随着对海洋石油需求以及海上钻井难度的不断增加,石油行业对石油钻井设备的效率、精度的要求都大幅提高。但浮式钻井平台受波浪的影响产生的升沉运动,带动平台上的装置,如绞车,顶驱等产生相应的运动,导致钻井平台不能进行正常的钻井作业,降低作业的效率与精度。因此,研究针对浮式钻井平台钻井绞车的升沉补偿控制算法,对提高正常钻井作业的效率,增加钻井作业有效时间,减小平台的升沉运动对平台钻井设备正常作业的影响具有重要意义。首先,研究浮式钻井平台绞车升沉补偿控制系统的工作原理与流程,给出绞车升沉补偿控制系统的控制方案。其次,分析钻杆起升系统的基本原理、结构、工作流程,通过对钻具上升,下降过程的研究,分别建立和简化了钻杆起升系统不同工作状态下的机理模型,且在不同的条件下对钻杆起升系统的模型进行仿真并对其结果进行分析。再次,根据海浪的频谱,建立不同海况下海浪的运动模型,并根据海浪运动与平台升沉运动的关系得到平台升沉运动速度曲线,并考虑升沉补偿控制系统存在的时延,通过快速傅里叶变换,卡尔曼滤波等理论建立平台升沉运动的预测模型,并在不同的条件下进行平台升沉运动仿真,得到不同海况下的平台升沉运动预报结果。最后,根据升沉补偿系统特性选择一种考虑可测干扰的预测控制算法作为浮式钻井平台的升沉补偿控制算法,并根据所建立的钻杆起升系统模型与平台升沉运动模型,进行升沉补偿控制系统的仿真,通过比较控制系统在不同情况下的控制效果,表明了预测控制具有很好的升沉补偿控制效果,为将来浮式钻井平台升沉补偿控制系统的工业应用奠定了基础。