波浪補償控制方法和裝置與流程

本發(fā)明涉及液壓控制領(lǐng)域，尤其涉及一種波浪補償控制方法和裝置。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，地球上的油氣資源正在枯竭，油氣的開采開始轉(zhuǎn)向海洋，特別是向深海水域延伸。

進行海洋鉆井作業(yè)時，鉆井船和鉆井平臺會在海浪的作用下產(chǎn)生周期性升沉運動，從而引起大鉤產(chǎn)生升沉運動，相應(yīng)地，鉆柱也隨之進行升沉運動，進而引起鉆壓的變化，這可能導(dǎo)致鉆頭脫離井底，使得鉆井作業(yè)暫停，甚至可能損壞鉆頭，造成巨大的經(jīng)濟損失。為此，現(xiàn)有技術(shù)多采用波浪補償?shù)姆椒▉斫鉀Q上述問題。

現(xiàn)有的波浪補償控制方法分為被動式波浪補償控制方法和主動式波浪補償控制方法。其中，現(xiàn)有的被動式波浪補償控制方法的補償精度較低，僅能適用于海況較好的作業(yè)環(huán)境，當海況較為惡劣時，鉆井船和鉆井平臺的升沉幅度較大，采用被動式波浪補償則起不到實質(zhì)性的補償作用，仍可能出現(xiàn)鉆井作業(yè)暫停或損壞鉆頭等問題；另外，現(xiàn)有的主動式波浪補償控制方法在檢測到鉆柱產(chǎn)生升沉運動時，輸出相應(yīng)的控制信號控制補償系統(tǒng)中的硬件工作，從而對鉆柱的升沉運動進行補償。然而，補償系統(tǒng)中的硬件多存在滯后性，這使得補償操作跟不上鉆柱的升沉運動，補償效果不佳。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種波浪補償控制方法和裝置，能夠提高補償精度、并改善因硬件的滯后性而導(dǎo)致的補償效果不佳的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種波浪補償控制方法，所述方法包括：

獲取鉆井船的當前第一升沉數(shù)據(jù)；所述第一升沉數(shù)據(jù)包括第一升沉位移、第一升沉速度及第一升沉趨勢；

根據(jù)所述當前第一升沉數(shù)據(jù)生成預(yù)測補償信號，并根據(jù)所述預(yù)測補償信號控制主動液壓油缸中的第一活塞桿移動至與所述預(yù)測補償信號相應(yīng)的第一平衡位置；

獲取大鉤的當前第二升沉數(shù)據(jù)；所述第二升沉數(shù)據(jù)包括第二升沉位移、第二升沉速度及第二升沉趨勢；

獲取當前鉆壓數(shù)據(jù)；所述鉆壓數(shù)據(jù)包括鉆壓和鉆壓變化趨勢；

根據(jù)所述當前第二升沉數(shù)據(jù)和所述當前鉆壓數(shù)據(jù)生成二次補償信號，并根據(jù)所述二次補償信號控制所述第一活塞桿從所述第一平衡位置移動至與所述二次補償信號相應(yīng)的第二平衡位置。

優(yōu)選地，所述獲取鉆井船的當前第一升沉數(shù)據(jù)，具體包括：

獲取鉆井船的當前第一升沉位移；

根據(jù)所述當前第一升沉位移計算所述鉆井船的當前第一升沉速度；

根據(jù)所述當前第一升沉位移與預(yù)存的歷史升沉數(shù)據(jù)獲取所述鉆井船的當前第一升沉趨勢。

優(yōu)選地，所述歷史升沉數(shù)據(jù)包括歷史升沉波形；所述根據(jù)所述當前第一升沉位移與預(yù)存的歷史升沉數(shù)據(jù)獲取所述鉆井船的當前第一升沉趨勢，具體包括：

根據(jù)所述當前第一升沉位移更新預(yù)設(shè)的實際升沉波形；

將更新后的實際升沉波形與所述歷史升沉波形進行對比，判斷所述實際升沉波形與所述歷史升沉波形是否匹配；若是，則根據(jù)所述歷史升沉波形獲取所述鉆井船的當前第一升沉趨勢。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述當前第一升沉數(shù)據(jù)生成預(yù)測補償信號，具體包括：

將所述當前第一升沉數(shù)據(jù)代入預(yù)設(shè)的第一權(quán)值函數(shù)，獲取當前第一升沉位移的權(quán)值、當前第一升沉速度的權(quán)值和當前第一升沉趨勢的權(quán)值；

計算當前預(yù)測補償統(tǒng)計值，且所述預(yù)測補償統(tǒng)計值的計算公式為：PCS＝CX*P_CX+CV*P_CV+CQ*P_CQ；其中，PCS為預(yù)測補償統(tǒng)計值，CX為所述第一升沉位移，CV為所述第一升沉速度，CQ為所述第一升沉趨勢，P_CX為所述第一升沉位移的權(quán)值，P_CV為所述第一升沉速度的權(quán)值，P_CQ為所述第一升沉趨勢的權(quán)值；

獲取所述鉆井船的當前第一升沉方向；

查詢預(yù)先存儲的預(yù)測補償記錄表，獲取所述當前預(yù)測補償統(tǒng)計值和所述當前第一升沉方向所對應(yīng)的預(yù)測補償信號；其中，所述預(yù)測補償記錄表為預(yù)測補償統(tǒng)計值、第一升沉方向和預(yù)測補償信號三者之間的對應(yīng)關(guān)系表。

優(yōu)選地，所述獲取當前鉆壓數(shù)據(jù)，具體包括：

檢測液壓油缸的當前油壓，并根據(jù)所述當前油壓計算液壓油缸中的活塞桿對所述大鉤的當前補償力；所述液壓油缸包括所述主動液壓油缸；

獲取死繩端的當前張力；

計算當前鉆壓，且所述鉆壓的計算公式為：F_z＝G₁+G₂-F_f-F₁-F₂；其中，F(xiàn)_z為所述鉆壓，G₁為鉆柱的重力，G₂為所述大鉤的重力，F(xiàn)_f為海水對所述鉆柱的浮力，F(xiàn)₁為所述補償力，F(xiàn)₂為所述死繩端的張力；

根據(jù)所述大鉤的第二升沉趨勢獲取所述鉆壓變化趨勢。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述當前第二升沉數(shù)據(jù)和所述當前鉆壓數(shù)據(jù)生成二次補償信號，具體包括：

將所述當前第二升沉數(shù)據(jù)代入預(yù)設(shè)的第二權(quán)值函數(shù)，獲取當前第二升沉位移的權(quán)值、當前第二升沉速度的權(quán)值和當前第二升沉趨勢的權(quán)值；

計算當前第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，且所述第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的計算公式為：DSS＝GX*P_GX+GV*P_GV+GQ*P_GQ；其中，DSS為所述第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，GX為所述第二升沉位移，GV為所述第二升沉速度，GQ為所述第二升沉趨勢，P_GX為所述第二升沉位移的權(quán)值，P_GV為所述第二升沉速度的權(quán)值，P_GQ為所述第二升沉趨勢的權(quán)值；

