CN102305039B - 一种连续油管升沉补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续油管升沉补偿装置，包括设置在浮体上的油管卷筒，及用于提升悬挂在油管上的载荷的升降装置，所述油管卷筒与载荷之间设置有载荷悬点，所述载荷悬点用以将从油管卷筒上导出的油管导向至载荷所需的牵引方向，所述升降装置连接有测量装置，所述测量装置确定当前起伏运动，所述测量装置与中央控制器相连，所述浮体上设置有导管机构，所述导管机构可调节油管卷筒与载荷悬点之间油管的长度，通过导管机构对油管卷筒与载荷悬点之间油管段的长度进行预留及收放，在实现沉降补偿的同时，保持油管卷筒与载荷悬点之间油管段的张紧力恒定，避免了由于油管卷筒往复卷放而造成的疲劳损伤，增加了油管的使用寿命。

Description

一种连续油管升沉补偿装置

技术领域

本发明涉及一种可升沉浮体上牵引绳索的补偿装置，尤其是针对石油钻井设备领域中，设置在海洋钻井浮体上的连续油管升沉补偿装置。

背景技术

随着海洋石油开采的快速发展和连续油管技术的日益成熟，目前已有越来越多的连续油管钻机应用与浮式钻井平台。浮式钻井平台在波浪的作用下产生周期性上下升沉运动，浮式钻井平台的升沉运动导致整个钻井系统随之产生上下升沉运动，这种周期性升沉运动带来的加速度增加了连续油管上所受的张力，如果连续油管工作在其极限许用应力附近，可能会导致连续油管的张力超出其许用应力，从而引起连续油管的破坏。

此外，这种周期性升沉运动也会导致钻压的不稳定，从而不利于钻进，甚至损坏钻具，因此，必须在海洋平台用连续油管钻井系统上增加升沉补偿装置，抵消升沉运动带来的加速度，防止连续油管的破坏。

申请号为：200910203462.2、申请日为：2009年5月21日的发明专利《具有主动起伏补偿的起重机控制系统》公开了一种具有主动起伏补偿的起重机控制系统，用于设置在浮动体上的起重机，所述起重机包括用于提升悬挂在绳索上的载荷的升降装置，所述起重机控制系统具有：测量装置，所述测量装置根据传感器数据确定当前起伏运动；预测装置，所述预测装置参考所确定的当前起伏运动并参考起伏运动模型来预测载荷悬点的未来运动；以及载荷路径控制，所述载荷路径控制基于所顶测的载荷悬点的运动而致动所述起重机的升降装置、由此至少部分地补偿载荷由海浪引起的运动。通过预测装置，基于所确定的当前起伏运动和起伏运动模型而可以考虑载荷悬点的未来运动，从而当致动升降装置时，载荷悬点的这种运动通过绳索长度的变化而得到补偿，并且载荷沿着预期路径移行。但其仍存在以下不足之处：起重机控制系统在进行主动起伏补偿时，位于绳索卷筒与载荷悬点之间的绳索段在升降装置的牵引下往复卷放，易对绳索造成疲劳损伤；同时，在卷放过程中绳索所受的张力大大增加，绳索易因所受张力极易超出其许用应力，对绳索造成破坏。尤其在石油开采领域中，连续油管钻机上所采用的油管的强度较低，极易因循环应力及应力过大造成应力疲劳或损坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种在主动起伏补偿时，连续油管完全通过在连续油管卷筒上往复卷放、且在补偿过程中，连续油管所受的张力更加均匀的升沉补偿装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种连续油管升沉补偿装置，包括设置在浮体上的油管卷筒，及用于提升悬挂在油管上的载荷的升降装置，所述油管卷筒与载荷之间设置有载荷悬点，所述载荷悬点用以将从油管卷筒上导出的油管导向至载荷所需的牵引方向，所述升降装置连接有测量装置，所述测量装置用以确定当前起伏运动，所述测量装置与中央控制器相连，所述浮体上设置有导管机构，所述导管机构可调节油管卷筒与载荷悬点之间油管的长度。

