文档介绍：中国石油大学(华东)
硕士学位论文
基于现场总线的司钻控制系统设计与研究
姓名:张东旭
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:齐明侠
20090401
摘要随着陆上复杂油气井、超深油气田及海洋深水油气田的丌发,以及科学钻探、钻井研究钻机的司钻控制系统,对提高我有着重要的意义。制控制程序。针对恒钻压自动送钻控制系统的时滞、时变、非线性等特点,设计出基于用现场总线控制技术,实现了设备的远程操作与监控,为实现数字化、智能化钻井创建关键词:司钻控制,人机界面,矢量控制,网络,现场总线控制系统工艺技术的发展,迫切需要性能先进、自动化水平高的新型深井钻井装备。因此,深入针对现场总线司钻控制系统,本文首先在深入分析国内外石油钻机先进控制技术和成功经验的基础上,应用线路冗余技术,。—魑?刂葡低车闹髡荆ü殖∽芟咄缬肷衔换⑷嘶缑和从站之间进行数据通讯。其次,使用编程软件钥刂葡低惩缱樘⒈人工神经网络的钻压优化控制系统,实现自动送钻系统的智能控制。用对设计出的网络作了大量的仿真模拟实验,结果表明网络收敛速度较快,能够提高绞车下放速度的控制精度,满足自动送钻控制系统的要求。然后,依据司钻操作流程及监控保护对象,设计触摸屏操作系统和钻机工作参数监视系统两套人机界面。系统具有最佳的人机接口方式和友好的菜单模式界面,便于司钻实时操作与监控整个钻井过程,并且能够打印钻井过程数据。最后,简要论述了司钻控制系统的可靠性。司钻控制系统采用先进的矢量控制技术,能够对电机进行无级调速控制;应用线路冗余技术,提高了系统的可靠性,相对于热备份冗余系统,节约了控制系统的成本;应了一个平台。
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学位论文作者签名:车公撒指导教师签名:∑芝蚤停嗍。岬年逻等学位论文作者签名:雀壅丛逻等日期:年心月之学位论文使用授权书关于学位论文的独创性声明本人完全同意中国石油大学6有权使用本学位论文ǖú幌抻谄溆送交学位论文,以学术交流为目的赠送和交换学位论文,允许学位论文被本人郑重声明:所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果,论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知,除文中已经加以标注和致本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含本人或他人为获得中国石油大学6或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。日期:刷版和电子版褂梅绞桨ǖú幌抻冢罕A粞宦畚模垂娑ㄏ蚬矣泄夭棵查阅、借阅和复印,将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。
第一章绪论电驱动钻机发展现状佳范围内。在、Ⅳ象限,除驻车或紧急制动外,不再需要机械刹车,完全消除了达到车,并将能量回馈。盘式刹车只用于驻车或紧急制动。绞车遥控操作,游车可以准确定有完善的安全保护系统。当钻压达到设定值时,系统会自动启动并控制设定钻压保证以最大的钻速钻进,可自动补偿钻压的波动,不需要手动控制绞车刹把去维持钻压。系统世纪年代以来,我等方面有较大的提高和发展,尤其是电动钻机电气控制系统相对成熟,使我国电动钻机的控制技术取得了长足发展,极大地提高了钻井效率。电动钻机控制系统技术含量高,是提高钻机自动化水平的关键。目前电动钻机控制系统向全数字控制技术方向发展,通过现场总线,以分布式控制结构,实现对井场设备的集中监测和控制。钻机信息系统远程通信可以提高电动钻机的决策管理水平和远程故障诊断能力。.獾缜昊⒄瓜肿为了更好地提高钻机在复杂钻井过程中的钻进性能,无论是提高钻进速度还是优化钻井控制,关键在于提高对绞车的控制。国外先进的钻机生产厂商非常注重对钻机绞车控制系统的改进,随着四象限控制技术以及自动送钻技术的进一步发展,已大大提高了钻机的整体性能【德国拘乱淮萋执ǘ食蹬溆台或ㄖ绷骰蚪涣鞯缍共僮髡能平稳地减速和停止下降或上升的载荷,在不超过设备使用限制的情况下,直流和交流电动机都能运用再生制动技术,制动能量大部分回馈给电网。绞车控制系统通过控制电动机四象限传动,使能量在一个起下钻作业中按霾煌ǘ锥畏峙洹象限代表起钻操作,最大能量用于加速提升钻具。象限是起升时的制动操作,通过电动机的能量反馈来达到最终刹车定位。笙奘羌铀傧路抛昃摺"粝笙奘窍路攀钡纳渤导跛伲苟力制动绱派渤祷蛩渤和电动机再生制动的联合装置总是运用在系统所需要的最纳渤翟肷踩缘玫教岣撸⑷繁W晏ㄉ系脑肷较拗圃德国公司已成功地将四象限传动用于其链传动钻机绞车上,将电动机用