將所述當前鉆壓數(shù)據(jù)代入預(yù)設(shè)的第三權(quán)值函數(shù)，獲取當前鉆壓的權(quán)值和當前鉆壓變化趨勢的權(quán)值；

計算當前鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，且所述鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的計算公式為：DPS＝ZY*P_ZY+ZQ*P_ZQ；其中，DPS為所述鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，ZY為所述鉆壓，ZQ為所述鉆壓變化趨勢，P_ZY為所述鉆壓的權(quán)值，P_ZQ為所述鉆壓變化趨勢的權(quán)值；

將所述當前第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值和所述當前鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值代入預(yù)設(shè)的第四權(quán)值函數(shù)，獲取所述當前第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的權(quán)值和所述當前鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的權(quán)值；

計算當前二次補償統(tǒng)計值，且所述二次補償統(tǒng)計值的計算公式為：SCS＝DSS*P_DSS+DPS*P_DPS；其中，DSS為所述第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，DPS為所述鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，P_DSS為所述第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的權(quán)值，P_DPS為所述鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的權(quán)值；

獲取所述大鉤的當前第二升沉方向；

查詢預(yù)先存儲的二次補償記錄表，獲取所述當前二次補償統(tǒng)計值和所述當前第二升沉方向所對應(yīng)的二次補償信號；其中，所述二次補償記錄表為二次補償統(tǒng)計值、第二升沉方向和二次補償信號三者之間的對應(yīng)關(guān)系表。

優(yōu)選地，所述方法還包括：

根據(jù)鉆井船的當前升沉運動將被動液壓油缸中的第二活塞桿移動至與所述當前升沉運動相應(yīng)的第三平衡位置。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提出了一種波浪補償控制裝置，所述裝置包括：

第一升沉數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取鉆井船的當前第一升沉數(shù)據(jù)；所述第一升沉數(shù)據(jù)包括第一升沉位移、第一升沉速度及第一升沉趨勢；

預(yù)測補償模塊，用于根據(jù)所述當前第一升沉數(shù)據(jù)生成預(yù)測補償信號，并根據(jù)所述預(yù)測補償信號控制主動液壓油缸中的第一活塞桿移動至與所述預(yù)測補償信號相應(yīng)的第一平衡位置；

第二升沉數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取大鉤的當前第二升沉數(shù)據(jù)；所述第二升沉數(shù)據(jù)包括第二升沉位移、第二升沉速度及第二升沉趨勢；

鉆壓數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取當前鉆壓數(shù)據(jù)；所述鉆壓數(shù)據(jù)包括鉆壓和鉆壓變化趨勢；以及，

二次補償模塊，用于根據(jù)所述當前第二升沉數(shù)據(jù)和所述當前鉆壓數(shù)據(jù)生成二次補償信號，并根據(jù)所述二次補償信號控制所述第一活塞桿從所述第一平衡位置移動至與所述二次補償信號相應(yīng)的第二平衡位置。

優(yōu)選地，所述第一升沉數(shù)據(jù)獲取模塊具體包括：

第一升沉位移獲取單元，用于獲取鉆井船的當前第一升沉位移；

第一升沉速度計算單元，用于根據(jù)所述當前第一升沉位移計算所述鉆井船的當前第一升沉速度；以及，

第一升沉趨勢獲取單元，用于根據(jù)所述當前第一升沉位移與預(yù)存的歷史升沉數(shù)據(jù)獲取所述鉆井船的當前第一升沉趨勢。

優(yōu)選地，所述歷史升沉數(shù)據(jù)包括歷史升沉波形；所述第一升沉趨勢獲取單元具體包括：

實際升沉波形更新子單元，用于根據(jù)所述當前第一升沉位移更新預(yù)設(shè)的實際升沉波形；以及，

升沉波形比對子單元，用于將所述更新后的實際升沉波形與歷史升沉波形進行對比，判斷所述實際升沉波形與所述歷史升沉波形是否匹配；若是，則根據(jù)所述歷史升沉波形獲取所述鉆井船的當前第一升沉趨勢。

優(yōu)選地，所述預(yù)測補償模塊具體包括：

第一權(quán)值獲取單元，用于將所述當前第一升沉數(shù)據(jù)代入預(yù)設(shè)的第一權(quán)值函數(shù)，獲取當前第一升沉位移的權(quán)值、當前第一升沉速度的權(quán)值和當前第一升沉趨勢的權(quán)值；

預(yù)測補償統(tǒng)計值計算單元，用于計算當前預(yù)測補償統(tǒng)計值，且所述預(yù)測補償統(tǒng)計值的計算公式為：PCS＝CX*P_CX+CV*P_CV+CQ*P_CQ；其中，PCS為預(yù)測補償統(tǒng)計值，CX為所述第一升沉位移，CV為所述第一升沉速度，CQ為所述第一升沉趨勢，P_CX為所述第一升沉位移的權(quán)值，P_CV為所述第一升沉速度的權(quán)值，P_CQ為所述第一升沉趨勢的權(quán)值；

第一升沉方向獲取單元，用于獲取所述鉆井船的當前第一升沉方向；以及，

預(yù)測補償信號獲取單元，用于查詢預(yù)先存儲的預(yù)測補償記錄表，獲取所述當前預(yù)測補償統(tǒng)計值和所述當前第一升沉方向所對應(yīng)的預(yù)測補償信號；其中，所述預(yù)測補償記錄表為預(yù)測補償統(tǒng)計值、第一升沉方向和預(yù)測補償信號三者之間的對應(yīng)關(guān)系表。

優(yōu)選地，所述鉆壓數(shù)據(jù)獲取模塊具體包括：

補償力計算單元，用于檢測液壓油缸的當前油壓，并根據(jù)所述當前油壓計算液壓油缸中的活塞桿對所述大鉤的當前補償力；所述液壓油缸包括所述主動液壓油缸；

死繩端張力獲取單元，用于獲取死繩端的當前張力；

鉆壓計算單元，用于計算當前鉆壓，且所述鉆壓的計算公式為：F_z＝G₁+G₂-F_f-F₁-F₂；其中，F(xiàn)_z為所述鉆壓，G₁為鉆柱的重力，G₂為所述大鉤的重力，F(xiàn)_f為海水對所述鉆柱的浮力，F(xiàn)₁為所述補償力，F(xiàn)₂為所述死繩端的張力；以及，

鉆壓變化趨勢獲取單元，用于根據(jù)所述大鉤的第二升沉趨勢獲取所述鉆壓變化趨勢。

優(yōu)選地，所述二次補償模塊具體包括：

第二權(quán)值獲取單元，用于將所述當前第二升沉數(shù)據(jù)代入預(yù)設(shè)的第二權(quán)值函數(shù)，獲取當前第二升沉位移的權(quán)值、當前第二升沉速度的權(quán)值和當前第二升沉趨勢的權(quán)值；