所述导管机构包括悬臂和导管器，所述悬臂一端与浮体铰接，所述导管器设置在悬臂的自由端，所述悬臂与浮体间设置有导管机构调整油缸。采用这样的结构，通过悬臂与浮体铰接，在导向机构调整油缸的驱动下，位于悬臂自由端的导管器随悬臂摆动，使得导管器可与油管接触，并可推动油管，调节位于油管卷筒与载荷悬点之间的油管段的长度。其中，导管器可以是铰接在悬臂自由端的滑轮。

所述油管上设置有注入头，所述浮体上设置有注入头导向架，所述浮体与注入头间设置有注入头调整油缸，所述注入头可在注入头导向架沿竖直方向相对移动。采用这样的结构，以注入头为载荷悬点，油管通过注入头实现导向至载荷所需的牵引方向，并在注入头导向架与注入头相配合下，实现沿竖直方向的相对移动。

所述悬臂与油管卷筒同轴铰接。采用这样的结构，可以使导管机构在调节位于油管卷筒与载荷悬点之间的油管段的长度时，导管机构向油管施加的推力的增幅固定，进一步增加油管的耐用性。

所述测量装置为加速度传感器。采用这样的结构，根据加速度传感器所测得的船体升沉信息，反馈给中央处理器处理并进行补偿。

所述导管机构调整油缸与比例换向阀相连，所述比例换向阀接有油箱，所述比例换向阀的控制端与中央控制器相连。采用这样的结构，浮体的升沉信号经处理后通过第一电磁换向阀驱动导管机构进行补偿。当浮体下降时，油管卷筒与载荷间的油管长度增加，为了保持油管所受张力及其在井下的油管长度基本稳定，比例换向阀驱动导管机构推动注入头上升并牵引油管，使位于油管卷筒与载荷悬点之间的油管段的长度增加，平衡油管所受的张力及位于井下的油管长度；此时若不采用导向装置对油管进行补偿，位于井下的油管因长度增加致使油管卷曲，极易与油管周围的物体发生碰撞从而损坏油管；

当浮体上升降时，油管卷筒与载荷间的油管的长度缩短，为了保持油管所受张力及其在井下的油管长度基本稳定，通过比例换向阀向阀保持或换向驱动导管机构推动注入头上升并牵引油管，使位于油管卷筒与载荷悬点之间的油管段的长度减小，平衡油管所受的张力及位于井下的油管长度；此时若不采用导向装置对油管进行补偿，位于井下的油管因长度骤减，将钻井头的载荷提起，影响正常工作；同时，油管因受到拉力时发生拉伸形变，当拉力超过油管的许用应力时，极易损坏油管乃至将油管拉断。

所述比例换向阀与导管机构调整油缸之间设置有双向平衡阀，所述比例换向阀与油箱间设置有第一溢流阀，所述第一溢流阀与比例换向阀之间设置有第一液压泵，所述第一溢流阀与比例换向阀之间设置有单向阀，所述第一液压泵上设置有与中央控制器相连的第一电动机。采用这样的结构，可以使补偿过程更加平稳，进一步增加油管的寿命和耐用性。

所述注入头调整油缸与电磁换向阀相连，所述电磁换向阀接有油箱，所述电磁换向阀的控制端与中央控制器相连；所述注入头调整油缸与比例电磁阀相连，所述比例电磁阀与油箱相连，所述比例电磁阀的控制端与中央控制器相连；采用这样的结构，可以进一步对注入头与载荷之间段的油管进行补偿，使注入头与载荷之间段的油管所受张力在小幅度范围内变化。

所述比例电磁阀包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端和控制端，所述注入头调整油缸的有杆腔与比例电磁阀的第二输入端相连，所述注入头调整油缸的无杆腔与比例电磁阀的第一输出端相连，所述比例电磁阀的第一输入端和第二输出端均与油箱相连。采用这样的结构，可以使注入头与载荷之间段的补偿过程更加平稳，进一步增加油管的寿命和耐用性。

