李歡 樊春明 李鵬 鄭萬(wàn)里 劉啟蒙

(寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司；中油國(guó)家油氣鉆井裝備工程技術(shù)研究中心有限公司)

0 引 言

浮式波浪補(bǔ)償裝置主要用于補(bǔ)償海浪作用引起的船舶升沉運(yùn)動(dòng)以及水下洋流引起的升沉運(yùn)動(dòng)對(duì)負(fù)載的影響，消除升沉運(yùn)動(dòng)負(fù)載的載荷波動(dòng)、位移和速度變化，是深海海洋工程的關(guān)鍵裝備之一。通常，浮式波浪補(bǔ)償裝置依附于關(guān)鍵作業(yè)設(shè)備，如吊機(jī)、鉆井系統(tǒng)及隔水管系統(tǒng)等。按照補(bǔ)償?shù)念愋涂梢苑譃楹銖埩?、恒鉆壓和恒位置3種。恒張力波浪補(bǔ)償裝置主要為其服務(wù)設(shè)備提供恒定的張力，純被動(dòng)或主動(dòng)地跟隨船舶升沉運(yùn)動(dòng)，主要有吊機(jī)恒張力裝置、隔水管張緊系統(tǒng)及基盤(pán)收放系統(tǒng)等。恒鉆壓波浪補(bǔ)償主要指用于浮式鉆井作業(yè)的鉆柱補(bǔ)償裝置，根據(jù)安裝位置可分為游車、天車和死繩補(bǔ)償裝置。恒位置波浪補(bǔ)償主要應(yīng)用于帶主動(dòng)波浪補(bǔ)償功能的吊機(jī)和絞車上，可實(shí)現(xiàn)下放負(fù)載相對(duì)于海底的高度保持在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)，按照補(bǔ)償能力有單自由度和多自由度的恒位置補(bǔ)償。

按照驅(qū)動(dòng)型式，浮式波浪補(bǔ)償裝置分為純液壓、液-氣彈簧和電驅(qū)3種類型。其中：純液壓波浪補(bǔ)償裝置通過(guò)主動(dòng)或被動(dòng)控制泵或馬達(dá)實(shí)現(xiàn)負(fù)載的波浪跟隨，主要應(yīng)用在絞車類裝置上；液-氣彈簧波浪補(bǔ)償裝置通常以液缸為主驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)液缸、蓄能器和空氣瓶組成液氣彈簧，以空氣的壓縮和膨脹特性實(shí)現(xiàn)能量的存儲(chǔ)和釋放，實(shí)現(xiàn)恒定張力，其應(yīng)用范圍最廣，包括隔水管張緊系統(tǒng)、基盤(pán)收放系統(tǒng)、導(dǎo)向索張力裝置及純被動(dòng)鉆柱補(bǔ)償裝置等。半主動(dòng)的鉆柱補(bǔ)償裝置以液-氣彈簧作為負(fù)載的主承載部件，利用主動(dòng)液壓系統(tǒng)克服負(fù)載的慣性和摩擦以提高補(bǔ)償精度。主動(dòng)波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)通常采用恒壓網(wǎng)絡(luò)和二次控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其作用原理也類似于液-氣彈簧機(jī)理，只是將執(zhí)行器由液缸換成了液壓馬達(dá)。電驅(qū)波浪補(bǔ)償裝置通常應(yīng)用在絞車上，利用主動(dòng)采集的船舶升沉數(shù)據(jù)，通過(guò)變頻器控制絞車的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)位置補(bǔ)償。

本文在分析國(guó)內(nèi)外不同類型浮式波浪補(bǔ)償裝置研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，總結(jié)了4項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)寶雞石油機(jī)械有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱寶石機(jī)械)在浮式波浪補(bǔ)償裝置的產(chǎn)品研制和應(yīng)用情況做了簡(jiǎn)要介紹，并提出相應(yīng)的發(fā)展建議。研究結(jié)果可為后續(xù)浮式波浪補(bǔ)償裝置的進(jìn)一步發(fā)展和優(yōu)化提供指導(dǎo)。

1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

浮式波浪補(bǔ)償裝置具備技術(shù)含量高、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)。國(guó)外浮式波浪補(bǔ)償裝置主要供應(yīng)商經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期技術(shù)研究和工程化應(yīng)用，在單元設(shè)備研制和系統(tǒng)集成等方面都比較成熟，形成了技術(shù)壁壘并牢牢占據(jù)了絕大多數(shù)的市場(chǎng)份額。

