适用于双井架钻机的双绞车提升与主动补偿系统
技术领域
本发明涉及石油钻井机械设备领域技术领域，具体是关于一种适用于双井架钻机的双绞车提升与主动补偿系统。
背景技术
作为深海油气资源勘探开发的关键装备，半潜式钻井平台已经从第一代发展至第七代，并且作业自动化、智能化程度不断提高，能够在恶劣的海洋环境条件下不间断的完成钻探作业。
第七代半潜式钻井平台现已基本配置了双井架作业系统，该系统可大幅提高钻机的作业效率。就钻机的提升系统而言，多数平台依然以传统单绞车提升系统为主，该系统绳系效率较低，系统无用功损耗较高，设备冗余度较低，系统可靠性较差；就钻机的升沉补偿系统而言，目前较为普遍的方式是配套天车升沉补偿装置，但该装置需要安装在井架顶部，造成平台整体重心较高，稳定性降低。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种适用于双井架钻机的双绞车提升与主动补偿系统，一方面采用双绞车提升系统使得绳系效率高、无用功损耗较低、设备冗余度较高，且系统可靠性较高；另一方面采用双绞车生沉补偿代替天车升沉补偿，使得重心低且稳定性高。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明提供的适用于双井架钻机的双绞车提升与主动补偿系统，包括：井架，设置于井口上方；天车，设置于所述井架的顶部，所述天车包括由若干个滑轮组成的天车滑轮组；绞车平台，设置于所述井架下部的一侧；双绞车，包括第一绞车和第二绞车，所述第一绞车和所述第二绞车均设置于所述绞车平台上；游车，设置于所述井架内，所述游车包括由若干个滑轮组成的游车滑轮组；牵引绳，所述牵引绳先经所述第一绞车引出至所述天车滑轮组，再经所述天车滑轮组引至所述游车滑轮组，然后返回至所述天车滑轮组，最后经所述天车滑轮组引出至所述第二绞车。
所述的双绞车提升与主动补偿系统，优选地，所述天车的天车滑轮组与所述游车的游车滑轮组之间采用顺穿方式缠绳。
所述的双绞车提升与主动补偿系统，优选地，还包括顶驱，所述顶驱设置于所述游车下端。
所述的双绞车提升与主动补偿系统，优选地，所述井架为双井口井架，所述双井口井架包括第一井架和第二井架。
所述的双绞车提升与主动补偿系统，优选地，所述双绞车为两组，第一组双绞车包括所述第一绞车和所述第二绞车，第二组双绞车包括第三绞车和第四绞车，所述两组双绞车均设置于所述绞车平台上。
所述的双绞车提升与主动补偿系统，优选地，所述天车和所述游车均为两个，分别为第一天车和第二天车以及第一游车和第二游车；第一天车包括第一天车滑轮组，第二天车包括第二天车滑轮组，第一游车包括第一游车滑轮组，第二游车包括第二游车滑轮组；所述牵引绳也为两组，分别为第一钢丝绳和第二钢丝绳；所述第一钢丝绳先经所述第一绞车引出至所述第一天车滑轮组，再经所述第一天车滑轮组引至所述第一游车滑轮组，然后返回至所述第一天车滑轮组，最后经所述第一天车滑轮组引出至所述第二绞车；所述第二钢丝绳先经所述第三绞车引出至所述第二天车滑轮组，再经所述第二天车滑轮组引至所述第二游车滑轮组，然后返回至所述第二天车滑轮组，最后经所述第二天车滑轮组引出至所述第四绞车。
所述的双绞车提升与主动补偿系统，优选地，所述第一绞车与第三绞车呈“V”字形排布；所述第二绞车与所述第四绞车呈“V”字形排布。
所述的双绞车提升与主动补偿系统，优选地，还包括倒绳机平台以及倒绳机，所述倒绳机平台设置于所述绞车平台上方，且与所述绞车平台连接；所述倒绳机为两个，均设置于所述倒绳机平台上。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、本发明的双绞车设计，可提高提升系统效率和设备冗余度，降低平台无用功损耗并提高平台工作效率；
2、本发明的双绞车布置，满足半潜式平台双井架钻机对设备的布置要求；
3、本发明的双绞车具有主动补偿功能，可降低钻井设备重心，提高钻井包整体稳定性。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图；
图2为本发明的侧视结构示意图；
图3为本发明的钢丝绳穿绳方式示意图；
图4为本发明的双绞车层的俯视图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
实施例1：