第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值計算單元，用于計算當前第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，且所述第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的計算公式為：DSS＝GX*P_GX+GV*P_GV+GQ*P_GQ；其中，DSS為所述第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，GX為所述第二升沉位移，GV為所述第二升沉速度，GQ為所述第二升沉趨勢，P_GX為所述第二升沉位移的權(quán)值，P_GV為所述第二升沉速度的權(quán)值，P_GQ為所述第二升沉趨勢的權(quán)值；

第三權(quán)值計算單元，用于將所述當前鉆壓數(shù)據(jù)代入預(yù)設(shè)的第三權(quán)值函數(shù)，獲取當前鉆壓的權(quán)值和當前鉆壓變化趨勢的權(quán)值；

鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值計算單元，用于計算當前鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，且所述鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的計算公式為：DPS＝ZY*P_ZY+ZQ*P_ZQ；其中，DPS為所述鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，ZY為所述鉆壓，ZQ為所述鉆壓變化趨勢，P_ZY為所述鉆壓的權(quán)值，P_ZQ為所述鉆壓變化趨勢的權(quán)值；以及，

第四權(quán)值計算單元，用于將所述當前第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值和所述當前鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值代入預(yù)設(shè)的第四權(quán)值函數(shù)，獲取所述當前第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的權(quán)值和所述當前鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的權(quán)值；

二次補償統(tǒng)計值計算單元，用于計算當前二次補償統(tǒng)計值，且所述二次補償統(tǒng)計值的計算公式為：SCS＝DSS*P_DSS+DPS*P_DPS；其中，DSS為所述第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，DPS為所述鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，P_DSS為所述第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的權(quán)值，P_DPS為所述鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的權(quán)值；

第二升沉方向獲取單元，用于獲取所述大鉤的當前第二升沉方向；以及，

二次補償信號獲取單元，用于查詢預(yù)先存儲的二次補償記錄表，獲取所述當前二次補償統(tǒng)計值和所述當前第二升沉方向所對應(yīng)的二次補償信號；其中，所述二次補償記錄表為二次補償統(tǒng)計值、第二升沉方向和二次補償信號三者之間的對應(yīng)關(guān)系表。

優(yōu)選地，所述裝置還包括：

被動補償模塊，用于根據(jù)鉆井船的當前升沉運動將被動液壓油缸中的第二活塞桿移動至與所述當前升沉運動相應(yīng)的第三平衡位置。

實施本發(fā)明，具有如下有益效果：

本發(fā)明提供的波浪補償控制方法和裝置，采用主動補償?shù)姆绞?，且將補償過程分為預(yù)測補償和二次補償，即，先獲取鉆井船的第一升沉趨勢，以預(yù)測鉆井船在下一時刻的升沉運動情況，在大鉤產(chǎn)生相應(yīng)的升沉運動之前進行相應(yīng)的預(yù)測補償操作，以補償大鉤將因海浪作用產(chǎn)生的升沉位移，在預(yù)測補償操作之后，再根據(jù)檢測到的大鉤的當前第二升沉數(shù)據(jù)和當前鉆壓數(shù)據(jù)進行二次補償操作，以進一步補償大鉤因海浪作用產(chǎn)生的升沉位移?？梢?，本發(fā)明有效地提高補償精度，并且有效地改善了因硬件的滯后性而導(dǎo)致的補償效果不佳的問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的波浪補償控制方法的一個實施例的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的波浪補償控制方法的另一個實施例的流程示意圖；

圖3是本發(fā)明提供的波浪補償控制裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1，是本發(fā)明提供的波浪補償控制方法的一個實施例的流程示意圖，所述波浪補償控制方法可由波浪補償控制裝置來執(zhí)行，并至少包括如下步驟：

S11、獲取鉆井船的當前第一升沉數(shù)據(jù)；所述第一升沉數(shù)據(jù)包括第一升沉位移、第一升沉速度及第一升沉趨勢；

具體地，可通過如下步驟來獲取所述鉆井船的當前第一升沉數(shù)據(jù)：

S111、獲取鉆井船的當前第一升沉位移；

在本實施例中，所述第一升沉位移指的是所述鉆井船的相應(yīng)位置相對于海底的絕對位移，由安裝于所述鉆井船的相應(yīng)位置上的運動參考單元(MRU，Motion Reference Unit)基于預(yù)設(shè)的采樣頻率檢測所述鉆井船的升沉運動獲得，進而所述波浪補償控制裝置從所述運動參考單元的相應(yīng)寄存器中讀取所述第一升沉位移，優(yōu)選地，所述采樣頻率為100Hz。

S112、根據(jù)所述當前第一升沉位移計算所述鉆井船的當前第一升沉速度；

在本實施例中，所述第一升沉速度由所述波浪補償控制裝置結(jié)合所述第一升沉位移和相應(yīng)的時間數(shù)據(jù)計算獲得；例如，T1時刻的第一升沉位移為X1，在T1時刻之后的T2時刻的第一升沉位移為X2，則以T1時刻到T2時刻之間的平均速度作為T2時刻的第一升沉速度，即，所述T2時刻的第一升沉速度的絕對值

S113、根據(jù)所述當前第一升沉位移與預(yù)存的歷史升沉數(shù)據(jù)獲取所述鉆井船的當前第一升沉趨勢。

在本實施例中，所述第一升沉趨勢是一個無量綱的量，用來表征所述鉆井船在下一時刻的升沉運動情況，且其由所述波浪補償控制裝置根據(jù)所述第一升沉位移處理獲得。一般來說，所述歷史升沉數(shù)據(jù)包括歷史升沉波形，具體地，可通過如下步驟來獲取所述鉆井船的第一升沉趨勢：

S1131、根據(jù)所述當前第一升沉位移更新預(yù)設(shè)的實際升沉波形；

S1132、將更新后的實際升沉波形與所述歷史升沉波形進行對比，判斷所述實際升沉波形與所述歷史升沉波形是否匹配；若是，則根據(jù)所述歷史升沉波形獲取所述鉆井船的當前第一升沉趨勢。

需要說明的是，所述波浪補償控制裝置中預(yù)先存儲有多個不同海況下所述鉆井船的歷史升沉波形，每個歷史升沉波形均對應(yīng)一種海況，且每個歷史升沉波形中均包含多個以預(yù)設(shè)的采樣頻率采集的歷史升沉位移，在進行波浪補償之前，由用戶根據(jù)所述鉆井船當前所處的工作環(huán)境的海況，選擇相應(yīng)的歷史升沉波形。