在鉆柱補(bǔ)償及隔水管張緊裝置領(lǐng)域，NOV、Aker MH、Cameron及Control Flow等公司技術(shù)成熟，市場(chǎng)占有率高，具備游車補(bǔ)償、天車補(bǔ)償及絞車補(bǔ)償?shù)榷喾N類型不同規(guī)格的鉆柱補(bǔ)償裝置，并可提供多種規(guī)格的鋼絲繩式和液缸式隔水管張緊系統(tǒng)。其主、被動(dòng)聯(lián)合控制技術(shù)和張緊器抗反沖控制技術(shù)可靠性較高，產(chǎn)品性能穩(wěn)定且服役多年，并在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和操作規(guī)程上形成了一系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)[1]。自2010年以來(lái)，國(guó)內(nèi)從事鉆柱補(bǔ)償和隔水管張緊裝置的研究企業(yè)和學(xué)者逐漸增多。其中，劉振東和張彥廷等[2-3]主要對(duì)鉆柱補(bǔ)償理論進(jìn)行研究，并針對(duì)補(bǔ)償性能提高做了大量的仿真工作；劉清友等[4]依托國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，于2014年完成了新型游車補(bǔ)償裝置的原理樣機(jī)研制，在成本和性能上有一定優(yōu)勢(shì)；暢元江和李朝瑋等[5-6]在抗反沖控制方法、改進(jìn)型頂張力算法、隔水管-張緊器-平臺(tái)耦合動(dòng)力學(xué)分析等方面做了大量的理論研究和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工作；相關(guān)制造企業(yè)也在開(kāi)展鉆柱補(bǔ)償裝置及隔水管張緊裝置樣機(jī)的研制和試驗(yàn)工作，取得了一定的工程應(yīng)用[7-10]。但是，具有主動(dòng)補(bǔ)償功能的鉆柱補(bǔ)償裝置以及帶抗反沖控制技術(shù)的隔水管張緊系統(tǒng)還未有實(shí)船應(yīng)用案例。

在海底基盤(pán)收放系統(tǒng)領(lǐng)域，普遍采用液-氣彈簧實(shí)現(xiàn)海底基盤(pán)收放鋼絲繩的恒定張力，以便于配合導(dǎo)向裝置實(shí)現(xiàn)井口設(shè)備二次下放時(shí)的精準(zhǔn)定位。目前實(shí)船配套的多為歐美國(guó)家產(chǎn)品，如輝固(FUGRO)公司和Cameron公司。國(guó)內(nèi)上海漁機(jī)所和寶石機(jī)械在海底基盤(pán)收放和恒張力方面進(jìn)行了研究，并在“海洋石油708”“海洋地質(zhì)十號(hào)”上進(jìn)行了配套和實(shí)船應(yīng)用[11-12]。

在海工吊機(jī)領(lǐng)域，波浪補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用最為成熟，NOV、TTS、麥基嘉及利勃海爾等公司的海工吊機(jī)可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)波浪補(bǔ)償和主輔鉤恒張力等功能，高端型號(hào)還具備多自由度波浪補(bǔ)償能力。而國(guó)內(nèi)相關(guān)海工吊機(jī)制造企業(yè)，如華南船舶機(jī)械、武漢船用機(jī)械及振華重工等在波浪補(bǔ)償技術(shù)的掌握程度上還有所欠缺，往往主輔鉤恒張力功能可順利實(shí)現(xiàn)，但是帶主動(dòng)波浪補(bǔ)償功能的海工吊機(jī)還處于研發(fā)和完善階段。其中：振華重工的30和200 t主動(dòng)波浪補(bǔ)償?shù)鯔C(jī)已經(jīng)研發(fā)成功[13]，但由于缺乏實(shí)船應(yīng)用和持續(xù)改進(jìn)，仍未實(shí)現(xiàn)海工船舶市場(chǎng)份額的突破。

