山东招远大尹格庄3000m科学钻探施工技术

山东招远大尹格庄3000 m科学钻探项目是在胶东地区招平断裂带处施工的最深科学钻探项目,设计钻孔深度为3000 m。为达到提高钻探施工效率、降低孔内事故概率的目的,本项目采用高效稳定的XY-9DB型变频钻机、自主研发的高效长寿命金刚石钻头、CHD76系列高强度钻杆及联合研发的LZRT360型钻井液离心机,采用了P/H绳索取心液动冲击钻探技术、绳索取心涂层减阻内管技术等关键技术,进行深孔钻进施工,并针对不同地层进行了冲洗液体系的优选。该项目终孔孔深3120.35 m,终孔孔径78 mm,平均岩心采取率95.6%,平均矿心采取率97.9%。本文对此项目施工过程中钻遇复杂地层的处理方法、解决方案以及设备使用情况进行了总结,为类似深部钻探工程项目提供了参考。

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。

石油钻井平台60 Hz转50 Hz网电供电系统

钻井设备的动力通常为柴油机或柴油发电机组,不仅消耗了大量柴油,且柴油机运转产生的噪音及尾气对环境造成了污染。为降低钻井成本,提升钻井效益和效率,实现节能减排、降本增效,钻井动力使用工业网电供电已在我国陆地油田试验和推广。国产钻井使用钻机的供电系统为50 Hz,而部分国家采用60 Hz电制供电,当国产50 Hz钻机设备在国外使用60 Hz网电时会存在电网电制不同的问题,给电网使用带来不便。现采用高低压供配电与变频电源系统将国外35(10)kV、60 Hz电网电压转换成600 V、50 Hz可供国产钻机使用的电网电压。

ZJ50DB型石油钻机直驱转盘驱动装置研制及应用

转盘驱动装置是石油钻机的核心部件之一。常规的转盘驱动装置是高速交流变频电机,其通过齿轮减速箱驱动转盘工作。文章研制的ZJ50DB型石油钻机直驱转盘采用低速大扭矩交流变频电机直接驱动转盘工作,取消了大型传动机构齿轮减速箱,简化了传动方式,减少了中间故障点,降低了维护保养成本,整体尺寸小,质量轻,方便拆装和运输。

基于XY-6型立轴钻机的数字化升级改造

XY系列立轴式岩心钻机作为我国小口径找矿施工的主力机型,其中市场保有量较大的XY-6型立轴钻机可满足2000 m以内的固体矿产勘探,由于其主要为机械传动、人工手动操作制带、匮乏的钻参数据等缺点很难高效支撑新一轮找矿突破行动,所以对于XY系列机械立轴钻机的数字化升级改造迫在眉睫。本文重点介绍在机械式XY-6型立轴钻机基础上对其进行变频电传动和数字化控制的升级改造,相比于原型机,XY-6DB新型电传动立轴钻机实现了回转动力单元变频改造、提升制动系统电液控制升级、手-自一体式换挡方式以及整机的数字化控制方式的升级改造,最终可实现整机的节能、增效、降低劳动强度和提高安全性的目的。

基于超级电容器储能的交直交变频驱动系统制动能量综合回收利用方法研究

交直交变频驱动系统已经在工农业生产中得到了广泛的应用,但是大部分都采用能耗制动,造成了能量的巨大浪费。采用超级电容器储能的制动能量回收利用系统,能够在电机制动时回收制动能量,并在电机启动或加速时释放出去,从而实现能量的节约利用。然而,该方案存在储能容量配置较大、价格昂贵等缺点,制约了其推广应用。该文以提高制动能量回收利用系统性价比为目标,提出制动能量综合回收利用方法以及超级电容器储能单元储能量和充放电变流器功率优化设计方法,设计交直交变频器、储能单元、制动电阻之间无需通讯线的协调控制策略,并通过在石油钻机上的示例分析和仿真验证所提方法的正确性和有效性。