在本實施例中，利用預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)窗口將所述鉆井船的實際升沉波形與歷史升沉波形進行對比，以獲取所述鉆井船的第一升沉趨勢。具體地，所述預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)窗口包括實際數(shù)據(jù)窗口和歷史數(shù)據(jù)窗口，其中，所述實際數(shù)據(jù)窗口設(shè)置有第一預(yù)設(shè)個數(shù)的有效數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，所述歷史數(shù)據(jù)窗口設(shè)置有第二預(yù)設(shè)個數(shù)的有效數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。優(yōu)選地，所述實際數(shù)據(jù)窗口設(shè)置有10個有效數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，所述歷史數(shù)據(jù)窗口設(shè)置有15個有效數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。

接下來以所述實際數(shù)據(jù)窗口設(shè)置有10個有效數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，所述歷史數(shù)據(jù)窗口設(shè)置有15個有效數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的情況為例，詳細說明獲取所述鉆井船的當前第一升沉趨勢的工作過程：

將所述運動參考單元所采集到的10個連續(xù)的升沉位移存儲到所述實際數(shù)據(jù)窗口中相應(yīng)的有效數(shù)據(jù)緩存區(qū)中，在所述實際數(shù)據(jù)窗口中生成所述預(yù)設(shè)的實際升沉波形，并計算所述預(yù)設(shè)的實際升沉波形的周期。其中，所述10個連續(xù)的升沉位移為緊挨當前時刻之前的10個連續(xù)的升沉位移。

在預(yù)先存儲的多個所述鉆井船的歷史升沉波形中查找與所述實際數(shù)據(jù)窗口中的當前實際升沉波形所匹配的歷史升沉波形，并根據(jù)所述實際數(shù)據(jù)窗口中的時間數(shù)據(jù)和當前實際升沉波形的周期將查找得到的歷史升沉波形調(diào)整到與所述當前實際升沉波形基本一致，而后，再將調(diào)整后的歷史升沉波形中與所述10個連續(xù)的升沉位移相對應(yīng)的10個歷史升沉位移以及緊隨其后的連續(xù)5個預(yù)測位移保存到所述歷史數(shù)據(jù)窗口中相應(yīng)的有效數(shù)據(jù)緩存區(qū)中。其中，所述10個歷史升沉位移是基于預(yù)設(shè)的頻率實際采集且預(yù)先存儲的；所述5個預(yù)測位移是根據(jù)所述歷史升沉波形推算獲得，用于確定所述鉆井船在下一時刻的升沉運動情況，且所述5個預(yù)測位移中，其對應(yīng)的時間最接近當前時刻的預(yù)測位移為第1個預(yù)測位移，依次類推，其對應(yīng)的時間最遠離當前時刻的預(yù)測位移為第5個預(yù)測位移，其中，所述第1個預(yù)測位移的權(quán)值最大，依次減小，所述第5個預(yù)測位移的權(quán)值最小。

根據(jù)所述當前第一升沉位移更新預(yù)設(shè)的實際升沉波形，具體為，將所述實際數(shù)據(jù)窗口中存儲的10個連續(xù)的升沉位移中時間最早的1個升沉位移丟棄，然后對所述實際數(shù)據(jù)窗口中剩下的9個升沉位移進行移位操作，再將采集到的所述鉆井船的當前第一升沉位移添加至所述實際數(shù)據(jù)窗口中相應(yīng)的有效數(shù)據(jù)緩存區(qū)中，以更新所述預(yù)設(shè)的實際升沉波形；

將更新后的實際升沉波形與所述歷史升沉波形進行對比，具體為，將所述更新后的實際升沉波形與上述步驟中調(diào)整后的歷史升沉波形進行對比，若兩個波形匹配，即波形發(fā)展一致，則根據(jù)所述歷史升沉波形獲取所述鉆井船的當前第一升沉趨勢，并且，還需要為下一次獲取所述第一升沉趨勢做好準備工作，即，將當前歷史數(shù)據(jù)窗口中時間最早的1個歷史升沉數(shù)據(jù)丟棄，并對剩下的14個數(shù)據(jù)進行移位操作，這意味著所述第1個預(yù)測位移將作為最新的歷史位移，相應(yīng)地，再存入一個新的預(yù)測位移作為第5個預(yù)測位移，以更新預(yù)設(shè)的歷史升沉波形，供下一次對比使用；若兩個波形不匹配，則返回步驟“在預(yù)先存儲的多個所述鉆井船的歷史升沉波形中查找與所述實際數(shù)據(jù)窗口中的當前實際升沉波形匹配的歷史升沉波形”，并依次執(zhí)行位于該步驟以后的其他步驟。

需要說明的是，獲取完一次所述鉆井船的第一升沉趨勢后，若需要再次獲取所述鉆井船的第一升沉趨勢，則再次根據(jù)所述當前采集到的第一升沉位移更新預(yù)設(shè)的實際升沉波形，并依次執(zhí)行位于該步驟以后的其他步驟。

在本實施例中，根據(jù)所述歷史升沉波形獲取所述鉆井船的當前第一升沉趨勢，具體為，根據(jù)所述歷史升沉波形中的相應(yīng)數(shù)據(jù)進行歸一化參數(shù)處理，從而獲得所述第一升沉趨勢，例如，以海平面平靜時所述鉆井船的位置為參考零位，將所述鉆井船的升沉運動分為上下兩個方向，若預(yù)設(shè)所述第一升沉趨勢的取值區(qū)間為[-1，+1]，其中，正值表示呈上升趨勢，負值表示呈下沉趨勢，且升沉幅度越大，所述第一升沉趨勢的絕對值越大，具體地，當根據(jù)所述歷史升沉波形獲知所述鉆井船剛穿過所述參考零位向上運動時，則說明所述鉆井船呈上升趨勢，且升幅較大，因此所述第一升沉趨勢取絕對值較大的正值，如+0.9；當所述鉆井船向上運動且將要達到波峰時，則說明所述鉆井船呈上升趨勢，但升幅較小，因此所述第一升沉趨勢取絕對值較小的正值，如+0.2；當所述鉆井船剛穿過所述參考零位向下運動時，則說明所述鉆井船呈下沉趨勢，且沉幅較大，因此所述第一升沉趨勢取絕對值較大的負值，如-0.9；當所述鉆井船向下運動且將要達到波谷時，則說明所述鉆井船呈下沉趨勢，但沉幅較小，因此所述第一升沉趨勢取絕對值較小的負值，如-0.2。

S12、根據(jù)所述當前第一升沉數(shù)據(jù)生成預(yù)測補償信號，并根據(jù)所述預(yù)測補償信號控制主動液壓油缸中的第一活塞桿移動至與所述預(yù)測補償信號相應(yīng)的第一平衡位置；

