钻机电驱动控制系统国产化现状与发展

石油钻机驱动控制系统主要由动力及其控制系统,驱动及其控制系统,辅助机械控制系统和井场照明系统组成,钻机电驱动控制水平已从早期的模拟控制上升到目前国际流行的典型三级控制水平,上位监控级采用原装工控机,对钻机的运行参数实施监控,同时下传有关控制,调试参数;过程控制级采用PLC实施工艺及自诊断控制;驱动控制级采用全数字控制,构成通信网络,根据钻井工艺的要求,结合电子技术的发展,应开发起下钻过程的位置闭环控制,采用交流电动机变频调速驱动钻机,实现智能化钻井作业。     

电驱动钻机控制系统配置方案探讨

在简述了电驱动钻机控制系统基本构成的基础上 ,着重介绍了控制房结构、一对一与一对二控制方式、串励与他励电动机的控制方式、柴油机调速方式、发电机调压方式和MCC开关柜等结构形式。以 70D电驱动钻机为例 ,说明最佳的系统配置是采用柴油机组并网发电 ,向SCR系统提供AC60 0V电网 ,辅助用电设备和生活用电设施由一台 60 0 /4 0 0V、 12 5 0kAV(SC12 5 0 )的环氧浇注变压器供电。从动力控制系统动力配置、电气传动系统配置和MCC配电控制系统配置等方面 ,论述了各系统控制方案的选择。最后指出 ,由于交流顶驱装置有着直流电驱动不可比拟的优越性 ,未来的电驱动钻机多倾向于发展交流电驱动钻机     

电驱动钻机控制系统的抗谐波干扰装置

针对电驱动钻机电网电源存在干扰谐波 ,对可编程控制器 (PLC)产生干扰 ,易造成钻机停钻事故等问题 ,研制了具有滤波电路的抗谐波干扰装置。电网电源经隔离降压 ,噪波消耗 ,RLC多级滤波 ,电路寄生电感消除 ,10 0～ 2 0 0 0 0Hz杂波消除 ,以及过压保护等处理后 ,得到质量较好的正弦波。现场使用证明 ,这种抗干扰装置滤波效果好 ,工作正常 ,电驱动钻机控制部分未再出现故障 ,保证了钻井作业顺利进行。     

基于西门子3项控制技术的海洋钻机控制系统

概述了HZ19—2/3海洋钻机模块的结构及其与陆地ZJ70D系列钻机的区别。介绍了西门子(SIEMENS)人机界面(HMI)、可编程序控制器(PLC)、PROFIBUS-DP现场总线技术在海洋7000m直流电驱动钻机控制系统中的应用;电控系统的设计特点及网络控制系统软件、硬件的构成;监控系统的功能,控制系统的优点。HZ19—2/3海洋钻机通过了美国船级社的认证,2套钻机控制系统运行半年多来,性能优良,易于操作,对确保海洋钻井平台钻井安全、经济地运行起到了良好作用,标志着国产海洋钻机技术水平和开发能力有了新的提高。     

SMC智能电动机控制系统在出口钻机上的应用

石油钻机各负载启动时会造成电压波动,对发电机组和其他用电设备损伤较大。为此,采用软启动器控制电动机的启动。由PLC控制的SMC智能电动机软启动控制系统可实现系统的故障诊断与分析,实行多种驱动方案,使系统的可靠性显著提高。在出口钻机上的应用表明,SMC智能电动机控制系统运行可靠,工作效率高;没有出现由于故障造成的钻机停钻事故。使用该系统后,每年每台设备维护费用降低50%左右,延长了电动机的使用寿命,使设备的运行成本大大降低,取得良好的社会效益和经济效益。     

气-液柱状旋流式分离器控制策略综述

随着气-液柱状旋流式分离器(GLCC)的广泛应用,对其分离效果的要求也越来越高。通过在GLCC分离装置中引入控制系统,可以减小内部液位压力的波动,从而保证良好的气液分离效果。控制系统的优劣决定了气液分离效果的好坏,进而影响整个计量系统的性能。总结了用于GLCC的多种控制策略,并对未来控制策略的研究和应用进行了展望。     

关键机组控制系统PLC改造的探讨

某聚丙烯装置循环气体压缩机组控制系统采用PLC S7-300,开工至今PLC系统故障频发,造成压缩机联锁停机,导致装置多次非计划停工,同时该系列PLC为非冗余控制系统,无SOE事件记录功能,系统时钟未同步,无法在第一时间查清楚停机原因。在2022年该装置停工检修期间,将原PLC系统改造为DCS,改造后的控制系统硬件和网络结构实现冗余配置,同时支持在线更换卡件,在线下装程序等,提高了机组控制系统可靠性、设备维护性和工艺操作性。     

液-液气引射器的数值模拟及实验研究

引射器内部的流动过程复杂,其设计与分析一般都是建立在一维分析和实验基础上的半经验公式上。由于液-液气引射器在实验及数值模拟方面的研究都很少,因此,依托液-液气引射器实验台,在双流体模型的基础上,引入了滑移系数的概念,并建立了液-液气引射器流场模拟的数值模型。通过实验和不同滑移系数下的模拟对比,确定了滑移系数为11%为宜,通过大量的模拟和实验对比验证了此模型的适用性,此结果可为掌握引射器的工作机理、引射器的设计及其优化提供依据。     

基于西门子PLC的司钻控制系统

分析了石油钻机控制系统的现状和发展,介绍了钻机PLC控制系统的软硬件设计、各种逻辑控制、实时检测和诊断、状态显示和故障处理等功能.阐述了以工业计算机IPC、PLC和人机界面(HMI)组成的核心控制系统.与传统的气动、液压控制系统相比较,基于PLC的司钻智能控制系统具有更高可靠性、先进性和适应性,系统容易操作、维护和扩展,易于适应野外油气田钻井作业的需要.     