所述注入头调整油缸的无杆腔上连接有第一蓄能器组，所述注入头调整油缸的有杆腔上连接有第二蓄能器组，所述第一蓄能器组和第二蓄能器组的控制端均与中央控制器连接。采用这样的结构，可以使注入头与载荷之间段的补偿过程更加平稳，进一步增加油管的寿命和耐用性，同时还能吸收高频的压力波动。

所述注入头调整油缸的无杆腔上连接有第一压力传感器，所述注入头调整油缸的有杆腔上连接有第二压力传感器，所述第一压力传感器和第二压力传感器均与中央控制器连接。采用这样的结构，可以使注入头调整油缸的运动更加精确，使注入头与载荷之间段的补偿过程更加平稳，进一步增加油管的寿命和耐用性。

所述注入头调整油缸的无杆腔上连接有第一比例溢流阀，所述注入头调整油缸的有杆腔上连接有第二比例溢流阀，所述第一比例溢流阀和第二比例溢流阀的控制端均与中央控制器连接。采用这样的结构，通过第一溢流阀及第二溢流阀对液压系统进行过载保护，进一步增加油管的使用寿命和耐用性。

所述比例电磁阀的第一输入端与油箱之间设置有第二液压泵，所述第二液压泵与第二电动机相连，所述第二电动机的控制端与中央控制器相连，所述比例电磁阀与第二液压泵之间并联有第二溢流阀，所述第二溢流阀与比例电磁阀之间设置有单向阀。采用这样的结构，液压控制系统更加稳定。

所述第一比例溢流阀和第二比例溢流阀上均并联有单向阀。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、在升沉补偿过程中减少采用直接转动油管卷筒的方式进行补偿，通过曲率半径较大的导管机构实现补偿，避免了油管在直接转动油管卷筒收放补偿时油管反复折叠，从而增加了油管的使用寿命。

2、相比于现有技术中仅通过油管卷筒对油管进行直接收放，通过导管机构对油管卷筒与载荷悬点之间油管段的长度进行预留及收放，在实现沉降补偿的同时，保持油管卷筒与载荷悬点之间油管段的张紧力恒定。

3、当波浪较小时，升沉补偿的幅度较小，可保持油管卷筒不转动的情况下，直接通过导管机构调节油管的长度实现补偿，避免了油管在油管卷筒上往复折叠造成疲劳损坏；当波浪较大时，升沉补偿的幅度较大，仅通过导管机构调节油管的长度不足以实现补偿，此时，首先通过导管机构进行缓冲补偿，在缓冲补偿后油管带动油管卷筒旋转进一步补偿，可避免升沉时的冲击直接作用在油管上。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明连续油管升沉补偿装置的结构示意图；