交流变频电驱动钻机起升系统的模拟

为了进一步探讨交流变频电驱动钻机起升系统的动态特性,采用ADAMS仿真软件,对ZJ30/1700DB型交流变频电驱动钻机起升系统进行了模拟计算与分析。建立了系统模拟模型,分别对基本载荷、考虑钻柱和井壁摩擦时的钻机起升系统以及考虑系统弹性时的钻机起升系统进行了动态模拟,得到了大钩载荷、大钩速度以及绞车滚筒角速度的模拟结果,并通过模拟得到了起升系统起升过程的动载系数。模拟结果表明:钻机在起升过程中存在着动载,动载系数随着起升条件的改变而改变;在起升过程中由于钻柱与井壁产生摩擦,使起升过程的平稳性变差,使大钩载荷增加,滚筒、大钩速度呈现出明显的不均匀;考虑起升系统弹性后整个系统在起升过程中振动增大,在实际控制过程中必须要认真对待;控制系统的灵敏性、准确性也影响起升系统的动载系数。为减小起升时的动载系数,可采用直接控制电机特性的方法,有效减小起升动载荷。模拟结果对进一步继续深入研究电驱动钻机及其绞车特性和产品设计都具有一定的参考价值。

变频驱动钻机自动送钻试验系统的研究

为了更好地开展变频驱动钻机自动送钻技术的研究,研制了一套变频驱动钻机自动送钻模拟试验系统。该系统由送钻系统和加载系统组成。送钻系统由可编程控制器(PLC)、变频器、变频电动机组成的闭环系统来实现自动送钻;加载系统采用以计算机电液开环控制系统模拟钻柱载荷。对系统的硬件、软件设计进行了论述。对于送钻系统的控制算法,采用基于神经网络的PID控制策略,利用神经网络的自学习功能在线调整PID的参数。最后对整个系统进行了试验,在恒值载荷和正弦载荷的作用下,送钻系统均能稳定工作。系统的阶跃响应指标为:最大超调9.2%,调节时间2.3s,峰值时间0.6s,最大稳态误差3.0%,满足应用要求。

JC-30DB型交流变频电机直驱单轴绞车设计

JC-30DB型交流变频电机直驱单轴绞车采用2台特殊的低速大扭矩交流变频主电机直接驱动滚筒,无大型高速齿轮减速箱、大型离合器和联轴器等配套部件,综合运用了全数字交流变频控制技术、能耗制动与盘刹技术、自动送钻、机电液一体化控制、智能软启动等新技术,整体技术性能先进,并具有结构简单、体积小、质量轻、效率高、适应能力强、移运性好、自动化程度高、使用维护简单等特点。

基于IPC、PLC、PROFIBUS的电动钻机智能控制系统

论述了基于IPC、PLC、PROFIBUS的智能控制系统在国产 70 0 0m交流变频电动钻机中的应用 ,介绍了智能控制网络系统软件、硬件的构成 ,涉及钻机动力监控、绞车自动化控制、转盘软扭控制、软泵控制、自动送钻、电子防碰、一体化仪表、电液气联控、电视监控、智能司钻控制等多个方面。将钻井作业的各种监测控制、预警提示等高度集成于网络中 ,实现了对系统各装置的远程数据传输和状态监控。改变了传统的钻井作业监控模式 ,优化控制和监测整个钻井过程 ,为钻井工艺创建了一个数字化、信息化、网络化。

钻机液压系统中电控比例变量泵的特性测试分析

介绍了电控比例变量泵的基本原理,讨论了比例电磁铁的特性。为了使恒功率变量泵更好的应用于钻机的液压系统,对其比例电磁铁的性能进行了测试,测试结果表明,电控比例变量泵能够成功的应用于钻机的液压系统。

深孔取心钻进用高速顶驱式钻机

回顾总结了汶川地震断裂带科学钻探(WFSD)项目钻探装备的研制和改造过程,详细描述了2种高速顶驱式岩心钻机的总体方案、应用效果和存在问题,简要分析了高速顶驱钻进、顶驱/转盘双回转钻进以及交流变频电驱动技术在深部复杂地层钻探领域的应用前景,对建立我国深部钻探装备体系具有一定的参考价值。

海洋平台9000m钻井模块绞车的研制

介绍了海洋平台9 000 m钻井模块绞车的技术方案、结构特点、性能特点和主要的技术参数。该绞车采用4台700 kW交流变频电机驱动,通过2副单级齿轮传动来驱动滚筒轴,在绞车后部配置有2台小电机驱动的自动送钻装置。该绞车与国内同类产品相比,具有外型尺寸小、传动效率高、结构简单、质量轻、性价比高等特点;电机等主要部件采用高等级防护,以适应海上平台的要求。

