利]基于数字孪生的海洋隔水管系统悬挂作业决策方法及系统-CN202210452546.5在审
发明人：刘秀全;李彦伟;胡鹏基;刘兆伟;邱娜;王向磊;畅元江;陈国明 -专利权人：中国石油大学（华东）
申请日： 2022-04-27 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明提供了基于数字孪生的海洋隔水管系统悬挂作业决策方法及系统，属于海洋油气开发技术领域，应用于由海洋环境系统、钻井平台以及隔水管系统组成的海洋隔水管耦合系统的物理实体结构，布置用于监测所述海洋隔水管耦合系统的物理实体结构的传感器组，所述决策方法包括：通过所述传感器组获得原始监测数据建立物理实体结构模型；获得实时的监测数据建立所述物理实体结构的数字孪生模型；引入钻井平台航行路径及航速、隔水管系统配置及悬挂模式，结合隔水管耦合系统数字孪生模型与极限性能参数，提出了隔水管系统的悬挂作业决策模型，基于多目标优化算法做出实时准确的悬挂作业决策，保障隔水管系统的安全高效悬挂作业。
基于数字孪生海洋水管系统悬挂作业决策方法

[发明专利]隔水管内气侵早期声波监测方法及系统-CN201611178631.8有效
发明人：车小花;赵华刚;乔文孝;鞠晓东;曾联波;赵宏林;卢俊强;门百永;段文星 -专利权人：山东天元信息技术股份有限公司;中国石油大学(北京)
申请日： 2016-12-19 - 公布日： 2018-05-08 - 主分类号： E21B47/107 文献下载
摘要：本发明提供了一种隔水管内气侵早期声波监测方法及系统，该隔水管内气侵早期声波监测系统包括：隔水管系统以及声波测量系统；所述隔水管系统设置于海水中，所述隔水管系统由内向外的介质依次为水眼、钻柱、隔水管内混合流体及隔水管；所述声波测量系统由套设在所述隔水管外侧的至少一个发射换能器及多个接收换能器组成，所述发射换能器用于在所述隔水管内外空间激发声场，在所述隔水管本体材料内产生声波，所述接收换能器接收所述声波，并根据所述接收到的声波判断隔水管内的混合流体中含气量的变化
水管内气侵早期声波监测方法系统

[发明专利]一种模拟在平台运动激励下隔水管力学特性的装置及方法-CN202110210326.7有效
发明人：盛磊祥;许亮斌;刘书杰;畅元江;李朝玮;张楠;张慎颜;陈国明 -专利权人：中国海洋石油集团有限公司;中海油研究总院有限责任公司
申请日： 2021-02-24 - 公布日： 2023-01-03 - 主分类号： G01N3/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种模拟在平台运动激励下深水隔水管力学特性的装置及方法，包括钻井平台‑海底模拟系统，包括基础台架、海水模拟系统和平台运动模拟系统；海水模拟系统设置在基础台架内，被配置为模拟海水环境；平台运动模拟系统设置在基础台架的顶部，包括运动平台和驱动机构，运动平台通过驱动机构水平设置在基础台架的顶部，驱动机构被配置为驱动运动平台模拟钻井平台的运动；隔水管系统，设置在海水模拟系统内，隔水管系统的顶端与运动平台连接，隔水管系统的底端通过挠性连接件连接于海水模拟系统的底部；数据采集系统包括设置在隔水管系统上的应变片，设置在挠性连接件上的转角测量器，以及与应变片和转角测量器连接的数据处理器。
一种模拟平台运动激励水管力学特性装置方法

[发明专利]一种海洋隔水管系统多体动力学半实物仿真实验装置-CN201811097925.7有效
发明人：刘秀全;王向磊;张慎颜;窦文婷;刘福来;陈国明;畅元江 -专利权人：中国石油大学（华东）
申请日： 2018-09-20 - 公布日： 2020-11-13 - 主分类号： G09B25/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种海洋隔水管系统多体动力学半实物仿真实验装置，装置包括激励平台、张紧器、伸缩节以及隔水管仿真系统。激励平台采用六自由度实验平台，伸缩节由可相对滑动的内筒和外筒组成，张紧器液压缸顶端与激励平台连接，张紧器液压缸底端与伸缩节连接，隔水管仿真部分采用液压系统与计算机控制相结合的方式，首先通过传感器将运动信息传递给隔水管动力学仿真系统，然后隔水管动力学仿真系统计算隔水管系统动力学响应并确定隔水管系统对伸缩节的反作用力，并通过液压系统施加反作用力。采用半实物仿真的方式构建平台‑张紧器‑伸缩节‑隔水管多体动力学实验装置，既能准确模拟海洋隔水管多体系统之间的耦合机理，又可节省实验装置的成本。
一种海洋水管系统动力学实物仿真实验装置