智能电气液控制系统在石油钻机上的应用

为解决石油钻机传统控制系统的控制管线现场铺设拆卸复杂、安装维护不便、生产效率低、安全可靠性差等问题,智能电气液控制系统选用先进的阀导阀控制元件,以PLC为核心,用继电器做备份冗余控制,通过程序实现钻机的各种逻辑控制功能,实时检测、显示各种钻井参数和状态并进行故障处理。可杜绝一系列误操作及设备失控事故的发生,大大提高了钻机的可靠性和安全性。智能电气液控制系统具有更高的可靠性、先进性和适应性等特点,反应速度快,安装方便快捷,容易操作和维护,能够适应石油钻机野外钻井作业工况的需要。     

基于PLC的消防水罐液位模糊控制系统

介绍了石油化工企业中消防水罐液位带修正因子的模糊控制系统。设计了一种混合型模糊控制器即开关式双模糊控制器,和传统PID调节器相比,带修正因子模糊控制系统超调量明显变小,系统调节时间显著缩短,系统的动态性能大大提高,控制效果明显改善,并且产生了较高的经济效益。因此该带修正因子模糊控制是一种理想的液位控制器。     

基于PLC控制混砂车液位自动控制系统研究

目前部分油田在加砂压裂施工作业中,还有采用手动操作的方式控制混合液面高度、砂比及砂泵排出压力和流量等参数,很难达到油井压裂施工的设计要求,误差很大。混砂车液位自动控制系统是通过PLC自动控制,实现压裂施工过程中混砂车液面高度自动控制,同时也实现了砂比、砂泵排出压力等参数的自动控制。该系统通过油田现场试验,取得了很好的效果。     

气力输送系统的自动控制

气力输送是一种适合散料输送的先进技术，广泛应用于石油、化工、冶金、建材、粮食等部门。从工艺流程、系统主要单元控制、系统软件的组态和编制以及系统试车运行等几个方面，对气力输送自动控制系统进行讨论。     

Magnetrol电动沉筒液(界)位变送器在PX装置中的应用及维护

扼要阐述了Magnetrol电动沉筒液(界)位变送器的测量原理及其在使用中存在的问题和解决办法。     

基于PLC和触摸屏的自动阀门测试控制系统设计

利用PLC和触摸屏设计了一套自动阀门测试控制系统,对化工生产中经常用到的自动阀门进行模拟实际工况的测试。该控制系统实现了阀门测试过程的实时数据采集、控制参数输入、画面监控显示、数据管理、报警提示等多项功能,具有控制灵活、精确度高、故障率低的特点。     

基于工控机的储液罐液位流量串级控制系统实验装置研制

基于工控机的储液罐液位流量串级控制系统实验装置 ,可进行液位控制 ,流量控制。提出了实验装置的设计方案 ,包括硬件电路设计、软件设计思路及流程图并给出了调试结果     

卧式罐结构真空除气器液面控制系统的改进

介绍了SWACO卧式罐结构真空除气器的液面控制系统的结构、工作原理。分析实际工作中液面控制系统损坏、不能正常工作的原因，提出了液面控制系统结构改进的方案。经改进后，SWACO卧式罐结构真空除气器恢复正常运转。     

油气井井口智能控制系统研究与应用

油气井井口智能控制系统是以现有的电气控制及无线遥控地面防喷器控制技术为基础,硬件上增加1套触摸屏式司钻台,同时把节流管汇控制箱集成在防喷器控制装置之上;软件上根据钻井施工过程的工况,把开、关井程序植入控制系统之中,最大化地实现钻井过程中防喷器、节流压井管汇的智能化自动控制,提高了工作效率,降低了劳动强度,提升了钻井施工的安全性能。触摸屏式司钻台的操作界面具有自定义功能,可以根据钻井现场防喷器及节流压井管汇实际的排列布局,进行软件界面的设置,保证界面和实物一致,提高控制的准确性和安全性。     

用单片机的内部资源控制液位巡回检测系统

文章阐述了利用ＭＣＳ－５１单片机的内部丰富资源，实现液位巡回检测系统的控制。其特点是对多个检测点的参数进行测量、转换、处理和显示，在单片机内部资源的二次开发中获得行之效的控制效果，不仅保证系统稳定，可靠、安全运行，而且具有合理的性能／价格比。     

单体泵电控系统转速信号处理技术研究

介绍了一种单体泵电控系统转速信号处理技术,通过转速信号齿周期合理性检测和齿间合理性系数的正确选择与标定,实现了转速信号的正确采集,台架试验表明,该项转速信号处理技术能够准确地滤除干扰信号,使电控系统正确采集曲轴和凸轮轴转速信号,完成喷油正时和油量的正确控制。