熊云峰，陈章兰

(集美大学 轮机工程学院，福建 厦门 361021)

0 引 言

海洋浮式钻井船/半潜式钻井平台在波浪的作用下，产生的升沉运动将带动钻井架和钻柱一起上下往复运动。如果不安装钻柱升沉补偿系统来平抑这种运动，就会造成钻柱疲劳和井底钻压波动，严重影响钻井安全性和效率，降低钻头和钻杆寿命[1–3]。钻柱升沉补偿系统已成为海洋钻井安全生产必不可少的配置之一。

目前，浮式钻井钻柱升沉补偿系统基本上被欧美发达国家所垄断，我国尚不具备独立设计制造这种系统的能力，导致我国在用的这种系统基本上都是从国外引进，不仅价格昂贵，而且在技术上还受制于人，已成为阻碍我国海上石油开采工业健康发展的瓶颈问题[1–3]。因此，对国内海洋钻井钻柱升沉补偿系统研究现状进行认真梳理、总结，进而提出合理的研发重点，对提高我国钻柱升沉补偿系统的设计制造能力、推进海洋钻井主要装备国产化具有重要意义。

1 补偿型式分类及其比较分析

1.1 补偿型式分类

目前，钻井钻柱升沉补偿装置的常用分类方式主要有2种，一种是按动力供应方式分为主动式（Active Heave Compensation，AHC）、被动式（Passive Heave Compensation，PHC）和半主动式（Semi-active Heave Compensation，SAHC）等 3 类升沉补偿装置[1–3]，另一种是按安装位置和结构形式分为伸缩钻杆、天车型、游车型、绞车型及死绳等5类升沉补偿装置[1–3]。

1.2 补偿型式的对比分析

1）AHC、PHC和SAHC三类补偿型式的原理示意图分别如图1～图3所示，其对比分析如表1所示[1–3]。

2）目前，伸缩钻杆和死绳升沉补偿装置已极少应用。……