图2是本发明连续油管升沉补偿装置进行补偿时的结构示意图；

图3是本发明连续油管升沉补偿装置的侧视图；

图4是本发明连续油管升沉补偿装置的液压系统示意图；

图5是本发明连续油管升沉补偿装置的控制简图。

其中：油管卷筒-1；油管-2；导管器-3；导管机构调整油缸-4；浮体-5；注入头导向架-6；注入头-7；注入头调整油缸-8；悬臂-9；测量装置-10；中央控制器-11；第一电动机-21；第一液压泵-22；油箱-23；第一溢流阀-24；单向阀-25；比例换向阀-26；双向平衡阀-27；第二电动机-28；第二液压泵-29；第一压力传感器-301；第二压力传感器-302；电磁换向阀-31；第一蓄能器组-321；第二蓄能器组-322；第二溢流阀-33；比例电磁阀-34；第一比例溢流阀-351；第二比例溢流阀-352；导管机构-36。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1至图5所示，本发明连续油管升沉补偿装置包括油管卷筒1和导管机构36，导管机构36可调节油管卷筒1与载荷悬点之间油管2的长度，油管卷筒1设置在浮体5上，油管卷筒1内的油管2经由导管机构36实现导向，油管2上设置有注入头7，其中，注入头7为位于油管卷筒1和油管2之间的载荷悬点，优选的，此处的载荷悬点也可以是定滑轮、动滑轮等，将应用在钻井领域的注入头7作为载荷悬点，可在海下钻井时，将钻头作为载荷，钻头的扭矩由井下的动力钻具提供，钻压由注入7头提供。海上作业的连续油管为连续的薄壁圆管，连续油管2与井下的动力钻具连接，成为整个装置的载荷。在非钻井作业阶段时，上述的连续油管2通常是缠绕在油管卷筒1上，在开始钻井工作前，需要将缠绕在油管卷筒1上的油管2牵引到注入头7上，在钻井完成后，再将油管2从注入头7回收到油管卷筒1上。浮体5上连接有注入头导向架6，注入头7与注入头导向架6相配合后可在竖直方向上相对移动。注入头7用以将从油管卷筒1上导出的油管2导向至载荷所需的牵引方向，注入头7与注入头调整油缸8的一端相连，注入头调整油缸8的另一端与浮体5连接，注入头7可在注入头调整油缸8的驱动下沿注入头导向架6上下运动。

导管机构36包括悬臂9及导管器3，悬臂9与油管卷筒1同轴铰接在浮体5上，导管器3设置在悬臂9的自由端，导管器3可绕油管卷筒1的旋转轴转动，浮体5上设置有导管机构调整油缸4，导管机构调整油缸4的一端连接在浮体5上，导管机构调整油缸4的另一端与悬臂9相连，悬臂9在导管机构调整油缸4的驱动下绕油管卷筒1的旋转轴转动，以带动位于悬臂9自由端的导管器3与注入头7的间距。

导管机构调整油缸4与导管机构液压控制系统相连，导管机构液压控制系统包括油箱23，油箱23连接有第一液压泵22，第一液压泵22上设置有第一电动机21，第一电动机21带动第一液压泵22将油箱23中的液压油加压输出，第一液压泵22的输出端连接有比例换向阀26，第一液压泵22与比例换向阀26之间设置有单向阀25，第一液压泵22的输出端与比例换向阀26的第一输入端相连，比例换向阀26的第一输出端与导管机构调整油缸4相连，导管机构调整油缸4的输出端与比例换向阀26的第二输入端相连，比例换向阀26的第二输出端与油箱23相连，构成闭环回路。

优选的，在比例换向阀26与导管机构调整油缸4之间设置有双向平衡阀27；比例换向阀26的第一输出端与双向平衡阀27的第一输入端相连，双向平衡阀27的第一输出端与导管机构调整油缸4的输入端相连，导管机构调整油缸4的输出端与双向平衡阀27的第二输入端相连，双向平衡阀27的第二输出端相连比例换向阀26的的第二输入端相连。优选的，在第一液压泵22的输出端与比例换向阀26的第二输出端之间设置有第一溢流阀24。

导管机构液压控制系统由第一电动机21带动的第一液压泵22将油箱23中的液压油加压后经过单向阀25、比例换向阀26、双向平衡阀27后供给导管机构调整油缸4完成导管机构的调整，第一溢流阀24的主要作用是限制系统的最高工作压力。通过比例换向阀26来实现对导管机构调整油缸4的控制，进而实现注入头7与油管卷筒1间油管2张力保持，完成油管2的升沉补偿工作。

注入头液压调整系统包括与油箱23相连的第二液压泵29，第二液压泵29上设置有第二电动机28，第二电动机28带动第二液压泵29将油箱23中的液压油加压输出，第二液压泵29的输出端与比例电磁阀34的第一输入端相连，比例电磁阀34的第一输出端与注入头调整油缸8的输入端相连，注入头调整油缸8的输出端与比例电磁阀34的第二输入端相连，比例电磁阀34的第二输出端与油箱23相连，构成闭环回路。其中，比例电磁阀34的启闭程度可调的、具有平衡功能。