綜上所述，由于我國(guó)深海油氣開(kāi)發(fā)起步較晚，大多數(shù)浮式波浪補(bǔ)償裝置都依賴于進(jìn)口，價(jià)格昂貴、維修困難、供貨受制于人，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的波浪補(bǔ)償裝置較少。目前，隨著貿(mào)易摩擦和南海領(lǐng)土爭(zhēng)端的加劇，全面開(kāi)發(fā)南海油氣資源受到嚴(yán)重的技術(shù)制約，掌握浮式波浪補(bǔ)償關(guān)鍵技術(shù)，提供國(guó)產(chǎn)化、高性能、可靠的波浪補(bǔ)償裝置對(duì)于保障我國(guó)獨(dú)立自主地開(kāi)展深水油氣和地質(zhì)資源的勘探與開(kāi)發(fā)顯得至關(guān)重要。

2 關(guān)鍵技術(shù)分析

浮式波浪補(bǔ)償裝置的關(guān)鍵技術(shù)涉及面較廣，往往需要從總體方案分析、液-氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制邏輯開(kāi)發(fā)等3個(gè)方面綜合考慮。不同類型的浮式波浪補(bǔ)償裝置所涉及的關(guān)鍵技術(shù)不盡相同，由于篇幅有限，這里僅對(duì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和分析技術(shù)、閥控(泵控)自動(dòng)恒張力技術(shù)、隔水管張緊器抗反沖控制技術(shù)及鉆柱補(bǔ)償裝置主被動(dòng)聯(lián)合控制技術(shù)等4項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和分析技術(shù)

由于船舶的升沉情況決定了浮式波浪補(bǔ)償裝置的最大補(bǔ)償位移和速度，開(kāi)展總體設(shè)計(jì)的關(guān)鍵輸入信息在于補(bǔ)償裝置的應(yīng)用船舶類型和工作海況，以便得到船舶的升沉數(shù)據(jù)。由于半潛式鉆井平臺(tái)、鉆井船及單立柱式平臺(tái)等在不同海況下的波浪衰減系數(shù)也不盡相同，業(yè)內(nèi)常用近似計(jì)算的方法計(jì)算船舶升沉波高衰減系數(shù)，參考王維旭等[14]的研究成果，浮式鉆井船的升沉周期與波浪周期相同，升沉波高遵循衰減系數(shù)k，升沉運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化計(jì)算公式為：

k=y/x

(1)

(2)

式中：y為船體在相對(duì)坐標(biāo)系中的高度，m；x為水面在相對(duì)坐標(biāo)系中的高度，m；ρ為海水密度，取1 030 kg/m3；M為船體排水質(zhì)量，kg；g為重力加速度，取9.8 m/s2；S為船體吃水線處與海水接觸面積，m2；ω為波浪的角頻率，rad/s。

在補(bǔ)償裝置方案設(shè)計(jì)完成之后開(kāi)展系統(tǒng)仿真分析，對(duì)系統(tǒng)整體性能和控制邏輯等進(jìn)行仿真，為詳細(xì)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)，通常采用AMESim和Simulink等軟件平臺(tái)開(kāi)展仿真分析。系統(tǒng)的模型建立需考慮負(fù)載的運(yùn)動(dòng)情況，如隔水管張緊器中的隔水管串、鉆柱補(bǔ)償裝置中的鉆柱，由于長(zhǎng)管柱在工作中的復(fù)雜力學(xué)特性，完全模擬其真實(shí)運(yùn)動(dòng)情況十分困難，在系統(tǒng)仿真層面往往采用瑞利法則對(duì)模型進(jìn)行適當(dāng)簡(jiǎn)化[15]。

對(duì)于隔水管串和鉆柱等細(xì)長(zhǎng)桿的運(yùn)動(dòng)，可假定其為彈簧模型，彈簧剛度計(jì)算式為：

(3)

式中：E為隔水管或鉆柱的彈性模量，取210 GPa；d為隔水管或鉆柱的外徑，m；L為隔水管串或鉆柱的長(zhǎng)度，m。

對(duì)于隔水管在海水中運(yùn)動(dòng)還應(yīng)考慮海水的阻力，運(yùn)動(dòng)阻力可用冪律流體的計(jì)算公式進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算，即有：

τ=μγλ

(4)

式中：τ為剪切力，μ為稠度系數(shù)，γ為剪切速率，λ為流變指數(shù)。

設(shè)海水為牛頓流體，流變指數(shù)取1，可以得到海水的阻力Fsea計(jì)算公式為：

Fsea=πμseaDLvriser

(5)

