頂驅裝置變頻液壓回轉系統(tǒng)研究.pdf

1、頂驅技術作為21世紀石油裝備非常重要的技術之一，相比較于傳統(tǒng)的轉盤鉆井有很大的優(yōu)勢，已經成為不可逆轉的發(fā)展趨勢。在國際市場中，配備頂驅裝置的鉆井機械在使用范圍、工作性能、驅動形式和傳動等方面都做出了重大改進，體現了很大的競爭優(yōu)勢，現已發(fā)展成為機電液一體化的綜合石油鉆井裝備。頂驅的驅動方式有液壓頂驅和電頂驅，目前，液壓驅動鉆機在向全液壓驅動方向發(fā)展，其功率利用率比較高。世界上多數著名的鉆井公司多采用全液壓驅動型式。
　　隨著現代社會

2、的快速發(fā)展，節(jié)能已經在各個行業(yè)成為了共識，傳統(tǒng)的頂驅裝置液壓回轉系統(tǒng)采用變量泵控馬達系統(tǒng)，本文將變頻調速技術應用在頂驅裝置液壓回轉系統(tǒng)中實現了節(jié)能的目的，這是一個有益的嘗試。
　　全液壓頂驅裝置中的泵控馬達旋轉回路是頂驅驅動鉆柱旋轉的重要回路，是鉆井過程中主要動作執(zhí)行機構非常重要的一部分，將DQ30Y型頂驅裝置的全液壓旋轉回路作為對象，并將交流變頻調速技術應用于頂驅裝置中進行節(jié)能目標研究。
　　分析頂驅變頻液壓回轉系統(tǒng)及其工

3、作原理;根據其工作要求，對系統(tǒng)的參數進行計算并對所涉及的各元件進行選型。在AMESim中建立頂驅裝置的開環(huán)變頻、閉環(huán)PID控制變頻以及變量泵控馬達仿真模型;在開環(huán)頂驅裝置變頻液壓回轉系統(tǒng)下分析系統(tǒng)參數對變頻電機輸出轉速和轉矩的影響;在三種不同仿真模型下，分析不同信號下馬達和電機輸出轉矩和轉速結果;并將變頻系統(tǒng)和非變頻系統(tǒng)做能量輸出對比。
　　檢驗了建立的變頻裝置仿真模型的正確性。指出開環(huán)和閉環(huán)變頻液壓回轉系統(tǒng)實現了系統(tǒng)功率匹配，符