优选的，在比例电磁阀34的第一输出端与注入头调整油缸8的输入端之间依次串连有第一比例溢流阀351及电磁换向阀31，第一比例溢流阀351及电磁换向阀31均与中央控制器11相连，其中，电磁换向阀31是可实现全开全关功能的换向阀，在第一比例溢流阀351上并联有单向阀25。在注入头调整油缸8的输出端与比例电磁阀34的第二输入端之间设置有第二比例溢流阀352，第二比例溢流阀352与中央控制器11相连，在第二比例溢流阀352上并联有单向阀25。优选的，在注入头调整油缸8的输入端设置有第一蓄能器组321和第一压力传感器301；在注入头调整油缸8的输出端设置有第二蓄能器组322和第二压力传感器302；第一蓄能器组321、第二蓄能器组322、第一压力传感器301及第二压力传感器302均与中央控制器11相连。优选的，在油箱23与液压泵的输出端之间设置有第二溢流阀33。

第二液压泵29为注入头调整油缸8的补偿泵，为注入头调整油缸8提供压力油，第二电动机28带动第二液压泵29将高压油液经过单向阀25和比例电磁阀34后供给注入头调整油缸8，其中注入头调整油缸8是由两个有杆腔相连通后的油缸合并而成，注入头调整油缸8的输入端与第二蓄能器组322、第二压力传感器302、单向阀25、第二比例溢流阀352相连后与比例电磁阀34的第二输入端口相连；

两个注入头调整油缸8的无杆腔相连通后与电磁换向阀31一端相连，换向阀另一端与压力传感器、第一蓄能器组321、单向阀25、第一比例溢流阀351相连，单向阀25与第一比例溢流阀351并联后与比例电磁阀34的第一输出端相连。

根据升沉补偿原理，当浮体5上升时，补偿系统应抵消浮体5上升造成的油管2受力拉伸，即油管2在注入头调整油缸8的带动下应向下运动。升降装置如第一电动机21和第二电动机28连接有测量装置10，测量装置10确定当前起伏运动的状态，优选的，测量装置10可设置在浮体5的四周及中部。当测量装置10检测到浮体5有上升信号时，检测装置将测得的加速度等信号传递给中央控制器11进行处理，同时启动两油泵的主电动机，即第一电动机21和第二电动机28。由于浮体5带动油管2上移，此时根据压力平衡关系，活塞杆收回，有杆腔内压力应降低，此时第二蓄能器组322向注入头调整油缸8的有杆腔充液，同时压力油经过比例电磁阀34的P→B油路，即比例电磁阀34的第一输入端至第二输入端之间的油路，经过单向阀25后进入注入头调整油缸8的有杆腔带动注入头7下移，中央控制器11通过采集压力传感器的信号来控制比例电磁阀34的工作状态，来对注入头调整油缸8进行实时调节实现补偿控制；同时，注入头调整油缸8的无杆腔压力升高，第一蓄能器组321进行蓄能，当无杆腔内压力上升至第一比例溢流阀351的设定压力后，第一比例溢流阀351开启溢流，油液经过比例电磁阀34的A→T油路，即第一输出端→第二输出端油路流回油箱23。第一蓄能器组321和第二蓄能器组322同时还能吸收高频的压力波动。

当浮体5在波浪的作用下下降时，补偿系统应抵消浮体5下降造成的油管2随浮体5下降，油管2在注入头调整油缸8的带动下向上运动。当测量装置10检测到浮体5有下降信号时，测量装置10将测得的加速度等信号传递给中央控制器11进行处理，同时启动两油泵的主电动机，即第一电动机21和第二电动机28。由于浮体5带动油管2下移，此时根据压力平衡关系，第一蓄能器组321向注入头调整油缸8的无杆腔充液，无杆腔杆腔内压力降低，注入头调整油缸8的活塞杆伸出，同时液压泵打出的高压油液经过单向阀25通过比例电磁阀34的P→A油路，即第一输入端→第一输出端油路、再经单向阀25向注入头调整油缸8的无杆腔供油，同时为第一蓄能器组321充液；此时注入头调整油缸8的有杆腔压力上升，第二蓄能器组322蓄能，当有杆腔压力上升至第二比例溢流阀352的设定压力后，第二比例溢流阀352开启溢流，油液经过比例电磁阀34的B→T油路，即第二输入端→第二输出端油路流回油箱23。第一蓄能器组321、第二蓄能器组322同时还能吸收高频的压力波动。