在本實施例中，根據(jù)所述第一升沉數(shù)據(jù)生成預(yù)測補償信號，具體為，所述波浪補償控制裝置根據(jù)所述第一升沉位移、所述第一升沉速度和所述第一升沉趨勢計算獲得所述預(yù)測補償信號。所述預(yù)測補償信號用于在所述大鉤產(chǎn)生相應(yīng)的升沉運動之前，控制所述主動液壓油缸中的第一活塞桿移動至與所述預(yù)測補償信號相應(yīng)的第一平衡位置，以實現(xiàn)提前補償所述大鉤將因海浪作用產(chǎn)生的升沉位移，具體實施時，所述波浪補償控制裝置將其生成的預(yù)測補償信號輸出至補償系統(tǒng)中的供油控制單元，進而由所述供油控制單元控制油泵向所述主動液壓油缸的相應(yīng)油腔中充油，以控制所述主動液壓油缸中的第一活塞桿的移動。其中，上述各個物理量的絕對值均與所述預(yù)測補償信號呈正相關(guān)關(guān)系，例如所述第一升沉趨勢的絕對值越大，所述預(yù)測補償信號越大，所述第一活塞桿的移動距離越大，對所述大鉤的升沉位移補償?shù)迷蕉?，反之。具體地，可通過如下步驟來生成所述預(yù)測補償信號：

S121、將所述當前第一升沉數(shù)據(jù)代入預(yù)設(shè)的第一權(quán)值函數(shù)，獲取當前第一升沉位移的權(quán)值、當前第一升沉速度的權(quán)值和當前第一升沉趨勢的權(quán)值；

S122、計算當前預(yù)測補償統(tǒng)計值，且所述預(yù)測補償統(tǒng)計值的計算公式為：PCS＝CX*P_CX+CV*P_CV+CQ*P_CQ；其中，PCS為預(yù)測補償統(tǒng)計值，CX為所述第一升沉位移，CV為所述第一升沉速度，CQ為所述第一升沉趨勢，P_CX為所述第一升沉位移的權(quán)值，P_CV為所述第一升沉速度的權(quán)值，P_CQ為所述第一升沉趨勢的權(quán)值；

S123、獲取所述鉆井船的當前第一升沉方向；

在本實施例中，根據(jù)所述第一升沉位移可以獲取所述鉆井船的第一升沉方向，例如，T1時刻的第一升沉位移為X1，在T1時刻之后的T2時刻的第一升沉位移為X2，若X2大于X1，則說明所述鉆井船在上升，若X2小于X1，則說明所述鉆井船在下沉。并且，可以預(yù)先定義一個升沉方向標志VF，當所述鉆井船上升時使得VF＝1，當所述鉆井船下沉時使得VF＝0。

S124、查詢預(yù)先存儲的預(yù)測補償記錄表，獲取所述當前預(yù)測補償統(tǒng)計值和所述當前第一升沉方向所對應(yīng)的預(yù)測補償信號；其中，所述預(yù)測補償記錄表為預(yù)測補償統(tǒng)計值、第一升沉方向和預(yù)測補償信號三者之間的對應(yīng)關(guān)系表。

需要說明的是，在所述預(yù)測補償記錄表中，記錄有多個預(yù)測補償統(tǒng)計值的取值范圍，每一個取值范圍對應(yīng)一個預(yù)測補償信號的數(shù)值，所述當前預(yù)測統(tǒng)計值位于哪個取值范圍內(nèi)，該取值范圍所對應(yīng)的預(yù)測補償信號的數(shù)值即為所述當前預(yù)測統(tǒng)計值所對應(yīng)的預(yù)測補償信號的數(shù)值。另外，所述第一升沉方向影響所述預(yù)測補償信號的正負，結(jié)合所述預(yù)測補償信號的數(shù)值和所述預(yù)測補償信號的正負即可確定所述預(yù)測補償信號。并且，用戶可以根據(jù)實際需求對所述預(yù)測補償記錄表中的內(nèi)容進行更新。

S13、獲取大鉤的當前第二升沉數(shù)據(jù)；所述第二升沉數(shù)據(jù)包括第二升沉位移、第二升沉速度及第二升沉趨勢；

在本實施例中，所述第二升沉位移指的是所述大鉤相對于所述鉆井船的相應(yīng)位置的絕對位移，由設(shè)置在所述大鉤上的距離傳感器測量獲得；所述第二升沉速度由所述波浪補償控制裝置結(jié)合所述第二升沉位移和相應(yīng)的時間數(shù)據(jù)計算獲得；所述第二升沉趨勢是一個無量綱的量，用來判斷所述鉆壓變化趨勢，其由所述波浪補償控制裝置根據(jù)所述第二升沉位移處理獲得。

S14、獲取當前鉆壓數(shù)據(jù)；所述鉆壓數(shù)據(jù)包括鉆壓和鉆壓變化趨勢；

在本實施例中，所述鉆壓指的是鉆頭所承受的壓力，它是一個瞬時值；所述鉆壓變化趨勢是一個無量綱的量，用來表征所述鉆壓在下一時刻的變化情況，且所述鉆壓變化趨勢跟所述大鉤的第二升沉趨勢相關(guān)，具體地，可通過如下步驟來獲取所述鉆壓數(shù)據(jù)：

S141、檢測液壓油缸的當前油壓，并根據(jù)所述當前油壓計算液壓油缸中的活塞桿對所述大鉤的當前補償力；所述液壓油缸包括所述主動液壓油缸；

在本實施例中，所述油壓由油壓傳感器檢測獲得；根據(jù)檢測到的油壓、所述液壓油缸的油腔的截面積以及所述液壓油缸中的活塞桿的截面積即可計算得到所述活塞桿對所述大鉤的補償力，例如，若所述主動液壓油缸中有桿油腔的油壓為P1，無桿油腔的油壓為P2，所述有桿油腔和所述無桿油腔的截面積均為S1，所述第一活塞桿的截面積為S2，則所述有桿油腔中能供液壓油活動的區(qū)域的截面積為S1-S2，即一個環(huán)形區(qū)域的面積，所述主動液壓油缸對所述大鉤的補償力為F₁，則F₁＝P2*S1-P1*(S1-S2)。

需要說明的是，若所述補償系統(tǒng)中僅存在所述主動液壓油缸，所述液壓油缸中的活塞桿對所述大鉤的當前補償力指的是所述主動液壓油缸中的第一活塞桿對所述大鉤的主動補償力。若所述補償系統(tǒng)中同時存在主動液壓油缸和被動液壓油缸，所述液壓油缸中的活塞桿對所述大鉤的當前補償力指的是所述主動液壓油缸中的第一活塞桿對所述大鉤的主動補償力和所述被動液壓油缸中的第二活塞桿對所述大鉤的被動補償力的合力，具體實施時，所述被動液壓油缸正向放置在所述鉆井船的井架上，即其第二活塞桿朝上，且所述被動液壓油缸包括對稱設(shè)置在所述大鉤兩端的第一被動液壓油缸和第二被動液壓油缸，所述第一被動液壓油缸的活塞桿固定在所述大鉤的一端，所述第二被動液壓油缸的活塞桿固定在所述大鉤的另一端，所述主動液壓油缸倒置在所述鉆井船的井架上，即其第一活塞桿與所述被動液壓油缸的第二活塞桿相對設(shè)置，所述主動液壓油缸的第一活塞桿固定連接于所述大鉤的中部，可見，所述被動液壓油缸的第二活塞桿和所述主動液壓油缸的第一活塞桿均可對所述大鉤施以作用力，以帶動所述大鉤運動，從而補償所述大鉤的升沉位移。

