ZDY6500LQK钻机电液控制系统故障分析

ZDY6500LQK是在煤矿井下大量推广应用的一款电控钻机,其远距离遥控操作减轻了工人劳动强度,提高了安全性。但随着设备的长期使用,钻机电液控制系统难免出现故障。为了快速、准确地定位故障原因和迅速处理故障,建立了以遥控发射器调节给进压力时压力显示异常为顶部事件的故障树模型。结合实际生产,定量分析了基础事件发生的概率。结合大概率基础事件的定性分析,从维护保养和设计优化两方面提出了解决方案,为钻机电液控制系统的改进和优化提供参考。

风力发电石油电动旋挖钻机功率模糊控制

风力发电通过风转动风轮产生的动力驱动电机产生电能。由于风能具有不稳定性,因此风力发电石油电动旋挖钻机在工作过程中的运行功率不稳定。对此,提出一种风力发电石油电动旋挖钻机功率自动模糊控制方法。根据基本组合风概念计算实时风速;对风力发电石油电动旋挖钻机功率进行稳态分析,确定钻机功率不变时的钻机临界风速;当风速超过临界风速时,利用T-S模糊加权算法对风轮转速偏差展开控制,从而保证旋挖钻机功率在额定值内,实现稳定运行。实验结果表明:该方法预测的风速和实际值基本一致,最高转速仅为4.82 rad/s,控制精度始终高于0.95,说明该方法的功率控制效果好,有利于石油电动旋挖钻机的稳定运行。

基于PLC的电动修井机电气控制系统设计

随着"十二五"规划中"加快建设资源节约型、环境友好型社会"任务的提出,电驱动作业机在油田的推广势在必行。为此,研制了XJ40型橇装式电动修井机,并针对XJ40型电动修井机工作特点,提出了一种基于PLC的电动修井机电气控制系统。在设计电动修井机电气主电路的基础上,分析了电气系统的控制要求及组成,给出了系统硬件和软件设计方案。现场试验结果表明,该系统性能可靠,自动化程度高,完全满足油田现场作业要求。电动机在修井作业过程中工作效率高,无废气排放,噪声低,符合国家节能减排的要求。

XJ70DB电动修井机的研制与应用

鉴于柴油机驱动修井机存在废气排放量大,噪声污染严重,工作效率低,以及安全隐患多等技术缺陷,研制了XJ70DB电动修井机。整机采用模块化设计,主要包括电驱绞车模块、液压控制模块和电气控制模块。其中,电驱绞车采用双速电机加齿轮减速箱传动方案,以双速电机变极调速取代机械换挡调速,操作方便,结构简单,运行可靠,噪声低。采用盘式刹车与绞车电机能耗制动联合刹车技术,刹车准确可靠,启停平稳。电气控制系统采用PLC集中控制,为修井作业创建了数字化、自动化和信息化平台,全面提升修井机自动化水平。23口井的现场试验结果表明,该电动修井机具有节能环保、安全高效、自动化程度高及操作方便等优点。

具有未知负载扰动的水井钻机电液伺服系统无模型自适应控制

针对电液伺服系统在水井钻机推进工况下存在的参数不确定以及未知负载扰动突变等非线性因素,提出了基于径向基(RBF)神经网络扰动观测器的无模型自适应控制方法.首先,通过改进的无模型自适应控制动态线性化方法,将被控系统线性化为与输入输出相关的增量形式,并将未知负载扰动合并到一个非线性项中;然后,设计了径向基神经网络扰动观测器对含有未知负载扰动的非线性项进行估计,作为对未知扰动的补偿;最后,设计了时变参数估计律,通过在线调整伪偏导数,给出了电液伺服系统的控制更新律.仿真结果表明,所设计的控制器能够对未知负载扰动突变进行补偿,并能确保跟踪误差有界收敛.