由于注入头调整油缸8的活塞杆伸出，为了保持注入头7与油管卷筒1间的张紧力，此时导管机构调整油缸4的活塞杆收回，由第一液压泵22打出的高压油经过单向阀25、比例换向阀26、双向平衡阀27后进入导管机构调整油缸4的有杆腔，实现导管机构36下移。导管机构36下移的位移量即导管机构调整油缸4行程是通过比例换向阀26来控制的，导管机构调整油缸4的工作压力范围是通过调整第一溢流阀24来实现的。

控制部分主要包括中央控制器11及测量装置10，测量装置10将检测到的信号单元传递给中央控制器11进行分析后对油管2进行升沉补偿。中央控制器11主要用于计算及发出指令。中央控制器11与导管机构液压控制系统及注入头液压调整系统中各部件相连，中央控制器11通过采集压力传感器的信号来控制比例换向阀26的位置及开口大小来对注入头调整油缸8进行实时调节达到补偿控制，中央控制器11与测量装置10相连，测量装置10主要用于测量因浮体5升沉变化所产生的加速度等物理参数，测量装置10将测得的加速度等信号传递给中央控制器11进行处理。

本发明油管升沉补偿装置的工作方式如下：当浮体5在波浪的作用下做升沉运动时，浮体5测量装置10将检测信号传递给中央控制器11，经中央控制器11进行信号运算处理后，通过比例电磁阀34的开口位置变化实现对注入头调整油缸8位移控制，从而间接完成了对工作中油管2进行的升沉运动的补偿。同时通过比例换向阀26对导管机构调整油缸4的控制，实现注入头7至油管卷筒1间油管2张力保持，完成油管2的升沉补偿工作。

当浮体5在波浪作用下作上升运动时，注入头调整油缸8的活塞杆收回，从而带动注入头7连同油管2相对浮体5向下运动，与此同时，导管机构调整油缸4活塞杆伸出，将导管机构36顶出，从而将油管2向上顶起来，这样可以保证在注入头7向下运动时，油管卷筒1不用将油管2收回，从而保持了油管卷筒1至注入头7间油管2的张紧力恒定。

当浮体5在波浪作用下作下降运动时，注入头调整油缸8的活塞杆伸出，从而带动注入头7连同油管2相对浮体5向上运动，与此同时，导管机构调整油缸4活塞杆收回，亦保持了油管卷筒1至注入头7间油管2的张紧力恒定，将导管机构36拉回来，使顶出的油管2慢慢放下来，这样可以保证在注入头7向上运动时，油管卷筒1不用将油管2放出。

注入头驱动装置及油管卷筒1驱动装置在整个过程中未参与补偿，油管2也不会因为由于注入头驱动装置往复卷放而造成的疲劳损伤，延长了油管2的使用寿命。

注入头调整油缸8向下移动导致了注入头7至滚筒段间的油管2张紧力减小，油管2松动，为了克服这种现象，在注入头调整油缸8动作的同时，中央控制器11控制第一电动机21的开启，液压油经过单向阀25、比例换向阀26、双向平衡阀27后使导管机构调整油缸4的活塞杆伸出，油管在导管机构36的作用下始终保持油管卷筒1与注入头7间的油管2的张紧力。导管机构调整油缸4的位移是通过中央控制器11控制比例方向阀的位置及开口大小来决定的。

当液压动力及控制系统失电时，电磁换向阀31在弹簧作用下复位，切断第一蓄能器组321和注入头调整油缸8间的油路，起失电保护作用，保证注入头调整油缸8在系统断电情况下注入头调整油缸8保持原位。