S143、獲取死繩端的當前張力；

在本實施例中，所述死繩端通過連接于所述大鉤的滑輪組懸系鉆柱，所述死繩端的張力由死繩張力傳感器測量獲得。

S144、計算當前鉆壓，且所述鉆壓的計算公式為：F_z＝G₁+G₂-F_f-F₁-F₂；其中，F(xiàn)_z為所述鉆壓，G₁為鉆柱的重力，G₂為所述大鉤的重力，F(xiàn)_f為海水對所述鉆柱的浮力，F(xiàn)₁為所述補償力，F(xiàn)₂為所述死繩端的張力；

需要說明的是，在實際應(yīng)用中，所述鉆壓還受到工作環(huán)境中的洋流的影響。因此，在一個優(yōu)選的實施方式中，可以將所述洋流的影響并入所述鉆柱的重力G₁中進行計算，以提高數(shù)據(jù)的準確性，例如，計算所述鉆柱的重力G₁時，根據(jù)實際海況乘以洋流影響系數(shù)，即G₁＝M_柱*g*K，其中，M_柱為所述鉆柱的質(zhì)量，g為重力常數(shù)，K為洋流影響系數(shù)。

S145、根據(jù)所述大鉤的第二升沉趨勢獲取所述鉆壓變化趨勢。

在本實施例中，所述鉆壓變化趨勢是一個無量綱的量，用來表征所述鉆壓在下一時刻的變化情況，所述鉆壓變化趨勢跟所述大鉤的第二升沉趨勢相關(guān)，例如，可以預(yù)設(shè)所述鉆壓變化趨勢為負值表示所述鉆壓將降低，所述鉆壓變化趨勢為正值表示所述鉆壓將增加，且所述鉆壓變化趨勢的絕對值越大表示所述鉆壓變化幅度越大，則當所述大鉤上升時，所述鉆壓變化趨勢為負值，所述鉆壓將降低，當所述大鉤下沉時，所述鉆壓變化趨勢為正值，所述鉆壓將增加。

需要說明的是，在所述海洋鉆井設(shè)備的工作過程中，所述鉆壓需要保持在一個合理的波動范圍內(nèi)，若所述鉆壓超出所述波動范圍，則可能出現(xiàn)鉆井作業(yè)暫停或損壞鉆頭的問題。另外，所述波動范圍越小，越有利于鉆井作業(yè)，最有利的工作條件為所述鉆壓一直保持恒定值，即沒有任何波動，這樣既可以盡可能提高鉆井速度，又可以保護鉆井設(shè)備。因此，若當前鉆壓已經(jīng)接近預(yù)設(shè)閾值了，而根據(jù)鉆壓變化趨勢獲知所述鉆壓仍要增加，則所述波浪補償控制裝置輸出相應(yīng)的二次補償信號可以減小鉆壓。

S15、根據(jù)所述當前第二升沉數(shù)據(jù)和所述當前鉆壓數(shù)據(jù)生成二次補償信號，并根據(jù)所述二次補償信號控制所述第一活塞桿從所述第一平衡位置移動至與所述二次補償信號相應(yīng)的第二平衡位置。

在本實施例中，根據(jù)所述第二升沉數(shù)據(jù)和所述鉆壓數(shù)據(jù)生成二次補償信號，具體為，所述波浪補償控制裝置根據(jù)所述第二升沉位移、所述第二升沉速度、所述第二升沉趨勢、所述鉆壓以及所述鉆壓變化趨勢計算獲得所述二次補償信號。其中，所述第二升沉位移、所述第二升沉速度、所述第二升沉趨勢以及所述鉆壓變化趨勢的絕對值均與所述二次補償信號呈正相關(guān)關(guān)系；針對所述鉆壓，可以對所述鉆壓進行標準化處理，即，預(yù)設(shè)一個零位置，所述零位置所對應(yīng)的鉆壓值為工作時的最佳鉆壓值，若當前鉆壓的實際值小于所述零位置對應(yīng)的鉆壓值，則用相應(yīng)的負數(shù)表示所述當前鉆壓，且小得越多，所述負數(shù)的絕對值越大，若當前鉆壓的實際值大于所述零位置對應(yīng)的鉆壓值，則用相應(yīng)的正數(shù)表示所述當前鉆壓，且大得越大，所述正數(shù)的絕對值越大，這種情況下，所述鉆壓的絕對值也與所述二次補償信號呈正相關(guān)關(guān)系，即，當前鉆壓與工作時的最佳鉆壓值差距越大，則當前二次補償信號越大，所述第一活塞桿的移動距離越大，對所述大鉤的升沉位移補償?shù)迷蕉?，反之。所述二次補償信號用于控制所述主動液壓油缸中的第一活塞桿從所述第一平衡位置移動至與所述二次補償信號相應(yīng)的第二平衡位置，以實現(xiàn)進一步補償所述大鉤因海浪作用產(chǎn)生的升沉位移，具體實施時，所述波浪補償控制裝置將其生成的二次補償信號輸出至補償系統(tǒng)中的供油控制單元，進而由所述供油控制單元控制油泵向所述主動液壓油缸的相應(yīng)油腔中充油，以控制所述主動液壓油缸中的第一活塞桿的移動。具體地，可通過如下步驟來生成所述二次補償信號：

S151、將所述當前第二升沉數(shù)據(jù)代入預(yù)設(shè)的第二權(quán)值函數(shù)，獲取當前第二升沉位移的權(quán)值、當前第二升沉速度的權(quán)值和當前第二升沉趨勢的權(quán)值；

S152、計算當前第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，且所述第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的計算公式為：DSS＝GX*P_GX+GV*P_GV+GQ*P_GQ；其中，DSS為所述第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，GX為所述第二升沉位移，GV為所述第二升沉速度，GQ為所述第二升沉趨勢，P_GX為所述第二升沉位移的權(quán)值，P_GV為所述第二升沉速度的權(quán)值，P_GQ為所述第二升沉趨勢的權(quán)值；

S153、將所述當前鉆壓數(shù)據(jù)代入預(yù)設(shè)的第三權(quán)值函數(shù)，獲取當前鉆壓的權(quán)值和當前鉆壓變化趨勢的權(quán)值；

S154、計算當前鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，且所述鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的計算公式為：DPS＝ZY*P_ZY+ZQ*P_ZQ；其中，DPS為所述鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，ZY為所述鉆壓，ZQ為所述鉆壓變化趨勢，P_ZY為所述鉆壓的權(quán)值，P_ZQ為所述鉆壓變化趨勢的權(quán)值；

