【文章內(nèi)容簡介】 活塞等組成 。 卡塊與液缸活塞連為一起 ， 活塞上下運(yùn)動(dòng)則卡塊也上下運(yùn)動(dòng) 。 卡塊向下則推動(dòng)卡爪抱緊下連接件 。 海洋鉆井工程 39 一般均用液壓張緊器 ， 裝在鉆臺(tái)腿上 。 有導(dǎo)向繩張緊器及隔水管張緊器兩種 ， 分別用以張緊導(dǎo)向繩及隔水管 。 利用高壓氣液儲(chǔ)能器的液壓推動(dòng)活塞 ， 隨平臺(tái)的升沉而放長或收短鋼絲繩 ， 以保持導(dǎo)向繩及隔水管的張力恒定 。 以下二圖分別為導(dǎo)向繩張緊器及隔水管張緊器的布置圖 。 張緊器 海洋鉆井工程 40 海洋鉆井工程 41 第二節(jié) 海洋鉆井過程升沉補(bǔ)償裝置 一、鉆柱升沉運(yùn)動(dòng)的補(bǔ)償措施 這種辦法是在 鉆柱的鉆鋌上方 加一根可伸縮的鉆桿。伸縮鉆桿由內(nèi)、外管組成，沿軸向可作相對運(yùn)動(dòng)，行程一般為 2m 。當(dāng)平臺(tái)上下升沉運(yùn)動(dòng)時(shí)，伸縮鉆桿的內(nèi)管隨伸縮鉆桿以上的鉆柱作軸向運(yùn)動(dòng)，而與伸縮鉆桿外管相連的鉆艇則基本不作升沉運(yùn)動(dòng)．因而可保持鉆壓恒定，同時(shí)還可避免平臺(tái)上升時(shí)提起鉆艇，平臺(tái)下沉?xí)r壓彎鉆柱。 增加伸縮鉆桿 海洋鉆井工程 42 （ 1） 鉆壓不能調(diào)節(jié) 增加伸縮鉆桿后 ， 鉆壓大小取決于伸縮鉆桿以下的鉆鋌部分重量 。 因而不能隨巖層的變化調(diào)節(jié)鉆壓 。 （ 2） 承載條件惡劣 伸縮鉆桿既承受泥漿的高壓 ， 傳遞鉆柱的扭矩；又承受因內(nèi)外管周期性軸向運(yùn)動(dòng)所引起的交變載荷 ， 承載條件十分惡劣 。 （ 3） 不利于特殊作業(yè) 當(dāng)不壓井鉆井時(shí)關(guān)防噴器后 ， 由于伸縮鉆桿以上的鉆柱隨船體升沉做周期性上下運(yùn)動(dòng) ， 使防噴器的芯子反復(fù)摩擦 ，對于作業(yè)不利 。 伸縮鉆桿存在的問題 海洋鉆井工程 43 增設(shè)升沉補(bǔ)償裝置 海洋鉆井工程 44 升沉補(bǔ)償裝置一般采用液壓傳動(dòng) 。 如在游動(dòng)滑車與大鉤間裝設(shè)雙液缸 ， 缸體與游動(dòng)滑車相連 。 當(dāng)平臺(tái)升沉?xí)r ， 游動(dòng)滑車帶動(dòng)液缸的缸體作周期性上下運(yùn)動(dòng)；而活塞與大鉤則基本保持不動(dòng) 。 這時(shí) 、 整個(gè)鉆柱的重量由活塞下面的液壓所支承 。 液體壓力可保持恒定 ， 也可根據(jù)需要調(diào)節(jié) ， 以控制鉆柱的拉力 ， 隨時(shí)調(diào)節(jié)井底鉆壓 。 海洋鉆井工程 45 二、升沉補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)類型與工作原理 （ 1） 結(jié)構(gòu) l） 液缸 兩個(gè)液缸用上框架與游動(dòng)滑車相連，隨平臺(tái)升沉而上下運(yùn)動(dòng)。 2） 活塞 兩個(gè)液缸中的活塞通過活塞桿與固定在大鉤上的下框架連接，大鉤載荷由 活塞下面的液壓所支承。 游動(dòng)滑車與大鉤間裝設(shè)的升沉補(bǔ)償裝置 海洋鉆井工程 46 3 ） 儲(chǔ)能器 儲(chǔ)能器與液缸相通 。 儲(chǔ)能器中有活塞 ， 其下端的液體通過軟管與液缸相通；其上端的氣體通過管線與儲(chǔ)氣罐相通 。 這樣 ， 液缸中液體壓力由儲(chǔ)能器中氣體壓力所決定 。調(diào)節(jié)氣體壓力即可以改變液體壓力 。 4） 鎖緊裝置 用以將上下兩個(gè)框架鎖緊成一體 ， 從而使游動(dòng)滑車與大鉤連接在一起 ， 進(jìn)行起下鉆工作 。 海洋鉆井工程 47 （ 2）工作原理 1 ）正常鉆井時(shí)：大鉤懸掛的鉆柱總重量 Q ，井底鉆壓W和補(bǔ)償裝置的液缸中的液壓 PL 間的平衡關(guān)系式如下： 0)(2 ???? QWAP pL 將 Q ＝ q L 代入式（ l 一 I ）中，則可得 式中 q—— 每米鉆柱的重量， N / m 。 L—— 鉆柱的全長， m 。 