式中：μsea為海水稠度系數(shù)，取1.5；D為隔水管串水下動(dòng)力學(xué)外徑，m；vriser為隔水管串上升速度，m/s。

鉆桿在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中一直處于鉆井液中，由于鉆井液的黏性及壓力，鉆柱相對(duì)于鉆井液運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)致能量耗散。黏性阻力隨著鉆井液速度、密度的增大而增大，因此當(dāng)鉆井液流速或密度較大時(shí)，該阻滯作用不能忽略。鉆井液黏滯阻力系數(shù)Cd計(jì)算式如下：

(6)

式中：CN為摩阻系數(shù)，由鉆井液的試驗(yàn)數(shù)據(jù)決定，水基鉆井液的摩阻系數(shù)取0.1；C1為附加質(zhì)量系數(shù)，置于流體中的圓柱體取1；ρd為鉆井液密度，kg/m3；vd為鉆井液流速，m/s。

2.2 閥控(泵控)自動(dòng)恒張力技術(shù)

恒張力波浪補(bǔ)償技術(shù)通常應(yīng)用在絞車上，往往采用閥控或泵控來(lái)實(shí)現(xiàn)，其運(yùn)行過(guò)程中均需要持續(xù)消耗能量。閥控恒張力技術(shù)通常應(yīng)用于開(kāi)式液壓系統(tǒng)，泵控恒張力技術(shù)應(yīng)用于閉式液壓系統(tǒng)，通過(guò)安裝在不同位置的恒張力閥組實(shí)現(xiàn)恒張力功能。

閥控恒張力技術(shù)通過(guò)安裝在馬達(dá)側(cè)的恒張力閥組實(shí)現(xiàn)，恒張力功能開(kāi)啟之后，當(dāng)船舶上升時(shí)，由負(fù)載帶動(dòng)絞車進(jìn)行放繩，當(dāng)船舶下降時(shí)由液壓系統(tǒng)供油使絞車滾筒收繩，調(diào)節(jié)恒張力閥組內(nèi)部的溢流閥可實(shí)現(xiàn)鋼絲繩的張力設(shè)定并保持相對(duì)恒定。

泵控恒張力技術(shù)通過(guò)安裝在液壓泵上的恒張力閥組實(shí)現(xiàn)，恒張力閥組反饋提升回路的負(fù)載壓力信號(hào)，通過(guò)比例順序閥和固定溢流閥的共同作用調(diào)節(jié)閉式泵的擺角以及輸出流量的方向，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)恒張力功能。恒張力模式下要求操作人員將恒張力絞車操作手柄處于全速提升狀態(tài)，通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)閉式泵的斜盤(pán)擺角和馬達(dá)的正反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)絞車的收繩和放繩。

2.3 隔水管張緊器抗反沖控制技術(shù)

對(duì)于采用動(dòng)力定位(DP)系統(tǒng)的鉆井船舶，如遇到惡劣海況或動(dòng)力定位系統(tǒng)失效時(shí)，船舶往往無(wú)法保持正常鉆井位置，如果不能及時(shí)斷開(kāi)隔水管系統(tǒng)，可能導(dǎo)致船體傾覆或隔水管拉斷等事故。此時(shí)，必須執(zhí)行隔水管緊急脫離程序(EDS)，斷開(kāi)隔水管下部連接總成(LMRP)與水下BOP的連接，并關(guān)閉井口。業(yè)界通常利用隔水管張緊器開(kāi)展隔水管緊急脫離時(shí)的抗反沖控制，當(dāng)EDS程序執(zhí)行時(shí)，隔水管張緊系統(tǒng)進(jìn)入抗反沖控制模式，控制隔水管串的上升速度，從而避免隔水管串與船舶甲板發(fā)生碰撞、LMRP與BOP發(fā)生碰撞等安全事故。目前，利用張緊器進(jìn)行抗反沖控制有2種技術(shù)路線，分別是基于位置和基于速度控制抗反沖控制算法。其中：基于位置的速度控制算法適應(yīng)性最優(yōu)[16]?？狗礇_位置控制算法流程如圖1所示。