如图1和图2所示，本发明提供的适用于双井架钻机的双绞车提升与主动补偿系统，包括井架、天车、绞车平台、双绞车、游车和牵引绳，本实施例中的牵引绳为钢丝绳；其中井架为双井口井架，包括位于前方的第一井架1和位于后方的第二井架2；天车也为两个，即第一天车3和第二天车4，第一天车3位于第一井架1的顶部，且第一天车3包括由若干个滑轮组成的第一天车滑轮组，第二天车4位于第二井架2的顶部，第二天车4包括由若干个滑轮组成的第二天车滑轮组；绞车平台5为一个，位于井架下部的一侧，可以将绞车平台设置于第一井架1和第二井架2之间的位置；双绞车为两组，第一组双绞车包括第一绞车6和第二绞车7，第二组双绞车包括第三绞车8和第四绞车9，四个绞车均设置于绞车平台上；游车也为两个，即为第一游车10和第二游车11，第一游车10设置于第一井架1内，第一游车10包括由若干个滑轮组成的第一游车滑轮组；第二游车11设置于第二井架2内，第二游车11包括由若干个滑轮组成的第二游车滑轮组；钢丝绳也为两组，即第一钢丝绳12和第二钢丝绳13。
下面首先以第一井架1为例来说明第一钢丝绳12的穿绳方式：
所述第一钢丝绳12经第一组双绞车中的第一绞车6引出，至第一天车3的第一天车滑轮组，经第一天车滑轮组引至第一游车10的第一游车滑轮组，返回至第一天车3的第一天车滑轮组，最后经第一天车滑轮组引出至第一组双绞车的第二绞车7；
这样，便可通过第一组双绞车中的第一绞车6和第二绞车7的正转和反转实现第一游车10的上升和下沉。其中，两个绞车同时正转进行缠绳时，第一游车的提升速度就是传统单绞车提升系统的2倍。
具体的，如图3所示，第一天车3的第一天车滑轮组与第一游车10的第一游车滑轮组之间采用顺穿方式缠绳。即，以图3为例，第一绞车6位于右侧，第二绞车7位于左侧，在第一天车滑轮
第二钢丝绳13的穿绳方式与第一钢丝绳12的穿绳方式相同，即：第二钢丝绳13经第二组双绞车中的第三绞车8引出，至第二天车4的第二天车滑轮组，经第二天车滑轮组引至第二游车11的第二游车滑轮组，返回至第二天车4的第二天车滑轮组，最后经第二天车滑轮组引出至第二组双绞车的第四绞车9。
同样，便可通过第二组双绞车中的第三绞车8和第四绞车9的正转和反转实现第二游车11的上升和下沉。其中，两个绞车同时正转进行缠绳时，第二游车的提升速度就是传统单绞车提升系统的2倍。
其中，第二天车4的第二天车滑轮组与第二游车11的第二游车滑轮组之间也采用顺穿方式缠绳。其顺穿方式与图3所示的顺穿方式相同。
顺穿方式能够保证为游车(包括第一游车10和第二游车11)提供更大的运动空间并能有效利用井架的高度。
上述实施例中，优选地，还包括顶驱，顶驱为两个，即第一顶驱14和第二顶驱15，第一顶驱14设置于第一游车10的下端，第二顶驱15设置于第二游车11的下端。顶驱可完成旋转钻进、接卸钻柱等钻井作业
上述实施例中，优选地，如图4所示，第一绞车6与第三绞车8呈“V”字形排布；第二绞车7与第四绞车9呈“V”字形排布。这样设置，以保证钢丝绳在缠绳时不会乱绳。
上述实施例中，优选地，还包括倒绳机平台16以及倒绳机，倒绳机平台16设置于绞车平台5上方，且与绞车平台5连接；倒绳机为两个，即为第一倒绳机17和第二倒绳机18，两个倒绳机均设置于倒绳机平台16上。两个倒绳机可满足两套双绞车提升系统的换绳需求。
另外，双绞车还具有主动补偿功能，可满足平台在生沉运动时钻井作业的稳定运行，如果一台绞车出现问题，另一台绞车可继续进行工作，设备冗余度高。
需要说明的是：主动补偿的工作过程实际上就是通过控制绞车的转动来实现游车的起升和下放，从而实现平台升沉运动的补偿。当平台由于波浪的作用向上运动时，绞车要反转来补偿平台的运动；当平台由于波浪的作用向下运动时，绞车要正转来补偿平台的运动。由于有两个绞车，因此补偿速度会更快(两个绞车同时动作，游车速度可加倍)。
本发明中的“第一”和“第二”仅用于对部件进行区分，无其他含义。
实施例2：
在本发明的另一实施例中，上述的井架也可以为单井口井架，包括一个井架，即只包括上述双井口井架的前部的井架或只包括后部的井架，以前部的井架为例进行说明，井架设置于井口上方；一个天车，天车设置于井架的顶部，天车包括由若干个滑轮组成的天车滑轮组；一个绞车平台，设置于井架下部的一侧；一组双绞车，包括第一绞车和第二绞车，所述第一绞车和所述第二绞车均设置于所述绞车平台上；一个游车，设置于井架内，游车包括由若干个滑轮组成的游车滑轮组；一组牵引绳，本实施例中的牵引绳为钢丝绳，钢丝绳经双绞车中的第一绞车引出，至天车的天车滑轮组，经天车滑轮组引至游车的游车滑轮组，返回至天车的天车滑轮组，最后经天车滑轮组引出至双绞车的第二绞车。其中，天车的天车滑轮组与游车的游车滑轮组之间采用顺穿方式缠绳。顺穿的穿绳方式与图3所示的穿绳方式相同，其中，还包括顶驱，顶驱设置于所述游车下端。
上述实施例中，还包括另个倒绳机和倒绳机平台，倒绳机平台设置于绞车平台上方，且与绞车平台连接；倒绳机为两个，即为第一倒绳机和第二倒绳机，两个倒绳机均设置于倒绳机平台上。两个倒绳机可满双绞车提升系统的换绳需求。
与实施例1中相同，本实施例中的双绞车也具有主动补偿功能，可满足平台在生沉运动时钻井作业的稳定运行，如果一台绞车出现问题，另一台绞车可继续进行工作，设备冗余度高。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