电动钻机动力系统功率均衡控制器的设计

针对电动钻机动力系统——柴油发电机组多台并联运行时功率分配不均衡问题,基于现有的钻机电气控制系统,设计了一种功率均衡控制器.该控制器以可编程控制器为控制中心,采用多输入多输出模糊控制算法,实现各机组有功功率和无功功率的均衡分配.实验结果表明:控制器简单、实用,提高了电动钻机动力系统的稳定性和可靠性.

基于CAN总线技术的钻机电控系统的设计与应用

电控系统作为钻机的操控核心,其安全性和可靠性是钻机正常运行的重要保障。本文提出了基于CAN总线技术的控制系统方案,重点论述了该系统的结构组成及功能设计。通过在SDC2500型全液压钻机上的应用表明,基于CAN总线技术的控制系统具有布线简洁、远程集成控制、故障预警、提高钻机操控安全性等优势。

XJ40型橇装式电驱动修井机

针对目前油田为各型修井机提供动力的柴油机的工作效率仅为50%,不仅作业成本高,而且还存在噪声污染和排放废气等问题,研制了XJ40型橇装式电驱动修井机。该电驱动修井机采用模块化设计,整机分为调速电动机及控制模块、传动系统模块、绞车及盘式刹车模块、液压控制模块及橇装底盘等5大模块,具有结构简单、占地面积小、操作方便和环保节能等优点。现场试验结果表明,采用该修井机进行一般的修井作业,工作效率比传统的通井机、修井机高10%左右,动力费用约为传统修井作业设备的52.3%,无废气排放,噪声低,满足了现代化施工的环保要求。

基于PLC的凿岩台车电气控制系统设计与研究

针对国产凿岩台车的技术水平偏低、可靠性较差,国外产品售价高、配件供应周期长的现状,开发了CHD03型凿岩台车,以PLC控制为核心,能有效地控制凿岩台车的主泵电机、空压机和水泵电机的启动和停止,具有失压、短路、过载、断相等保护措施以及具有3个钻臂工作时间的显示和故障报警功能,为隧道施工关键设备的国产化提供了有益的探索。

JY5160TXJ10型车载式电驱修井机

针对XJ10型牵引式电驱动修井机存在的可操作性差、技术含量及作业效率低,另外需用履带式拖拉机牵引移运,会对道路产生破坏,转弯半径较大,井场占地面积大等问题,研制了JY5160TXJ10型车载式电驱修井机。该修井机采用车载式结构,电驱动、液力机械传动,电、气、液联和集中控制,具有移动性能好、传动平稳、操作方便、节约作业费用等优点。现场试验及应用表明,JY5160TXJ10型车载式电驱修井机能顺利完成修井作业,且作业效率较XJ10型牵引式电驱动修井机有很大提高;每台每月可完成定额作业33井次,创造产值13.2万元。

电驱动石油钻机电气传动控制系统设计研究

针对电驱动石油钻机电气传动控制系统的构成、控制、方案选择进行了深入研究。系统设计内容包含了交直流电气传动控制系统,柴油发电机组控制系统。给出了复合型控制系统设计的具体形式,介绍了当前电驱动钻机的现状,指出了其发展方向。

盾构模拟试验台电气控制系统设计

以模拟试验平台总体设计提出的监控要求为依据,根据试验所需的设备配置、盾构参数、控制要求和检测要求进行电气控制系统设计,采用成熟可靠、安全适用、操作方便、技术先进的设计原则,确保电气控制系统的可靠性和先进性,以满足模拟试验台对整个模拟盾构和辅助设备的控制要求。

电驱动钻机控制系统的抗谐波干扰装置

针对电驱动钻机电网电源存在干扰谐波 ,对可编程控制器 (PLC)产生干扰 ,易造成钻机停钻事故等问题 ,研制了具有滤波电路的抗谐波干扰装置。电网电源经隔离降压 ,噪波消耗 ,RLC多级滤波 ,电路寄生电感消除 ,10 0～ 2 0 0 0 0Hz杂波消除 ,以及过压保护等处理后 ,得到质量较好的正弦波。现场使用证明 ,这种抗干扰装置滤波效果好 ,工作正常 ,电驱动钻机控制部分未再出现故障 ,保证了钻井作业顺利进行。

