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新型交流变频电驱动石油钻机

介绍了近年来国外新出现的交流变频调速电驱动石油钻机核心技术的发展概况 ,同机械驱动、直流电驱动石  (本文共3页) 阅读全文>>

西南石油大学
西南石油大学

ZJ70DB钻机系统设计与研究

随着陆上复杂油气井、超深油气田及海洋深水油气田的开发、科学钻探以及科学钻井工艺技术的发展,迫切需要性能先进、自动化水平高的新型深井钻井装备。交流变频电驱动钻机是理想的深井钻井装备,以其先进的技术、简化的结构、优异的输出特性以及良好的适应性和可靠性、安全性,深受用户欢迎,已成为深井钻机的发展方向,其应用越来越广泛。本文研究的ZJ70DB钻机是在吸收国外先进技术和成功经验的基础上,为了适应国内外钻井市场的需要而创新研制的具有自主知识产权的矢量控制全数字变频超深井钻机。该钻机是集机、电、液、数字控制于一体的高技术产品,采用了矢量控制全数字交流变频驱动技术、主电机和独立电机自动送钻技术、交流变频齿轮传动单轴绞车、绞车能耗制动等先进技术,钻机的智能化、自动化、网络化、信息化程度高。它的研制成功将大幅度提高我国钻井装备的技术水平,将对我国石油勘探开发和参与国际市场竞争带来深远的影响。本文通过系统的分析研究,完成了以下研究内容:1)ZJ70D...  (本文共148页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安石油大学
西安石油大学

交流变频钻机旋转系统控制方法研究

针对钻机钻井复杂多变的特性,要提高钻机对钻进过程的控制能力,降低能量损耗,延长钻具寿命,提高钻井时效,优化钻井工艺,满足工程需求,实现安全、高效、优质钻井,就需要对钻机旋转驱动系统、驱动系统的控制方法以及钻机旋转系统的控制技术进行深入的研究。主要的研究工作和创新点为:(1)针对钻机旋转非线性系统建立了双自由度和多自由度动力学模型及负载特性模型,分析了钻头扭矩与转速的变化关系及旋转系统扭矩振动特性。(2)为了提高钻井过程的安全性和稳定性,有效地抑制钻井过程的有害振动,提出基于滑模PI控制交流变频钻机旋转系统的模型,设计并进行了仿真实验。实验结果表明:交流变频驱动系统与直流驱动系统相对比,系统运行更可靠,钻头粘滑振动得到有效的抑制;基于不同趋近律滑模PI控制器结合了滑模控制和PI控制的优点,可以缩短到达滑模面的时间,改善系统的静态响应以及动态响应,提高系统的鲁棒性和稳定性。(3)针对多自由度钻机旋转系统,提出了交流变频多自由度钻机旋...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
上海交通大学

石油钻机电动绞车特性分析及控制研究

通过调研,掌握了国内外石油钻机绞车的发展现状与趋势,对现有在用电驱动钻机绞车进行了结构分析,了解了其优缺点,为进行新型钻机绞车设计奠定了基础。与传统机械钻机绞车和直流电驱动钻机绞车相比,由于交流变频电驱动钻机绞车有着非常明显的优势和非常高的技术性能,当今石油钻机绞车正在向着交流变频电驱动方向发展。针对我国传统绞车存在着传动复杂、效率低、送钻不均匀、钻压不稳定等缺点,本文设计了一种新型电机直驱单轴绞车结构型式:JC30DB-WZ型交流变频电驱动单轴绞车,可满足恒扭矩、恒功率等多种工况要求。通过对滚筒和滚筒轴的刚度和结构强度进行ANSYS有限元分析,确保了设计可靠性。该绞车采用两台大功率、低速、大扭矩变频电机从滚筒轴两端直接驱动滚筒,形成电机外置与滚筒一体化单轴绞车结构型式,去掉了大型齿轮减速箱、离合器等传动部件,电磁涡流刹车或水刹车等辅助刹车不复存在,具有结构简单新颖、调速范围宽、适应能力强等优点。技术参数符合SY/T5532-2...  (本文共191页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国地质大学(北京)
中国地质大学(北京)

地质深孔电动顶驱钻进系统的研究与应用

钻进系统的工作特性决定着钻探作业的效率、安全、取心质量和经济效益。近年来,随着固体矿产资源勘探朝着深孔发展,常规的立轴式、动力头式、转盘式以及立轴转盘一体式的钻进系统均难以适应深部地质钻探取心作业的要求,在钻进能力、施工效率、风险控制、工艺适应性等方面均存在一定的局限性。本文以满足大口径深孔绳索取心工艺为目标,设计了地质深孔电动顶驱钻进系统,采用理论分析、计算机仿真和试验研究相结合的方法,对其工作特性进行系统、深入的分析和优化研究,得到了一些有价值的研究成果。根据管柱力学、摩擦学和流体力学的相关理论,针对绳索取心钻进环状间隙比较小的特点,建立了钻柱与孔壁之间的摩擦扭矩模型、钻具提升阻力模型和冲洗液循环压力模型。对钻进过程中各个阶段的力学模型进行了分析,为后续大口径深孔绳索取心作业过程中的提升、进给、旋转等动作的驱动与控制提供了参考依据。根据地质深孔钻进和取心工艺需要,在吸收石油钻井系统全面钻进工艺优点,对比分析立轴式、动力头式、...  (本文共175页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国石油大学
中国石油大学

交流变频电驱动钻机起升系统动载特性研究

通过调研,掌握了国内外石油钻机的发展现状与趋势,对现有的在用交流变频电驱动钻机进行了分析,了解了其优缺点,为进行电驱动钻机的深入分析奠定了基础。为深入研究交流变频电驱动钻机起升系统的动态特性,本文结合钻井工艺及电驱动钻机的工作过程,对交流变频电驱动钻机起升系统的运动学和动力学进行了理论分析。建立了考虑钢丝绳和井架弹性的起升系统力学模型,即三质量、两自由度的振动系统,推导出了交流变频电驱动钻机起升系统的运动微分方程组。首先在不考虑钻柱与井壁摩擦阻力情况下,对该微分方程组进行了理论求解,得到了起升系统的振动频率、系统的响应和大钩的动载系数,并分析了大钩位移波动和加速度波动特性。然后结合实际的钻具组合和JC30DB-WZ型交流变频电驱动绞车的工作特性,在考虑钻柱与井壁之间摩擦阻力的情况下,得到了微分方程初值问题的数值解,并对求解结果进行了详细分析,得到了考虑摩擦阻力情况下的动载系数。分别对初速度为零和初速度不为零两种工况进行了讨论,为...  (本文共117页) 本文目录 | 阅读全文>>