这样，在整个补偿运动过程中，补偿运动主要是控制注入头调整油缸8和导管机构调整油缸4来实现的。注入头调整油缸8在竖直方向可以对波浪引起的升沉运动进行了补偿，而导管机构调整油缸4则主要在整个补偿过程中保持油管卷筒1与注入头7间油管2的张紧力始终保持恒定。

当波浪较小时，升沉补偿的幅度较小，可保持油管卷筒1不转动的情况下，直接通过导管机构36调节油管2的长度实现补偿，避免了油管2在油管卷筒1上往复折叠造成疲劳损坏。

当波浪较大时，升沉补偿的幅度较大，仅通过导管机构36调节油管2的长度不足以实现补偿，此时，首先通过导管机构36进行缓冲补偿，在缓冲补偿后油管2带动油管卷筒1旋转进一步补偿，可避免升沉时的冲击直接作用在油管上。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (5)

1.一种连续油管升沉补偿装置，包括设置在浮体（5）上的油管卷筒（1），及用于提升悬挂在油管（2）上的载荷的升降装置，其特征在于：

所述升降装置连接有测量装置（10），所述测量装置（10）与中央控制器（11）相连；

导管机构（36）包括悬臂（9）和导管器（3），所述悬臂（9）一端与浮体（5）铰接，所述导管器（3）设置在悬臂（9）的自由端，所述悬臂（9）与浮体（5）间设置有导管机构调整油缸（4）；

所述导管机构调整油缸（4）与比例换向阀（26）相连，所述比例换向阀（26）接有油箱，所述比例换向阀（26）的控制端与中央控制器（11）相连；

所述油管（2）上设置有注入头（7），所述浮体（5）上设置有注入头导向架（6），所述浮体（5）与注入头（7）间设置有注入头调整油缸（8），所述注入头（7）可在注入头导向架（6）沿竖直方向相对移动；

所述油管卷筒（1）与载荷之间设置有载荷悬点，所述载荷悬点用以将从油管卷筒（1）上导出的油管（2）导向至载荷所需的牵引方向，所述浮体（5）上设置有导管机构（36），所述导管机构（36）可调节油管卷筒（1）与载荷悬点之间油管（2）的长度；

当浮体作下降运动时，注入头调整油缸的活塞杆伸出，从而带动注入头连同油管相对浮体向上运动，使位于油管卷筒与载荷悬点之间的油管段的长度增加，与此同时，导管机构调整油缸活塞杆收回；

当浮体作上升运动时，注入头调整油缸的活塞杆收回，从而带动注入头连同油管相对浮体向下运动，使位于油管卷筒与载荷悬点之间的油管段的长度减小，与此同时，导管机构调整油缸活塞杆伸出。

2.根据权利要求1所述的连续油管升沉补偿装置，其特征在于：所述悬臂（9）与油管卷筒（1）同轴铰接。

3.根据权利要求1所述的连续油管升沉补偿装置，其特征在于：所述测量装置（10）为加速度传感器。

4.根据权利要求1所述的连续油管升沉补偿装置，其特征在于：所述比例换向阀（26）与导管机构调整油缸（4）之间设置有双向平衡阀（27），所述比例换向阀（26）与油箱（23）间设置有第一溢流阀（24），所述第一溢流阀（24）与比例换向阀（26）之间设置有第一液压泵（22），所述第一溢流阀（24）与比例换向阀（26）之间设置有单向阀（25），所述第一液压泵（22）上设置有与中央控制器（11）相连的第一电动机（21）。

5.根据权利要求1所述的连续油管升沉补偿装置，其特征在于：注入头调整油缸（8）与电磁换向阀（31）相连，所述电磁换向阀（31）接有油箱，所述电磁换向阀（31）的控制端与中央控制器（11）相连；所述注入头调整油缸（8）与比例电磁阀（34）相连，所述比例电磁阀（34）与油箱（23）相连，所述比例电磁阀（34）的控制端与中央控制器（11）相连。

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