钻柱升沉补偿装置是浮式海洋钻井必需且关键的设备之一,但均被国外垄断。国内在补偿装置上的话语权甚微,为了打破国外垄断,对补偿装置进行研发和试制势在必行。本论文针对浮式钻井补偿装置的研发,开展了功能分析、结构设计及分析方面的工作。本文分析了各种钻柱升沉补偿装置的结构原理、优缺点和应用情况,在熟悉国内外对海洋平台升沉补偿系统的研究现状的基础上,论述了天车升沉补偿装置的功能设计、技术参数、结构形式、材料使用、各种工况计算、控制原理以及该种补偿装置的特点。通过综合比对,确定了天车补偿装置的总体方案,即主被动结合的天车升沉补偿装置,同时对天车结构设计方案进行反复论证,确定了该新型钻柱升沉补偿系统的可行性。根据天车补偿装置需满足的工作工况,结合海洋结构的防腐,明确了天车补偿装置荷载,主要包括恒载、工作荷载、自然荷载和动态荷载。确定装置各工况的荷载组合与计算方法。并且采用nsys、SAFI力学分析软件进行结构有限元建模,并对模型做静力分析和各种作业工况的有限元受力分析,对其结构强度、刚度进行校核,并进行了天车结构优化设计。天车补偿装置的最终分析计算结果满足强度、刚度的需要,证明了设计的可行性及可靠性,后期会对其进行模型试验。