[发明专利]一种深水钻井隔水管与悬挂系统联动试验装置-CN202110928112.3在审
发明人：刘秀全;李彦伟;孙合祥;刘兆伟;王向磊;陈国明;畅元江;许亮斌;李朝玮;盛磊祥 -专利权人：中国石油大学（华东）
申请日： 2021-08-13 - 公布日： 2021-11-05 - 主分类号： G01M13/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种深水钻井隔水管与悬挂系统联动试验装置，该装置包括运动激励系统、悬挂系统、隔水管系统。运动激励系统包含六自由度激励平台与传感器。悬挂系统包含液压缸执行机构与液压系统。液压缸执行机构中的液压缸由内筒与外筒组成并由卡盘固定于六自由度激励平台，液压缸内筒中空，短节从内筒中心穿过，短节底部经转动法兰连接隔水管系统。隔水管系统由多根隔水管试验单根依次连接，底部悬挂底部总成模型。在六自由度平台振动的同时由PLC控制器控制二位三通电磁换向阀及节流阀以实现液压缸的伸出缩回动作及速度，带动隔水管系统动作。试验装置中安装多种传感器，由高性能计算机与PLC控制器实现监测，得到隔水管与悬挂系统耦合动力学特性。该试验装置结构简单，通用性强，可通过数据反演得到实际海洋环境下的隔水管与悬挂系统耦合动力学响应规律。
一种深水钻井水管悬挂系统联动试验装置

[发明专利]钻井方法-CN201310464429.1在审
发明人：查尔斯·R·奥贝尔;克里斯蒂安·洛伊希滕贝格;克雷格·W·戈弗雷 -专利权人：哈利伯顿能源服务公司
申请日： 2007-11-07 - 公布日： 2014-02-05 - 主分类号： E21B7/12 文献下载
摘要：一种海上通用隔水管系统。一种隔水管系统，包括阀模块，所述阀模块选择性地允许流体流经流体通道以及防止流体流经流体通道，所述流体通道纵向延伸穿过隔水管柱。锚固装置将阀模块可拆卸地固定在流体通道中。一种构造隔水管系统的方法，包括以下步骤：在流体通道中安装阀模块；及在流体通道中安装至少一个环状密封模块。所述环状密封模块用于防止流体流经所述隔水管柱与设置在所述流体通道中的所述管状柱之间的环状空间。一种隔水管，包括用于各种模块和外部控制系统的壳体，该隔水管柱的尺寸能够通过转盘进行安装。
钻井方法

[发明专利]海上通用隔水管系统-CN200780049409.0有效
发明人：查尔斯·R·奥贝尔;克里斯蒂安·洛伊希滕贝格;克雷格·W·戈弗雷 -专利权人：哈利伯顿能源服务公司
申请日： 2007-11-07 - 公布日： 2009-11-04 - 主分类号： E21B7/12 文献下载
摘要：一种海上通用隔水管系统。一种隔水管系统，包括阀模块，所述阀模块选择性地允许流体流经流体通道以及防止流体流经流体通道，所述流体通道纵向延伸穿过隔水管柱。锚固装置将阀模块可拆卸地固定在流体通道中。一种构造隔水管系统的方法，包括以下步骤：在流体通道中安装阀模块；及在流体通道中安装至少一个环状密封模块。所述环状密封模块用于防止流体流经所述隔水管柱与设置在所述流体通道中的所述管状柱之间的环状空间。一种隔水管，包括用于各种模块和外部控制系统的壳体，该隔水管柱的尺寸能够通过转盘进行安装。
海上通用水管系统

[发明专利]一种新型深水钻井隔水管涡激抑制方法-CN201010244306.3无效
发明人：陈国明;孙友义;谢丽婉;鞠少栋;畅元江;王友华 -专利权人：中国石油大学(华东)
申请日： 2010-07-29 - 公布日： 2011-02-16 - 主分类号： E21B17/10 文献下载
摘要：本发明涉及一种能够有效抑制深水钻井隔水管涡激振动的方法。本发明方法根据浮力块分布形式对隔水管系统涡激振动疲劳特性的影响规律，优化浮力块分布方案，即按1∶3比例自上而下交错配置浮力单根与裸单根，促使深水隔水管系统响应频率由浮力块与隔水管共同控制，避免系统发生涡激共振本发明提供的深水钻井隔水管涡激抑制方法可有效抑制隔水管涡激振动，不需要安装额外的涡激抑制装置，缩短作业周期，节约钻井成本，实现安全性和经济性的统一。
一种新型深水钻井水管抑制方法