圖1 抗反沖位置控制算法示意圖

位置-開(kāi)度運(yùn)算器和觸發(fā)速度運(yùn)算器以液缸活塞桿的實(shí)時(shí)位移為依據(jù)，運(yùn)算出觸發(fā)速度和主閥參考開(kāi)度。當(dāng)緊急脫離時(shí)，控制系統(tǒng)檢測(cè)液缸活塞桿的實(shí)時(shí)速度，當(dāng)速度超過(guò)觸發(fā)速度時(shí)，調(diào)用抗反沖控制閥(ARV)主閥開(kāi)度，PID控制器按照主閥參考開(kāi)度進(jìn)行閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)液缸活塞桿速度和位移的調(diào)節(jié)。

2.4 鉆柱補(bǔ)償裝置主被動(dòng)聯(lián)合控制技術(shù)

采用主被動(dòng)聯(lián)合補(bǔ)償可大幅度提高鉆柱補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償能力，通過(guò)運(yùn)動(dòng)參考單元(MRU)采集船舶的升沉數(shù)據(jù)，經(jīng)控制系統(tǒng)處理后控制主動(dòng)液壓系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)主動(dòng)補(bǔ)償液缸進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)。該技術(shù)形成了位置反饋、速度反饋和加速度反饋等3種閉環(huán)控制技術(shù)。其中：位置反饋控制方式使大鉤在豎直方向上的絕對(duì)位置與參考位置之差為0(大鉤參考位置由鉆壓和鉆深決定)；速度反饋控制方式是使大鉤在豎直方向上的速度為0；加速度反饋控制方式使大鉤在豎直方向上的加速度為0。其具體控制方法如圖2所示。

圖2 不同反饋控制算法示意圖

3種反饋控制方式均可大幅提高鉆柱補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償能力，在相同海況和鉆深條件下，3種控制方法補(bǔ)償性能接近，其中位置反饋控制鉆壓波動(dòng)最小，速度反饋控制鉆壓波動(dòng)最大。而位置反饋中的大鉤參考位置的確定比較繁瑣，控制難度最大，現(xiàn)場(chǎng)通常采用速度或加速度反饋進(jìn)行主被動(dòng)聯(lián)合控制算法的設(shè)計(jì)。

3 產(chǎn)品研制及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

由于浮式波浪補(bǔ)償裝置類型和作用機(jī)理不同，具有應(yīng)用范圍廣和適配產(chǎn)品多的特點(diǎn)。近年來(lái)，寶石機(jī)械已陸續(xù)完成恒張力和恒鉆壓2種型式不同規(guī)格的浮式波浪補(bǔ)償裝置樣機(jī)研制工作，并取得了一定的實(shí)船應(yīng)用。

2015年寶石機(jī)械研制了40 t將軍柱式海洋平臺(tái)吊機(jī)，如圖3所示。該吊機(jī)采用開(kāi)式液壓系統(tǒng)+恒張力閥組實(shí)現(xiàn)了輔絞車的恒張力功能?，F(xiàn)場(chǎng)模擬海況試驗(yàn)結(jié)果表明：恒張力過(guò)程中鋼絲繩一直處于繃緊狀態(tài)，鋼絲繩張力維持在7～25 kN之間波動(dòng)，未出現(xiàn)松動(dòng)脫繩現(xiàn)象；下放時(shí)依靠重物反拖，提升時(shí)依靠自身供油，輔絞車可實(shí)現(xiàn)最小補(bǔ)償載荷30 kN、最大補(bǔ)償速度1.4 m/s的恒張力功能；恒張力功能和電控系統(tǒng)進(jìn)行集成，并配合負(fù)載升沉的高低位提示，操作人員可選擇合適的作業(yè)窗口結(jié)束恒張力。

圖3 40 t將軍柱式海洋平臺(tái)吊機(jī)

2016年，寶石機(jī)械完成了180 t游車鉆柱補(bǔ)償裝置的研制，如圖4所示。該裝置以鏈條增距式結(jié)構(gòu)為特點(diǎn)，減小了液缸的行程和運(yùn)行速度，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命。該裝置采用速度反饋主被動(dòng)聯(lián)合控制技術(shù)。期間完成了靜載荷、動(dòng)載荷以及主被動(dòng)聯(lián)合補(bǔ)償?shù)裙δ茉囼?yàn)。其中，主被動(dòng)聯(lián)合補(bǔ)償試驗(yàn)以模擬的波浪信號(hào)為輸入，利用主動(dòng)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)補(bǔ)償液缸進(jìn)行負(fù)載跟隨試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：180 t 游車補(bǔ)償裝置最大靜載荷和動(dòng)載荷均滿足設(shè)計(jì)要求，主動(dòng)液缸驅(qū)動(dòng)負(fù)載跟隨波浪信號(hào)效果良好。

