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：石油机械, 2021, 49(03): 57-64.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2021.03.009

• 钻柱补偿装置
• 升沉预测
• 卡尔曼滤波
• 钻压波动
• 仿真

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。

• 单位
  宝鸡石油机械有限责任公司