[发明专利]一种用于深水钻井的主辅水下系统及其设置方法-CN201210143433.3有效
发明人：徐梓辰;杨进 -专利权人：徐梓辰;中国石油大学(北京)
申请日： 2012-05-10 - 公布日： 2012-09-05 - 主分类号： E21B7/12 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于深水钻井的主辅水下系统及其设置方法，其特征在于：它包括设置在钻井船上的主隔水管系统和隔水套管系统；主隔水管系统包括主隔水管，主隔水管底部设置一带主控制系统的防喷器上部组件；隔水套管系统包括隔水套管，隔水套管底部设置一不配置主控制系统的防喷器上部组件；主隔水管末端引出两条高压管线和一组控制管线，高压管线和控制管线连接轻型防喷器下部组件。本发明在下放防喷器时，由较重的主隔水管下放轻型防喷器下部组件，由较轻的隔水套管下放重型防喷器下部组件，增加了深水钻井的灵活性，可减少下导管钻表层、下表层套管以及上部完井所花的时间。本发明构思巧妙，操作方便，能够提高双钻机钻井系统的作业效率，成本低，可广泛用于深水钻井过程中。
一种用于深水钻井水下系统及其设置方法

[实用新型]一种用于深水钻井的主辅水下系统-CN201220208255.3有效
发明人：徐梓辰;杨进 -专利权人：徐梓辰;中国石油大学(北京)
申请日： 2012-05-10 - 公布日： 2013-05-22 - 主分类号： E21B7/12 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种用于深水钻井的主辅水下系统，其特征在于：它包括设置在钻井船上的主隔水管系统和隔水套管系统；主隔水管系统包括主隔水管，主隔水管底部设置一带主控制系统的防喷器上部组件；隔水套管系统包括隔水套管，隔水套管底部设置一不配置主控制系统的防喷器上部组件；主隔水管末端引出两条高压管线和一组控制管线，高压管线和控制管线连接轻型防喷器下部组件。本实用新型在下放防喷器时，由较重的主隔水管下放轻型防喷器下部组件，由较轻的隔水套管下放重型防喷器下部组件，增加了深水钻井的灵活性，可减少下导管钻表层、下表层套管以及上部完井所花的时间。本实用新型构思巧妙，操作方便，能够提高双钻机钻井系统的作业效率，成本低，可广泛用于深水钻井过程中。
一种用于深水钻井水下系统

[发明专利]一种全覆盖多自由度检修维护隔水管系统及方法-CN202211249864.8在审
发明人：高冠群;赵建亭;曾湛;唐旭东;张鹏飞 -专利权人：中国船舶集团有限公司第七○八研究所
申请日： 2022-10-12 - 公布日： 2023-01-06 - 主分类号： E21B19/14 文献下载
摘要：本发明涉及一种全覆盖多自由度检修维护隔水管系统及方法，包括：主甲板，用于布置隔水管堆场及其检修隔水管的滑道工作篮；隔水管堆场，由多根隔水管堆在一起形成；导向滑轨，布置在隔水管堆场前后，为工作篮提供运动路径；工作篮，布置于导向滑轨上，能沿导向滑轨运动，并设置有转向装置及伸缩机构，能实现多自由度运动，为隔水管堆场进行检查维护工作。本发明全覆盖多自由度检修维护隔水管系统及方法，工作篮运动以及工作人员进行检修工作过程中稳定性增强，保证了工作人员的人身安全，增强了设备的可靠性；通过导向滑轨以及工作篮自身机构间的协作配合，可以实现堆场内所有隔水管区域的全方位覆盖
一种覆盖自由度检修维护水管系统方法

[发明专利]一种旋转型分体式隔水管张紧环-CN201310424647.2有效
发明人：陈才虎;王定亚;肖锐;李爱利;王耀峰 -专利权人：宝鸡石油机械有限责任公司
申请日： 2013-09-16 - 公布日： 2014-01-08 - 主分类号： E21B21/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种旋转型分体式隔水管张紧环，隔水管张紧环设为对称的两半结构，两段直立板分别位于外周立板的圆周两端弦切面，沿外周立板的圆周设有多个提环Ⅲ；外周立板与内周立板之间连有多组翼板；在内周立板内圆中套装有轴承底座本发明的装置采用旋转型分体式结构，与隔水管张紧器和伸缩装置连接配套使用，能够实现隔水管系统张紧，并承载隔水管系统重量。
一种旋转体式水管张紧环

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