圖4 180 t游車鉆柱補(bǔ)償裝置

2017年，寶石機(jī)械完成了DRT-200K鋼絲繩式隔水管張緊器的研制，如圖5所示。該裝置采用液-氣彈簧的原理實(shí)現(xiàn)連接隔水管的鋼絲繩張力恒定。在廠內(nèi)開(kāi)展了最大靜載、動(dòng)載荷和失效保護(hù)等功能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：隔水管張緊器可滿足最大載荷890 kN、最大出繩速度1.5 m/s的隔水管張緊能力；在一定條件下，鋼絲繩突然斷裂時(shí)張緊器內(nèi)部的抗反沖控制閥可迅速切斷蓄能器至液缸的油路，防止液缸“沖缸”；緊急脫離時(shí)，抗反沖閥的開(kāi)度可隨著液缸的行程進(jìn)行主動(dòng)調(diào)節(jié)，位置跟隨效果優(yōu)良。

圖5 DRT-200K鋼絲繩式隔水管張緊器

2018年，寶石機(jī)械為“海洋地質(zhì)十號(hào)”勘察船配備了海底基盤(pán)收放恒張力和直驅(qū)式游車鉆柱補(bǔ)償裝置，均為恒張力補(bǔ)償裝置，如圖6所示。

圖6 “海洋地質(zhì)十號(hào)”勘察船波浪補(bǔ)償裝置

其中：海底基盤(pán)收放恒張力裝置最大補(bǔ)償載荷80 kN，直驅(qū)式游車鉆柱補(bǔ)償裝置最大補(bǔ)償載荷400 kN，均滿足補(bǔ)償行程±1.5 m、最大補(bǔ)償速度1.31 m/s海況下正常作業(yè)需求，張力波動(dòng)不超過(guò)10%。交付至今，“海洋地質(zhì)十號(hào)”勘察船已先后完成20余次鉆探取心作業(yè)，最大作業(yè)水深800 m，鉆深超過(guò)1 000 m，基盤(pán)收放恒張力和游車鉆柱補(bǔ)償裝置性能表現(xiàn)良好，達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)效果。

4 發(fā)展建議

(1)浮式波浪補(bǔ)償裝置及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用范圍廣，品種繁多，是集機(jī)械、電氣和液壓于一體的高新技術(shù)產(chǎn)品，其具備關(guān)鍵技術(shù)繁雜、試驗(yàn)驗(yàn)證困難及核心外購(gòu)件受制于人等問(wèn)題，掌握相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)對(duì)于浮式波浪補(bǔ)償裝置的生產(chǎn)制造商來(lái)說(shuō)尤為重要。

(2)現(xiàn)階段恒張力、恒鉆壓浮式波浪補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)制造技術(shù)已基本掌握，并取得了一定的工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。但是在半主動(dòng)、純主動(dòng)波浪補(bǔ)償裝置方面僅完成了游車、天車及絞車相關(guān)原理樣機(jī)的試制，缺乏實(shí)船應(yīng)用案例，應(yīng)加快帶主動(dòng)控制功能的浮式波浪補(bǔ)償裝置工程樣機(jī)的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。

(3)波浪補(bǔ)償尤其是帶主動(dòng)功能的波浪補(bǔ)償裝置核心技術(shù)在于控制，現(xiàn)階段的位置、速度和加速度3種控制方法已趨于成熟，基于液-氣系統(tǒng)的波浪補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償精度已被證明無(wú)法進(jìn)一步提高，建議在提高補(bǔ)償精度及減少設(shè)備復(fù)雜度等方面加大投入和研發(fā)力度，開(kāi)展船舶升沉預(yù)測(cè)、電-液深度耦合補(bǔ)償、純電驅(qū)補(bǔ)償?shù)惹把丶夹g(shù)的研究工作，并以船舶綜合電力系統(tǒng)為依托進(jìn)行補(bǔ)償裝置的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。