S155、將所述當前第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值和所述當前鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值代入預(yù)設(shè)的第四權(quán)值函數(shù)，獲取所述當前第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的權(quán)值和所述當前鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的權(quán)值；

S156、計算當前二次補償統(tǒng)計值，且所述二次補償統(tǒng)計值的計算公式為：SCS＝DSS*P_DSS+DPS*P_DPS；其中，DSS為所述第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，DPS為所述鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，P_DSS為所述第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的權(quán)值，P_DPS為所述鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的權(quán)值；

S157、獲取所述大鉤的當前第二升沉方向；

S158、查詢預(yù)先存儲的二次補償記錄表，獲取所述當前二次補償統(tǒng)計值和所述當前第二升沉方向所對應(yīng)的二次補償信號；其中，所述二次補償記錄表為二次補償統(tǒng)計值、第二升沉方向和二次補償信號三者之間的對應(yīng)關(guān)系表。

需要說明的是，在所述二次補償記錄表中，記錄有多個二次補償統(tǒng)計值的取值范圍，每一個取值范圍對應(yīng)一個二次補償信號的數(shù)值，所述當前二次統(tǒng)計值位于哪個取值范圍內(nèi)，該取值范圍所對應(yīng)的二次補償信號的數(shù)值即為所述當前二次統(tǒng)計值所對應(yīng)的二次補償信號的數(shù)值。另外，所述第一升沉方向影響所述二次補償信號的正負，結(jié)合所述二次補償信號的數(shù)值和所述二次補償信號的正負即可確定所述二次補償信號。

需要說明的是，所述第一權(quán)值函數(shù)、所述第二權(quán)值函數(shù)、所述第三權(quán)值函數(shù)以及所述第四權(quán)值函數(shù)均可以為分段函數(shù)，即當上述物理量位于不同的取值范圍內(nèi)時，其對應(yīng)的權(quán)值函數(shù)也不同。

本發(fā)明提供的波浪補償控制方法，采用主動補償?shù)姆绞?，且將補償過程分為預(yù)測補償和二次補償，即，先獲取鉆井船的第一升沉趨勢，以預(yù)測鉆井船在下一時刻的升沉運動情況，在大鉤產(chǎn)生相應(yīng)的升沉運動之前進行相應(yīng)的預(yù)測補償操作，以補償大鉤將因海浪作用產(chǎn)生的升沉位移，在預(yù)測補償操作之后，再根據(jù)檢測到的大鉤的當前第二升沉數(shù)據(jù)和鉆壓數(shù)據(jù)進行二次補償操作，以進一步補償大鉤因海浪作用產(chǎn)生的升沉位移?？梢?，本發(fā)明有效地提高補償精度，并且有效地改善了因硬件的滯后性而導(dǎo)致的補償效果不佳的問題。

請參閱圖2，是本發(fā)明提供的波浪補償控制方法的另一個實施例的流程示意圖，在上述實施例的基礎(chǔ)上，還包括如下步驟：

S01、根據(jù)鉆井船的升沉運動將被動液壓油缸中的第二活塞桿移動至與所述升沉運動相應(yīng)的第三平衡位置；

需要說明的是，當進行深海作業(yè)時，需要使用較長的鉆柱，因此鉆柱負載較大，若僅僅采用主動波浪補償，將需要耗費大量的動力能源，使用成本高。

在本實施例中，所述步驟S01為被動補償操作，本實施例提供的波浪補償控制方式結(jié)合被動波浪補償和主動波浪補償，能夠有效地減少動力能源的投入，從而節(jié)省使用成本。

具體地，當所述鉆井船進行相應(yīng)的升沉運動時，一方面，執(zhí)行被動補償操作，即，依靠海浪的舉升力和鉆井船自身的重力來控制所述被動液壓油缸中的第二活塞桿的移動，從而壓縮和釋放蓄能器中的氣體來補償所述大鉤的升沉位移，且被動補償操作能夠補償所述大鉤的大部分升沉位移。另一方面，執(zhí)行所述步驟S11～S15，即執(zhí)行主動補償操作，進一步補償所述大鉤的升沉位移，具體地，所述步驟S11～S12為主動補償操作中的預(yù)測補償操作，在所述大鉤產(chǎn)生相應(yīng)的升沉運動之前，提前補償所述大鉤將因海浪作用產(chǎn)生的升沉位移，所述步驟S13～S15為主動補償操作中的二次補償操作，發(fā)生在所述預(yù)測補償操作之后，在預(yù)測補償操作的基礎(chǔ)上，進一步補償大鉤因海浪作用產(chǎn)生的升沉位移。需要說明的是，所述被動補償操作可以與所述主動補償操作同時進行。

相應(yīng)的，本發(fā)明實施例還提供一種波浪補償控制裝置，用于執(zhí)行上述實施例中的波浪補償控制方法的所有流程。

請參閱圖3，是本發(fā)明提供的波浪補償控制裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實施提供的波浪補償控制裝置包括：

第一升沉數(shù)據(jù)獲取模塊11，用于獲取鉆井船的當前第一升沉數(shù)據(jù)；所述第一升沉數(shù)據(jù)包括第一升沉位移、第一升沉速度及第一升沉趨勢；

預(yù)測補償模塊12，用于根據(jù)所述當前第一升沉數(shù)據(jù)生成預(yù)測補償信號，并根據(jù)所述預(yù)測補償信號控制主動液壓油缸中的第一活塞桿移動至與所述預(yù)測補償信號相應(yīng)的第一平衡位置；

第二升沉數(shù)據(jù)獲取模塊13，用于獲取大鉤的當前第二升沉數(shù)據(jù)；所述第二升沉數(shù)據(jù)包括第二升沉位移、第二升沉速度及第二升沉趨勢；

鉆壓數(shù)據(jù)獲取模塊14，用于獲取當前鉆壓數(shù)據(jù)；所述鉆壓數(shù)據(jù)包括鉆壓和鉆壓變化趨勢；以及，

二次補償模塊15，用于根據(jù)所述當前第二升沉數(shù)據(jù)和所述當前鉆壓數(shù)據(jù)生成二次補償信號，并根據(jù)所述二次補償信號控制所述第一活塞桿從所述第一平衡位置移動至與所述二次補償信號相應(yīng)的第二平衡位置。

