基于飞轮储能的钻机节能减排技术应用研究

飞轮储能是一种适合钻机调峰、势能回收应用的大能量、高功率的先进储能技术;钻机起下钻脉冲功率特性测试提出的储能技术指标要求是:总功率1000kW,总能量36MJ。基于飞轮储能将势能回收利用配合调峰运行的新方案是:起钻过程中,利用回收空游车势能并经过飞轮储能后可提供3s的加速功率550kW;在拆卸钻杆时柴油机功率输入飞轮储能机组储存,提升钻杆时较长时间投放功率。下钻过程中,回收储存钻杆下放势能,用于提升空游车,富于的能量经飞轮储能机组发电供给钻机的电力系统,下钻过程中停运主柴油机。采用飞轮储能调峰运行后,钻机的动力机组可以采用天然气发动机,节能减排的空间和意义更大。     

柴油机一钻机工作稳定性分析

在分析柴油机工作特性和钻机工作机栽茶－速度特性的基础上，阐述了柴油机驱动钻机系统的稳定工作条件，提出影响整个系统稳定工作的主要因素是柴油机扭矩外特性刚度，柴油机的调速方式和钻机工作机特性栽荷指数。     

CYFP型游车防碰仪的设计

文章介绍了CYFP型游车防碰仪的硬件和软件结构，工作原理，该仪器应用于钻井作业中，在游车上下移动中完成自动刹车功能，防止游车上碰天车，下轧平台，从而减少钻井作业工程中安全事故的发生。     

游车大钩断裂原因分析及预防措施

对游车大钩断裂事故进行了调查研究,对其断口形貌进行了宏观和微观分析,发现游车大钩为脆性断裂,断口起源于原始缺陷。对游车大钩使用工况和受力状态进行了分析,认为其断裂位置不在危险截面。对游车大钩的化学成分、机械性能和金相组织进行了全面试验分析,发现游车大钩材质不符合标准要求,且出厂之前存在原始裂纹。依据试验分析结果,最终判定游车大钩断裂主要与游车大钩存在原始缺陷和材料韧性不足有关。为有效地防止类似事故再次发生,建议油田采取预防措施,对钻机提升系统实施驻厂监督,加强钻机系统的到货验收和检查,严格对在用钻机提升系统关键部件定期进行探伤检查和维修。     

石油矿场机械液压传动输出外特性及调速特性设计

分析了电机和柴油机的机械特性及工作稳定性；提出了电机和柴油机驱动的液压系统输出特性的设计方法；论述了柴油机驱动系统采用双重调速的方法和调速特性；指出了双重调速可以提高柴油机和液压泵工作寿命，提高燃油经济性。     

柴油机—钻机工作稳定性分析

在分析柴油机工作特性和钻机工作机载荷—速度特性的基础上,阐述了柴油机驱动钻机系统的稳定工作条件,指出影响整个系统稳定工作的主要因素是柴油机扭矩外特性刚度、柴油机的调速方式和钻机工作机特性载荷指数。     

美国Ideco公司游车大钩的结构特点

<正> 众所周知,在钻井和修井作业过程中,无论是钻进或起下钻,游车大钩是必不可少的。游车或游车大钩的结构、形状、承载能力等,常因生产厂家和使用条件不同而异。美国Ideco公司根据用户要求已设计生产了各式游车及游车大钩。现仅介绍其中值得推荐的两种。 1.110t开口式游车 Ideco公司生产的110t开口式游车,滑轮排在两边,中心是空的。这种游车与其下挂的闭式吊卡相配,用在该公司生产的BIR—2135、BIR—3165、BIR—3185、BIR—4685、     

柴油机液力传动绞车转盘驱动特性设计

论述了柴油机与偶合器、变矩器共同工作特性曲线的制作方法及液力元件在钻机驱动中的主要作用。通过变矩器传动绞车特性设计分析，阐明了变矩器传动有助于绞车驱动特性的改善，体现了液力传动的优点。     

ZTF型钻机天车防碰装置

<正> 一、概述 石油地质钻探、打深水井和煤炭开采等钻机的游车升降由司钻控制。司钻操作位置至游车升降路线的距离仅2～3m,须仰视游车高度。由于视角太小,一般凭经验估算游车高度然后刹车,如不及时刹车,游车就有可能碰撞天车,轻者钢丝绳断股报废,重者钢丝绳崩断,造成机毁人亡。     

采用动态标定原理开发钻机游车高度测量仪表

光电编码器应用于钻机游车高度测量时，会因滚筒缠绳不均匀导致较大测量误差。针对这一问题，提出了一种基于动态标定原理的测量方法，即根据已知高度的测量值进行动态标定，用单位行程的平均脉冲数替代目前常用的单位圈数的平均脉冲数。在此基础上采用微控制器技术设计了游车高度测量仪表。采用步进电动机仿真的方法对仪表系统进行了检验。结果表明，该测量仪表能实时测量、显示游车速度和高度。具有超限报警和自动刹车功能、参数设置和掉电保护功能及较大的可靠性和抗干扰能力。     

