文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
石油钻机恒钻压自动送钻系统研究
姓名:崔丽琼
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:党存禄
20070511
摘要本文论述了一种伊顿刹车恒钻压自动送钻系统,即以伊顿刹车作为执行机构,取代盘式刹车,在型ü砑喑汤词迪諴调节,使钻压基本维持恒定,压力阀输入电流的大小线性成比例地控制刹车机构大小气缸的压力,即刹车力,以维持钻进过程中钻压的恒定。此外,该刹车机构还具有压力监控和全压力提供迅速制动停车,保证安全生产。而魑N⒒刂破鳎渲饕H挝袷牵涸赑中通过软件编程来实现鹘冢棺暄够疚趾愣ǎ迪趾阕暄棺杲本文首先对原有盘式刹车自动送钻控制系统进行了详细的理论分析,指出其存在的问题和不足,提出利用微机作为控制器的必要性;然后根据伊顿刹车的控制原理和D饬靠刂品绞剑杓瞥鲆炼偕渤岛阕暄棺远妥晗低车脑砜蛲肌硬件组成、控制电路和绦颍棺暄沟鹘凇踩ḿ嗫亍⑽奕徘谢痪蒔来正确性和可行性,对伊顿刹车自动送钻系统和盘式刹车自动送钻系统在现场运行时的钻压进行了实际测量,从实测波形可以看出,该自动送钻系统送钻过程平稳、自动送钻系统是根据石油钻机钻井工艺要求而开发的一种新型的控制系统。使用自动送钻系统不仅能够降低司钻工人的劳动强度,而且还可以提高钻井速度、降低钻井成本。但是,不同的控制器和刹车执行机构对送钻安全性的保障程度和对打井质量的影响是不同的。因此,选用较好的控制方式和合适的刹车机构是提高自动送钻系统控制性能的有效途径。目前,自动送钻系统有以下两种:一种是基于盘式刹车的自动送钻系统,即通过控制盘式刹车的刹车力,来维持钻头处的钻压基本恒定,实现恒钻压钻进;另外一种是蜗轮蜗杆机构,即通过变频器和变频电机,来实现自动送钻。前者由于盘式刹车多个刹车片的同步性和动作灵敏性,使刹车力难以控制,直接影响自动送钻系统的性能,而后者需要增加新的设备,使用受到限制。实现恒钻压钻进。其中,伊顿刹车是一种气控水冷型的新型刹车系统,通过比例功能,这使自动送钻不仅在钻进过程中能维持钻压恒定,而且在紧急情况下能够完成,并使系统在送钻过程中能够保持钻压恒定。另外,当游车超过安全区域时,系统自动控制游车减速和软停,有效地防止溜钻、卡钻、游车上碰下砸事故的发生,保障安全生产,降低总的钻井成本、提高钻井速度。为了验证该控制方法的钻压波动相对于盘式刹车自动送钻系统降低了很多。由此可知,本文所论述的控制方案是可行的,达到了预期的控制效果。关键词:自动送钻伊顿刹车暄
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别谧轹‰诳醐:哆岬作者签名:崔葫缛作者签名:雇雨彳彰学位论文版权使用授权书兰州理工大学学位论文原创性声明他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其由本人承担。日期:知口辍煸***缛本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于⒈C芸冢年解密后适用本授权书。⒉槐C芡拧朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉”日期:年年日日月月,
第滦髀引言石油和天然气是宝贵的能源和化工原料,它们埋藏在地下几百米,上千米甚井体系的一个重要组成部分,它的投入使用不仅能降低司钻工人的劳动强度,还强大的自动送钻系统已成为许多科技工作者追求的热点课题之一。压,以达到恒钻压自动送钻的目的。缙诘淖远妥晗低称淇刂破鞑捎帽壤大调节器,刹车机构采用带式刹车,这种自动送钻系统控制性能很差,无法真正容易和电控制信号接口,整个自动送钻控制系统复杂,可靠性、精确性和平稳性很难保证。后来我国研制了盘式刹车恒钻压自动送钻系统,其控制器采用调节器,刹车机构采用液压控制方式的盘式刹车,控制性能较好,但现场试验表明该系统仍存在许多不足:无法直接设置钻压、无法实现手动和自动操作间的无扰切换、可操作性较差、凳范讯却蟆⒖煽啃越喜睢踩越喜睿遗刹有液压装置及其密封圈等易损件。】针对这些问题,本文设计了以微机作为要思路是:用微机作为控制器,并增设速度负反馈回路,钻压调节、安全监控、送钻过程平稳,防止溜钻和井斜的目的。因考虑到钻井现场环境恶劣,噪音、灰特点:编程方法简单易学、功能强、性能价格比高、可靠性高、抗干扰能力强。【因此,选用魑N⒒刂破魇墙衔@硐氲难≡瘛1疚难∮闷厮湫偷至超过万米的岩石中。为了寻找油气藏和开采石油天然气