基于PID控制的轮毂电机驱动钻机自动送钻系统设计

基于交流变频电机作为送钻电机完成自动送钻的现状,设计了一种轮毂式电机驱动的钻机自动送钻系统,以提高送钻电机依据传感元件反馈的各种实时送钻参数做出及时应对的能力,使得送钻电机可以及时调整自身转速并控制绞车转动完成起、下钻操作,最终达到实时平稳、匀速起下钻。根据轮毂电机特性选取了电机类型和参数,运用串并联多层次多自由度的弹簧阻尼动力学系统平衡原理建立了自动送钻系统动力学模型并求得整个系统的动力学方程,设计了一种轮毂电机对绞车的PID控制算法并通过Simulink仿真。仿真结果表明,与现有的送钻电机相比,所设计的轮毂电机能够调节绞车转速,使绞车转速更快地趋于匀速、稳定,并能根据不同情况及时响应,有利于起、送钻的控制操作。

基于少齿差行星齿轮减速器的低冲次齿条抽油机设计

为解决低渗透油田开采时,常规游梁抽油机不易实现低冲次采油的问题,提出一种天车轮式齿条抽油机的方案设计,采取少齿差行星齿轮减速器提供大传动比,并与齿轮齿条传动相结合实现低冲次采油。传动比设计为188,在不改变泵径、冲程的基础上可使抽油机实现最低冲次1次/min。然后利用Matlab软件对比了常规游梁抽油机与天车轮式齿条抽油机的加速度曲线,并在不同的冲次和固定销轴回转半径下,分析了它们对抽油机运动特性的影响。结果表明:在冲次为1次/min时,所提天车轮式齿条抽油机悬点的最大加速度比常规游梁抽油机降低了32.5%,运动性能更好。同时,在其他条件不变的情况下,冲次越高,则所提抽油机悬点的最大速度和加速度会越大;固定销轴回转半径越大,所提抽油机的悬点位移、速度、加速度也均会增大。