基于单片机和PC串口通信的钻机游车监测系统

目前钻机游车实时速度和高度的监测主要是通过检测滚筒转速来实现的,这种监测会因滚筒上钢丝绳层数的变化而产生误差。为此,采用单片机和PC机检测天车定滑轮转速实现钻机游车速度和高度的实时监测,通过串口通信实现单片机和PC机的数据交换。该系统安装简单、检测精度高,便于现场司钻实时监测游车的运行情况。利用VB 6.0设计了监控界面,同时通过试验对设计进行了验证。验证结果表明,监测系统可以测出游车实时速度和高度,游车的运行状态可以通过报表的形式上报和提交。     

钻机提升系统轴承额定值的计算

文章首先分析了API Spec 8 A轴承额定值计算公式中两个系数的由来,并对现用的游车和水龙头轴承额定值进行了校核,从而用理论计算方法阐明了天车或游车轴承的可靠程度以及提高国产水龙头轴承动负荷的必要性。最后提出了几点建议。     

防过冲游车防碰系统设计

为了避免游车机械事故或人身伤害事故的发生,设计了一种防过冲游车防碰系统。该系统以嵌入式系统为核心,通过检测增量编码器的信号,实现游车在上下移动过程中的实时监测,在出现上碰天车、下砸平台、过速下冲的事故征兆时自动刹车,从而减少钻井作业事故的发生。     

大豆油作为柴油机燃料的试验研究

为考察植物油在柴油发动机中的使用性能，将植物油（以市售大豆油为例）和-10号军用柴油按照不同的比例掺兑，进行了植物油和柴油实验室理化性能试验对比分析、发动机特性试验考察、实车实际性能试验验证。结果表明植物油使WD615柴油机综合性能较好，可以作为柴油机燃料使用。     

机械驱动钻机柴油机节油控制器的设计

针对钻井用柴油机起钻、下钻过程中,柴油机工作在1 300r/min时,存在着燃油浪费的问题,在分析机械驱动钻机柴油机扭矩速度特性及喷油速度特性的基础上,研制了一种基于DSP TMS320F2812的柴油机转速的节能控制系统。通过与绞车同轴安装的扭矩转速传感器计算得到绞车功率,实时调节柴油机转速,降低油耗。介绍了系统主要构成和工作原理,设计了系统相应的硬件电路,编写了DSP控制软件。应用表明,该系统具有良好的操控性,降低了柴油机的燃油消耗。     

游车大钩高度指示装置的原理及改进

目前 ,钻探及修井作业中 ,司钻在视角很小的情况下 ,目测游车大钩的位置是很不容易的 ,尤其在大风、下雨和夜晚是非常困难的 ,有可能误操作而发生游车大钩顶天车、溜钻等恶性事故 ,致使钻井设备、井口装置、人身安全造成重大损失。为此 ,兰州石油机械研究所研制了游车大钩高度指示器 ,其粗针可读出游车大钩的位置 ,而由精针转动 ,司钻可以体会到送钻的速度和均匀程度 ,处理事故时对“落鱼”的情况等。胜利油田等单位共有十几台在井场使用几年表明 ,如果在方案上做一些改进 ,就能更好地满足油田的要求。1　结构及原理如图 1,游车大钩高度指示…     

国外石油钻机提升与旋转系统现状及发展

综述美国、前苏联、罗马尼亚等国石油钻机提升与旋转系统主要的发展状况，包括天车、游车、游车大钩、大钩、水龙头和转盘等部件。对各部件的结构特点、性能参数、材料等进行对比，并且详细介绍国外石油钻机提升和旋转系统的最新进展。     

全自动液气控制修井作业天车安全装置设计

针对油田修井作业过程中，提升或下放油管柱时，由于操作人员疲劳、麻痹或其他客观因素的影响造成操作不当。使通井机刹车制动、换向不及时，游车碰撞天车造成作业机械、井口设施甚至人身伤亡事故的问题。设计了一种全自动液气控制修井作业天车安全装置。该装置主要有信号自动警示报送系统、气动离合自动放松系统和液压自动制动系统3部分组成。理论分析及试验证明该装置能有效配合作业机械操作系统灵敏可靠地保证修井作业时，游车不碰撞天车。以防止发生设备、人身安全事故。     

柴油机-液力变矩器机组最佳工作点的选择

本文介绍了描述柴油机—液力变矩器机组工作情况的万有特性图,使用者利用此图可以选择机组的最佳工作点。另,根据这种特性图,对机组中使用柴油机全程调速器或两级调速器的优劣作了简要的分析。     

游车、井深指示仪

我队于1977年为钻井队研制了一套游车、井深指示仪。这种指示仪安装在钻台上紧靠指重表的位置。当游车起到预定的极限高度时,指示仪在指示游车高度的同时,还发出声响和灯光报警讯号,司钻据此即可刹车。加上自动刹车的配合,就能有效地防止游车顶碰天车事故的发生。1978年3～5月,指示仪先后在1829队和6013队进行了现场试验,使用效果良好,深受现场欢迎。