交流變頻電機(jī)自動(dòng)送鉆控制系統(tǒng)研究

1、交流變頻電機(jī)自動(dòng)送鉆控制系統(tǒng)研究交流變頻電機(jī)自動(dòng)送鉆控制系統(tǒng)研究摘要：隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，石油資源成為國家發(fā)展的重要戰(zhàn)略物資，降低石油的開采成本和縮短開發(fā)周期勢(shì)在必行。伴隨著石油鉆井工藝的要求和相關(guān)新設(shè)備的發(fā)展，自動(dòng)送鉆技術(shù)蓬勃發(fā)展。交流變頻自動(dòng)送鉆系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)反拖實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)時(shí)的鉆壓恒定，在正常鉆井時(shí)應(yīng)用自動(dòng)送鉆技術(shù)，通過控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就可以使鉆壓恒定，不僅可以提高鉆進(jìn)速度，減小波動(dòng)，而且能有效提高鉆井質(zhì)量，節(jié)省鉆井成本。本文結(jié)合

2、鉆井工藝和石油鉆機(jī)的工作原理，深入研究石油鉆機(jī)交流變頻調(diào)速自動(dòng)送鉆系統(tǒng)特性，設(shè)計(jì)了適用于ZJ50DB型石油鉆機(jī)的交流變頻自動(dòng)送鉆控制系統(tǒng)，完成了送鉆電動(dòng)機(jī)及變頻器等硬件選型工作，并給出了自動(dòng)送鉆控制系統(tǒng)的連接圖。針對(duì)石油鉆機(jī)自動(dòng)送鉆控制過程中出現(xiàn)的時(shí)滯性、非線性、不確定性問題，引入智能控制理論中的模糊控制理論，應(yīng)用于自動(dòng)送鉆控制系統(tǒng)中的恒鉆壓控制，設(shè)計(jì)了鉆壓模糊控制器。最后，在Matlabsimulink環(huán)境中按照控制要求，設(shè)計(jì)了鉆壓、

3、轉(zhuǎn)速、磁鏈三閉環(huán)控制系統(tǒng)，對(duì)自動(dòng)送鉆系統(tǒng)各部分進(jìn)行了仿真和結(jié)果分析，結(jié)果和理論研究比較吻合，從而進(jìn)一步豐富、完善了自動(dòng)送鉆控制系統(tǒng)的理論研究結(jié)果。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：自動(dòng)送鉆；交流變頻；矢量控制；模糊控制交流變頻自動(dòng)送鉆控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)交流變頻自動(dòng)送鉆控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)變頻調(diào)速自動(dòng)送鉆控制系統(tǒng)采用先進(jìn)的全數(shù)字化矢量控制變頻調(diào)速器對(duì)送鉆電動(dòng)機(jī)進(jìn)行直接的恒鉆壓閉環(huán)控制，使送鉆電機(jī)達(dá)到自動(dòng)送鉆工藝的技術(shù)要求。系統(tǒng)具有優(yōu)異的調(diào)速性能、過載能力強(qiáng)、

4、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；整套系統(tǒng)采用優(yōu)化設(shè)計(jì)、合理布局，使得操作簡便、可靠，易于維護(hù)及維修。3.1ZJ50DB鉆機(jī)簡介鉆機(jī)簡介通過對(duì)目前常用鉆機(jī)的了解，最終選擇ZJ50DB型鉆機(jī)，即該變頻調(diào)速自動(dòng)送鉆系統(tǒng)配套于ZJ50DB型鉆機(jī)，圖31為其示意圖。3AC50Hz400VM~P變頻柜制動(dòng)單元制動(dòng)電阻軸編碼器送鉆電機(jī)45KW400VPLC控制單元轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩泵壓游車位置鉆壓信號(hào)司鉆臺(tái)人機(jī)界面參數(shù)給定參數(shù)顯示控制信號(hào)參數(shù)讀取轉(zhuǎn)盤方鉆桿鉆鋌鉆頭井架

5、齒輪箱絞車圖31交流變頻自動(dòng)送鉆系統(tǒng)示意圖交流變頻自動(dòng)送鉆系統(tǒng)示意圖ZJ50DB鉆機(jī)是為滿足油田5000米油、氣井勘探開發(fā)而研制一種交流變頻齒輪傳動(dòng)單軸絞車鉆機(jī)。（1）采用機(jī)、電、數(shù)字、通訊一體化設(shè)計(jì)，應(yīng)用當(dāng)代先進(jìn)成熟的矢量控制技術(shù)、交流變頻技術(shù)、總線通訊技術(shù)。（2）采用先進(jìn)的全數(shù)字矢量控制變頻系統(tǒng)及高速、大功率、寬頻交流電動(dòng)機(jī)完全實(shí)現(xiàn)單軸齒輪傳動(dòng)絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵0～100%范圍無級(jí)調(diào)速。（3）絞車為單軸齒輪傳動(dòng)，輔助剎車為主電機(jī)能耗