交流變頻電機自動送鉆控制系統(tǒng)研究

1、交流變頻電機自動送鉆控制系統(tǒng)研究交流變頻電機自動送鉆控制系統(tǒng)研究摘要：隨著世界經(jīng)濟的飛速發(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)周期勢在必行。伴隨著石油鉆井工藝的要求和相關新設備的發(fā)展，自動送鉆技術(shù)蓬勃發(fā)展。交流變頻自動送鉆系統(tǒng)采用電動機反拖實現(xiàn)鉆進時的鉆壓恒定，在正常鉆井時應用自動送鉆技術(shù)，通過控制電動機的轉(zhuǎn)速就可以使鉆壓恒定，不僅可以提高鉆進速度，減小波動，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的工作原理，深入研究石油鉆機交流變頻調(diào)速自動送鉆系統(tǒng)特性，設計了適用于ZJ50DB型石油鉆機的交流變頻自動送鉆控制系統(tǒng)，完成了送鉆電動機及變頻器等硬件選型工作，并給出了自動送鉆控制系統(tǒng)的連接圖。針對石油鉆機自動送鉆控制過程中出現(xiàn)的時滯性、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，應用于自動送鉆控制系統(tǒng)中的恒鉆壓控制，設計了鉆壓模糊控制器。最后，在Matlabsimulink環(huán)境中按照控制要求，設計了鉆壓、

3、轉(zhuǎn)速、磁鏈三閉環(huán)控制系統(tǒng)，對自動送鉆系統(tǒng)各部分進行了仿真和結(jié)果分析，結(jié)果和理論研究比較吻合，從而進一步豐富、完善了自動送鉆控制系統(tǒng)的理論研究結(jié)果。關鍵詞：關鍵詞：自動送鉆；交流變頻；矢量控制；模糊控制交流變頻自動送鉆控制系統(tǒng)的硬件設計交流變頻自動送鉆控制系統(tǒng)的硬件設計變頻調(diào)速自動送鉆控制系統(tǒng)采用先進的全數(shù)字化矢量控制變頻調(diào)速器對送鉆電動機進行直接的恒鉆壓閉環(huán)控制，使送鉆電機達到自動送鉆工藝的技術(shù)要求。系統(tǒng)具有優(yōu)異的調(diào)速性能、過載能力強、

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

5、齒輪箱絞車圖31交流變頻自動送鉆系統(tǒng)示意圖交流變頻自動送鉆系統(tǒng)示意圖ZJ50DB鉆機是為滿足油田5000米油、氣井勘探開發(fā)而研制一種交流變頻齒輪傳動單軸絞車鉆機。（1）采用機、電、數(shù)字、通訊一體化設計，應用當代先進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、寬頻交流電動機完全實現(xiàn)單軸齒輪傳動絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵0～100%范圍無級調(diào)速。（3）絞車為單軸齒輪傳動，輔助剎車為主電機能耗