飞机无刷交流发电机设计原则及试验仿真研究

旋转整流器式无刷交流发电机是飞机恒速恒频、变速恒频及高压直流电源系统的核心部件。随着电机制造材料的发展，无刷交流发电机的设计也在不断发展与完善。变速恒频及高压直流电源中的无刷交流发电机后级带整流负载，因而电机结构有别于恒速恒频电源中的发电机。为实现体积小、重量轻、性能好的设计目标，讨论了变速恒频电源中无刷交流发电机的设计原则。并结合某一样机实例，对无刷交流发电机进行了数字仿真并对样机进行了性能试验，样机试验及仿真结果基本吻合，说明数字仿真的正确性。针对该样机的设计不足，本文提出了一种改进方案，从而进一步改善了电机结构和工艺性。

9000m交流变频钻机的研制

针对目前国外9000m钻机技术水平落后,不能实现自动化、智能化操作,无法满足现代超深井、复杂井以及欠平衡钻井等复杂工况要求的状况,研制了我国首台9000m交流变频钻机。该钻机采用全数字交流变频和直流控制技术相结合,钻机的传动、控制及井架、底座等关键技术和集成技术达到了国际陆地钻机领先水平。现场应用表明,该钻机的各项性能指标达到了设计要求和现代钻井工艺要求。

破除旧观念 创造新钻机(五)

由于世界石油资源紧张,油气勘探开发掀起高潮,带动钻井装备迅速发展。以交流变频电动钻机为龙头,以科技创新为核心,不断扩展电动钻机的优越性能,为自动化、智能化钻机构筑平台,以高可靠性、安全性和先进性创造国际名牌钻机,满足国内钻井新技术的要求,提高钻机的国际市场竞争力。通过现场调查和查阅文献,深感观念与知识落后于形势发展,提出一些有关钻机的变革和创新课题,供同行研讨。

破除旧观念 创造新钻机(四)

由于世界石油资源紧张,油气勘探开发掀起高潮,带动钻井装备迅速发展。以交流变频电动钻机为龙头,以科技创新为核心,不断扩展电动钻机的优越性能,为自动化、智能化钻机构筑平台,以高可靠性、安全性和先进性创造国际名牌钻机,满足国内钻井新技术的要求,提高钻机的国际市场竞争力。通过现场调查和查阅文献,深感观念与知识落后于形势发展,提出一些有关钻机的变革和创新课题,供同行研讨。

破除旧观念创造新钻机(三)

由于世界石油资源紧张,油气勘探开发掀起高潮,带动钻井装备迅速发展。以交流变频电动钻机为龙头,以科技创新为核心,不断扩展电动钻机的优越性能,为自动化、智能化钻机构筑平台,以高可靠性、安全性和先进性创造国际名牌钻机,满足国内钻井新技术的要求,提高钻机的国际市场竞争力。通过现场调查和查阅文献,深感观念与知识落后于形势发展,提出一些有关钻机的变革和创新课题,供同行研讨。

基于免疫内模控制的钻井电机控制策略

针对矢量控制在参数时变性和非线性的钻井环境中,控制过程存在解耦不彻底的情况,提出用内模控制代替矢量控制,以此解决上述问题。为了进一步提高控制性能,将免疫算法与内模控制相结合,优化相关参数,保证了钻井电机调速系统对快速稳定控制的高要求。通过MATLAB平台进行实验,在相同的参数下进行仿真测试,内模控制的调节时间为15s,超调量为300r/min;免疫内模控制时的调节时间为3s,超调量远小于300r/min。由此可见,采用免疫内模控制时的超调量小于采用内模控制时,电机在起动时的动态响应更快,调节时间更短,超调量更小。仿真实验检验了所设计的控制方案的可行性。

破除旧观念 创造新钻机(一)

由于世界石油资源紧张,油气勘探开发掀起高潮,带动钻井装备迅速发展。以交流变频电动钻机为龙头,以科技创新为核心,不断扩展电动钻机的优越性能,为自动化、智能化钻机构筑平台;以高可靠性、安全性和先进性创造国际名牌钻机,满足国内钻井新技术的要求,提高钻机的国际市场竞争力。通过现场调查和查阅文献,深感观念与知识落后于形势发展,提出一些有关钻机的变革和创新课题,供同行研讨。