基于升沉预测的钻柱补偿装置仿真研究

• 作者: 李欢 付俊 范松 陈涛 李鹏 郑万里
• 来源期刊: 石油机械
• 关键词: 钻柱补偿装置 升沉预测 卡尔曼滤波 钻压波动 仿真
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 海洋石油装备|OFFSHORE PETROLEUM EQUIPMENT
• 页码范围: 57-64
• 页数: 8页
• 分类号: TE951
• 语种: 中文
• DOI: 10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2021.03.009

摘要

为减小大洋钻探过程中井底钻压波动,提高钻柱补偿装置的补偿精度,开展了基于非水动力学船舶升沉预测方法的仿真研究.首先以船舶姿态传感器的升沉位移信号为输入,建立基于卡尔曼滤波的升沉预测模型,然后利用AMESim平台搭建450T死绳端钻柱补偿装置仿真模型,通过仿真的形式实现波浪信号的采集、处理和预测,再对引入升沉预测前、后的补偿性能进行对比分析,并针对升沉预测时间和海况对补偿性能的影响展开深入探讨.仿真结果表明:采用卡尔曼滤波进行升沉预测的方法计算量小、实时性高,能有效进行短期的升沉预测;升沉预测的引入可减小井底钻压波动、提高补偿性能,理想情况下,预测时间在0.4 s左右时补偿性能最优,而对于补偿精度要求高的场合,应在较好的海况作业且开启升沉预测为宜.研究结果可为钻柱补偿装置设计和控制系统优化提供一定的指导.