優(yōu)選地，所述第一升沉數(shù)據(jù)獲取模塊11具體包括：

第一升沉位移獲取單元，用于獲取鉆井船的當前第一升沉位移；

第一升沉速度計算單元，用于根據(jù)所述當前第一升沉位移計算所述鉆井船的當前第一升沉速度；以及，

第一升沉趨勢獲取單元，用于根據(jù)所述當前第一升沉位移與預(yù)存的歷史升沉數(shù)據(jù)獲取所述鉆井船的當前第一升沉趨勢。

優(yōu)選地，所述歷史升沉數(shù)據(jù)包括歷史升沉波形；所述第一升沉趨勢獲取單元具體包括：

實際升沉波形更新子單元，用于根據(jù)所述當前第一升沉位移更新預(yù)設(shè)的實際升沉波形；以及，

升沉波形比對子單元，用于將更新后的實際升沉波形與所述歷史升沉波形進行對比，判斷所述實際升沉波形與所述歷史升沉波形是否匹配；并在所述更新后的實際升沉波形與所述歷史升沉波形匹配時，根據(jù)所述歷史升沉波形獲取所述鉆井船的當前第一升沉趨勢。

優(yōu)選地，所述預(yù)測補償模塊12具體包括：

第一權(quán)值獲取單元，用于將所述當前第一升沉數(shù)據(jù)代入預(yù)設(shè)的第一權(quán)值函數(shù)，獲取當前第一升沉位移的權(quán)值、當前第一升沉速度的權(quán)值和當前第一升沉趨勢的權(quán)值；

預(yù)測補償統(tǒng)計值計算單元，用于計算當前預(yù)測補償統(tǒng)計值，且所述預(yù)測補償統(tǒng)計值的計算公式為：PCS＝CX*P_CX+CV*P_CV+CQ*P_CQ；其中，PCS為預(yù)測補償統(tǒng)計值，CX為所述第一升沉位移，CV為所述第一升沉速度，CQ為所述第一升沉趨勢，P_CX為所述第一升沉位移的權(quán)值，P_CV為所述第一升沉速度的權(quán)值，P_CQ為所述第一升沉趨勢的權(quán)值；

第一升沉方向獲取單元，用于獲取所述鉆井船的當前第一升沉方向；以及，

預(yù)測補償信號獲取單元，用于查詢預(yù)先存儲的預(yù)測補償記錄表，獲取所述當前預(yù)測補償統(tǒng)計值和所述當前第一升沉方向所對應(yīng)的預(yù)測補償信號；其中，所述預(yù)測補償記錄表為預(yù)測補償統(tǒng)計值、第一升沉方向和預(yù)測補償信號三者之間的對應(yīng)關(guān)系表。

優(yōu)選地，所述鉆壓數(shù)據(jù)獲取模塊14具體包括：

補償力計算單元，用于檢測液壓油缸的當前油壓，并根據(jù)所述當前油壓計算液壓油缸中的活塞桿對所述大鉤的當前補償力；所述液壓油缸包括所述主動液壓油缸；

死繩端張力獲取單元，用于獲取死繩端的當前張力；

鉆壓計算單元，用于計算當前鉆壓，且所述鉆壓的計算公式為：F_z＝G₁+G₂-F_f-F₁-F₂；其中，F(xiàn)_z為所述鉆壓，G₁為鉆柱的重力，G₂為所述大鉤的重力，F(xiàn)_f為海水對所述鉆柱的浮力，F(xiàn)₁為所述補償力，F(xiàn)₂為所述死繩端的張力；以及，

鉆壓變化趨勢獲取單元，用于根據(jù)所述大鉤的第二升沉趨勢獲取所述鉆壓變化趨勢。

優(yōu)選地，所述二次補償模塊15具體包括：

第二權(quán)值獲取單元，用于將所述當前第二升沉數(shù)據(jù)代入預(yù)設(shè)的第二權(quán)值函數(shù)，獲取當前第二升沉位移的權(quán)值、當前第二升沉速度的權(quán)值和當前第二升沉趨勢的權(quán)值；

第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值計算單元，用于計算當前第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，且所述第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的計算公式為：DSS＝GX*P_GX+GV*P_GV+GQ*P_GQ；其中，DSS為所述第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，GX為所述第二升沉位移，GV為所述第二升沉速度，GQ為所述第二升沉趨勢，P_GX為所述第二升沉位移的權(quán)值，P_GV為所述第二升沉速度的權(quán)值，P_GQ為所述第二升沉趨勢的權(quán)值；

第三權(quán)值計算單元，用于將所述當前鉆壓數(shù)據(jù)代入預(yù)設(shè)的第三權(quán)值函數(shù)，獲取當前鉆壓的權(quán)值和當前鉆壓變化趨勢的權(quán)值；

鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值計算單元，用于計算當前鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，且所述鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的計算公式為：DPS＝ZY*P_ZY+ZQ*P_ZQ；其中，DPS為所述鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，ZY為所述鉆壓，ZQ為所述鉆壓變化趨勢，P_ZY為所述鉆壓的權(quán)值，P_ZQ為所述鉆壓變化趨勢的權(quán)值；以及，

第四權(quán)值計算單元，用于將所述當前第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值和所述當前鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值代入預(yù)設(shè)的第四權(quán)值函數(shù)，獲取所述當前第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的權(quán)值和所述當前鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的權(quán)值；

二次補償統(tǒng)計值計算單元，用于計算當前二次補償統(tǒng)計值，且所述二次補償統(tǒng)計值的計算公式為：SCS＝DSS*P_DSS+DPS*P_DPS；其中，DSS為所述第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，DPS為所述鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值，P_DSS為所述第二升沉數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的權(quán)值，P_DPS為所述鉆壓數(shù)據(jù)統(tǒng)計值的權(quán)值；

第二升沉方向獲取單元，用于獲取所述大鉤的當前第二升沉方向；以及，

二次補償信號獲取單元，用于查詢預(yù)先存儲的二次補償記錄表，獲取所述當前二次補償統(tǒng)計值和所述當前第二升沉方向所對應(yīng)的二次補償信號；其中，所述二次補償記錄表為二次補償統(tǒng)計值、第二升沉方向和二次補償信號三者之間的對應(yīng)關(guān)系表。

優(yōu)選地，所述裝置還包括：

被動補償模塊，用于根據(jù)鉆井船的當前升沉運動將被動液壓油缸中的第二活塞桿移動至與所述當前升沉運動相應(yīng)的第三平衡位置。

本發(fā)明提供的波浪補償控制方法和裝置，采用主動補償?shù)姆绞剑覍⒀a償過程分為預(yù)測補償和二次補償，即，先獲取鉆井船的第一升沉趨勢，以預(yù)測鉆井船在下一時刻的升沉運動情況，在大鉤產(chǎn)生相應(yīng)的升沉運動之前進行相應(yīng)的預(yù)測補償操作，以補償大鉤將因海浪作用產(chǎn)生的升沉位移，在預(yù)測補償操作之后，再根據(jù)檢測到的大鉤的當前第二升沉數(shù)據(jù)和鉆壓數(shù)據(jù)進行二次補償操作，以進一步補償大鉤因海浪作用產(chǎn)生的升沉位移?？梢?，本發(fā)明有效地提高補償精度，并且有效地改善了因硬件的滯后性而導(dǎo)致的補償效果不佳的問題。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也視為本發(fā)明的保護范圍。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機存儲記憶體(Random Access Memory，RAM)等。