复合电源蓄能修井机能量管理策略

针对网电修井机在使用时由于井场供电限制导致的变压器过载、井场短时停电以及下放作业能量浪费等问题,提出了以复合电源作为电动修井机的蓄能器,对修井机的输出功率进行补偿,并针对修井作业工况的特殊性,设计了一种基于局部优化的逻辑门限控制策略。利用MATLAB/Simulink建立主要部件仿真模型并对典型工况进行仿真。仿真结果表明,所设计控制策略能够对各动力源的能量进行合理分配,超级电容的高利用率能够更加充分地发挥其优势,降低蓄电池能量流通与功率输出幅值,延长了蓄电池使用寿命。

电动钻机的工作理论基础(二)——系列专题之七

近年来,电驱动已成为石油钻机的主要驱动形式,是钻机自动化、智能化的平台。文章就电动钻机的部分工作理论作初步剖析,包括钻机工作机组对电驱动的要求,可控硅直流电驱动和交流变频电驱动的工作原理,直流电动机和交流变频电动机等的特性分析,电动机的四象限运行和能耗制动原理等。

钻机电传动控制系统国产化现状与发展

介绍了钻机电传动控制系统的构成及国产电驱动钻机的水平 ,并探讨了电传动钻机进一步的发展。

基于西门子3项控制技术的海洋钻机控制系统

概述了HZ19—2/3海洋钻机模块的结构及其与陆地ZJ70D系列钻机的区别。介绍了西门子(SIEMENS)人机界面(HMI)、可编程序控制器(PLC)、PROFIBUS-DP现场总线技术在海洋7000m直流电驱动钻机控制系统中的应用;电控系统的设计特点及网络控制系统软件、硬件的构成;监控系统的功能,控制系统的优点。HZ19—2/3海洋钻机通过了美国船级社的认证,2套钻机控制系统运行半年多来,性能优良,易于操作,对确保海洋钻井平台钻井安全、经济地运行起到了良好作用,标志着国产海洋钻机技术水平和开发能力有了新的提高。

电动钻机绞车控制研究

研究了电动钻机绞车变频调速控制策略,讨论了电动钻机绞车位置控制及最佳速度控制、悬重限速保护控制和电网功率限速保护控制,给出了在位置控制模式下绞车最佳速度控制方案及相关设计程序,实现了电动钻机绞车系统的快速准确控制、安全可靠运行和有效节能的目的。

基于PLC的钻机电气传动同步控制器优化设计

钻机电气传动系统在非稳态工况下容易出现低频振荡失真,降低钻机电气传动同步控制的效能。为此提出一种基于PLC的钻机电气传动系统转速控制方法。构建钻机电气传动系统控制的约束参量模型,采用负阻尼低频跟踪控制方法进行钻机电气传动系统的输出转速稳态调节,求得电机运行实际效率;进行钻机电气传动系统的输出自适应参量调节,得到钻机电气传动系统的输出控制参数。采用抗饱和反馈跟踪控制方法对钻机电气传动系统进行输出稳态调节,对参数进行解耦控制,实现钻机电气传动系统的同步控制优化。采用PLC进行钻机电气传动同步控制器的硬件设计。实验结果表明,采用该方法进行钻机电气传动系统同步控制稳定性、稳态性较好,功率输出增益较高。

锚杆钻车加载试验装置的研究

为了提高锚杆钻车的可靠性和降低维护成本,用加载试验装置对大修后和新出厂的锚杆钻车进行加载试验。介绍了锚杆钻车加载试验装置的结构特点和主要技术参数,阐述了加载系统中液压控制系统和电控系统的组成及其功能。结果表明:该加载试验装置能够大幅度降低大修及新设备出厂后的初期故障率,提高设备运行的可靠性;同时,在设备使用过程中,节省了其使用前期生产备件的投入,节约了大量人力,提高了设备的总使用效率;该加载试验装置运行平稳,便于检修。