頂驅(qū)鉆井裝置動力驅(qū)動系統(tǒng)研究.pdf

1、頂驅(qū)鉆井裝置是自20世紀80年代問世以來迅猛發(fā)展，并在石油鉆井特別是深井鉆井、復雜井鉆井和海洋鉆井中獲得了廣泛的應用。它是當今石油鉆井的前沿技術(shù)與裝備，已成為石油鉆井行業(yè)的標準產(chǎn)品，代表著鉆井工藝技術(shù)、機電液一體化石油專用設備的最高水平和21世紀鉆井設備的發(fā)展方向。近年來，國外頂驅(qū)技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出多種趨勢：頂驅(qū)結(jié)構(gòu)從固定式向可拆卸式發(fā)展；外形體積向小型化方向發(fā)展；采用反扭矩梁；驅(qū)動形式向AC變頻電驅(qū)動方向發(fā)展。目前，我國與國外相比仍有一定

2、差距，主要表現(xiàn)為頂驅(qū)電機還基本依靠進口，且整體尺寸大、質(zhì)量大、低速時電機功率因數(shù)低等。因此，研究頂驅(qū)鉆井裝置動力驅(qū)動系統(tǒng)，提高鉆井設備的性能和功率利用率，具有重要的意義。
　　 開關(guān)磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)在性能上日臻完善，在調(diào)速領域顯示了其獨特的優(yōu)越性，如起動電流小、起動轉(zhuǎn)矩大、低速過載能力強等，因此，以開關(guān)磁阻電機作為頂驅(qū)電機具有很大的發(fā)展?jié)摿Α樘岣唔旘?qū)鉆井裝置傳動系統(tǒng)的效率，以三軸式星型內(nèi)齒行星齒輪傳動系統(tǒng)作為頂驅(qū)鉆井裝置的動力

3、傳動系統(tǒng)，其突出優(yōu)點是構(gòu)件少，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，效率高，承載能力強，這符合頂驅(qū)鉆井裝置的發(fā)展要求。
　　 本文分析了頂驅(qū)鉆井裝置的負載特性，設計了基于三軸式星型內(nèi)齒行星齒輪傳動系統(tǒng)的頂驅(qū)減速裝置，對其重要部件進行了分析校核，并針對內(nèi)齒行星齒輪傳動系統(tǒng)進行了效率分析；設計了基于四相8/6極開關(guān)磁阻電機的頂驅(qū)電機總體結(jié)構(gòu)和冷卻系統(tǒng)，以Motorola DSP56F805為控制核心設計了基于直接轉(zhuǎn)矩控制策略的頂驅(qū)電機軟硬件控制系統(tǒng)，并