Ap—— 補(bǔ)償裝置的液缸中的活塞面積， m2 pL AWqLP2??海洋鉆井工程 48 上式說明： （ 1） 為了保持鉆壓 ， 只要保持液缸中的液體壓力 PL為一定位值即可；而為了調(diào)節(jié)鉆壓 ， 只要調(diào)節(jié)儲(chǔ)能器中進(jìn)氣壓力即可 。 （ 2） 為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送進(jìn) ， 只要調(diào)節(jié)液缸中液體壓力 PL， 使2PLAp 略小于整個(gè)鉆柱的懸重 ，并使液缸中活塞行程大于升沉位移即可 。 海洋鉆井工程 49 天車上裝設(shè)的升沉補(bǔ)償裝置 （ 1） 結(jié)構(gòu) （ 1） 浮動(dòng)天車 （ 2） 主氣缸 它是支持浮動(dòng)天車用的 ， 相當(dāng)于大型彈簧 ， 共四個(gè) 。 （ 3） 液缸 共兩個(gè) 。 （ 4） 儲(chǔ)能器 它安裝在井架上 ， 有管路與四個(gè)主氣缸相通 ， 用以調(diào)節(jié)主氣缸中的氣體壓力 。 海洋鉆井工程 50 （ 2）工作原理 l） 補(bǔ)償升沉由浮動(dòng)天車來實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償 當(dāng)浮動(dòng)平臺(tái)上升或下降時(shí)井架沿軌道上下運(yùn)動(dòng) ， 主氣缸中氣體壓縮或膨脹 ，相當(dāng)于一個(gè)大彈簧 ， 而天車及大鉤基本保持不動(dòng) ， 于是升沉運(yùn)動(dòng)得以補(bǔ)償 。 2） 控制鉆壓 司鉆利用甲板上的調(diào)壓閥 ， 控制自空氣罐至主氣缸系統(tǒng)的空氣壓力 ， 使井底鉆壓調(diào)至合適值 ． 3） 自動(dòng)送進(jìn) 正常鉆井時(shí) ， 將氣缸中氣壓調(diào)節(jié)到略低于大鉤上載荷 ， 于是 ， 浮動(dòng)天車在大鉤載荷帶動(dòng)下 ， 沿軌道下行 ， 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)尺 。 當(dāng)浮動(dòng)天車下行至最低點(diǎn)時(shí) ，司鉆即放松絞車滾筒上鋼趁繩 ． 使浮動(dòng)天車上行 至最高點(diǎn) ， 然后再繼續(xù)自動(dòng)進(jìn)尺 。 海洋鉆井工程 51 4） 防止事故 當(dāng)大鉤載荷突然減少或主氣缸嚴(yán)重漏氣時(shí) ，可借助液缸支持著鉆柱重量 ， 并使其減速 ， 以防止事故 ，保證安全 。 5） 繩索作業(yè) 繩索作業(yè)時(shí) ， 可另加一根傳感繩 ， 使其一端固定在隔水導(dǎo)管上 ， 另一端自井架外邊引至浮動(dòng)天車上 ，經(jīng)滑輪后 ， 再連到鉆臺(tái)的滾筒上 。 這樣 ， 傳感繩隨鉆臺(tái)運(yùn)動(dòng)而放松或纏緊 。 浮動(dòng)天車在恒定氣壓下隨之相應(yīng)地補(bǔ)償運(yùn)動(dòng) ， 即可實(shí)現(xiàn)繩索作業(yè)時(shí)的升沉補(bǔ)償 。 6） 起下鉆作業(yè) 起下鉆時(shí) ， 用鎖緊裝置將浮動(dòng)天車鎖住 ，使浮動(dòng)天車不隨起下鉆柱而上下滑行 。 海洋鉆井工程 52 死繩上裝設(shè)的升沉補(bǔ)償裝置 （ 1） 結(jié)構(gòu) 1） 定滑輪組 2 ） 動(dòng)滑輪組 3 ） 液缸 4 ） 高壓儲(chǔ)能器 5 ） 低壓儲(chǔ)能器 6 ） 控制臺(tái) 海洋鉆井工程 53 （ 2）工作原理 借助調(diào)節(jié)儲(chǔ)能器中氣壓來改變死繩拉力 。再通過死繩上拉力的改變來調(diào)節(jié)及保持井底鉆壓 。 此外 ， 還可通過液壓推動(dòng)活塞移動(dòng)來調(diào)節(jié)鋼絲繩的有效長度 。 海洋鉆井工程 54 綜合上述，死繩上裝設(shè)的升沉補(bǔ)償裝置，由于需裝設(shè)傳感信號和傳令等電控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以應(yīng)用較少。天車上裝設(shè)的升沉補(bǔ)償裝置雖然占用甲板面積小，而且管線短，