[发明专利]被动式波浪补偿装置

说明书

本发明公开了一种被动式波浪补偿装置，包括控制单元、补偿执行单元、传感器单元和供油控制单元；其中，传感器单元包括设置在蓄能器和液压油缸的活塞上的位置传感器；传感器单元的数据输出端连接控制单元的数据采集端，控制单元的第一供油控制端连接供油控制单元的第一受控端，控制单元的第二供油控制端连接供油控制单元的第二受控端，控制单元的第一排气控制端连接设置在高压工作气瓶的排气口处的排气模块的控制信号输入端；本发明能够自动地将蓄能器和液压油缸中的活塞调整至合适的初始位置，简化了调整过程，增加了调整的准确性，有效地提高了工作效率。

技术领域

本发明涉及波浪补偿领域，尤其涉及一种被动式波浪补偿装置。

背景技术

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被动式波浪补偿装置来解决上述问题。

被动式波浪补偿装置是一种依靠海浪的举升力和钻井船自身的重力来控制其液压油缸中的活塞杆的移动，从而压缩和释放其蓄能器中的气体来补偿大钩的升沉位移的被动式波浪补偿装置。通常，在被动式波浪补偿装置进行波浪补偿之前，需要先完成准备工作，即分别为装置中的蓄能器、高压工作气瓶和液压油缸充气和充油，以将蓄能器的活塞和液压油缸的活塞调整至合适的初始位置。

现有的被动式波浪补偿装置需由用户观察活塞的位置，根据活塞的当前位置，手动控制相关的阀门，从而实现活塞的初始位置的调整。然而，现有技术存在诸多不足，例如，在调整过程中，通常需要用户反复地调整阀门，调整过程繁琐，工作效率较低，并且，部分用户的观察能力及操作灵活性较低，这容易造成活塞位置偏差，影响装置的正常使用，更严重地，若用户操作不当，可能会引发危险事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种被动式波浪补偿装置，能够自动地将蓄能器和液压油缸中的活塞调整至合适的初始位置。

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种被动式波浪补偿装置，包括控制单元、补偿执行单元、传感器单元和供油控制单元；

所述控制单元具有第一供油控制端、第二供油控制端、第一排气控制端和数据采集端；

所述补偿执行单元包括第一蓄能器、第二蓄能器、高压工作气瓶、排气模块以及对称设置在大钩的两端的第一液压油缸和第二液压油缸；所述第一液压油缸包括第一无杆腔油口、第一活塞和用于连接所述大钩的第一活塞杆，所述第二液压油缸包括第二无杆腔油口、第二活塞和用于连接所述大钩的第二活塞杆；所述第一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；所述高压工作气瓶的排气口连接所述排气模块的进气口；所述排气模块的控制信号输入端连接所述控制单元的第一排气控制端；

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；所述传感器单元包括设置在所述第一蓄能器的活塞上的第一位置传感器、设置在所述第二蓄能器的活塞上的第二位置传感器、设置在所述第一活塞上的第三位置传感器和设置在所述第二活塞上的第四位置传感器；

所述供油控制单元具有第一受控端、第二受控端、第一出油口、第二出油口和用于连接油泵的第一出油口的进油口，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，所述第一出油口连接所述第一无杆腔油口，所述第二出油口连接所述第二无杆腔油口。

优选地，所述排气模块包括工作气瓶电控阀和工作气瓶排气阀；

所述工作气瓶电控阀的进气口为所述排气模块的进气口，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号输入端为所述排气模块的控制信号输入端。