盘式刹车单片机控制自动送钻技术

在石油钻井过程中，使用自动送钻可显著提高钻进速度、延长钻头和钻柱寿命，降低钻井成本。在PZS－1型盘式刹车自动送钻装置的基础上，用单片机控制盘式刹车实现自动送钻技术的研究，设计了一套盘式杀车单片机控制的自动送钻装置。经闭环试验表明盘式刹车单片机控制自动送钻装置克服了PZS－1型的不足，效果良好。     

半主动式补偿绞车的液压试验系统

为了检验半主动式补偿绞车的控制性能与节能效果,根据相似理论研制了补偿绞车原理样机及其液压试验系统,主要包括升沉模拟液压系统、负载模拟液压系统、1∶5缩尺的补偿绞车原理样机,分别实现了造波、加载、升沉补偿与自动送钻等试验功能。开发了电控系统,升沉补偿采用大钩位移闭环,自动送钻采用负载压力闭环,电机采用带速度反馈的矢量控制模式。最后通过试验模拟了补偿绞车原理样机的升沉补偿过程、自动送钻过程以及二者的联动过程,测试了补偿绞车的控制性能及液压蓄能节能效果。试验结果表明:补偿绞车的控制效果良好,半主动补偿方式相对于主动补偿方式有明显的节能效果。     

基于PID控制的轮毂电机驱动钻机自动送钻系统设计

基于交流变频电机作为送钻电机完成自动送钻的现状，设计了一种轮毂式电机驱动的钻机自动送钻系统，以提高送钻电机依据传感元件反馈的各种实时送钻参数做出及时应对的能力，使得送钻电机可以及时调整自身转速并控制绞车转动完成起、下钻操作，最终达到实时平稳、匀速起下钻。根据轮毂电机特性选取了电机类型和参数，运用串并联多层次多自由度的弹簧阻尼动力学系统平衡原理建立了自动送钻系统动力学模型并求得整个系统的动力学方程，设计了一种轮毂电机对绞车的PID控制算法并通过Simulink仿真。仿真结果表明，与现有的送钻电机相比，所设计的轮毂电机能够调节绞车转速，使绞车转速更快地趋于匀速、稳定，并能根据不同情况及时响应，有利于起、送钻的控制操作。     

潜孔钻机凿岩过程自动防止钻控制

根据潜孔钻机凿岩过程卡钻机理的分析，提出了利用回转压力的缓变信号无级控制推进器推进力的预防卡钻控制和利用回转压力突变信号控制推进器回退的综合自动防卡钻控制，并对其控制规则进行了理论研究。试验证明，该控制系统性能稳定，能够实现自动预防各类卡钻控制，增强了钻机对复杂岩层钻进的适应能力。     

钻机盘式刹车自动送钻的模糊控制研究

针对钻机自动送钻的控制特点和传统 PID控制存在的问题提出钻机盘式刹车自动送钻的模糊控制方案。在计算机仿真研究的基础上确定采用钟型隶属函数 ,设计了以 80 5 1单片机为核心的自动送钻模糊控制器 ,并给出了相应的运行软件框图     

液压马达自动送钻装置的研制

 液压马达自动送钻装置是石油钻机提升系统中重要的设备之一,当绞车主动力系统发生故障时,可代替绞车主动力系统的功能进行应急操作,提升最大钻柱重量;可以根据钻进作业过程的需要,在恒钻压送钻和恒钻速送钻两种模式下进行选择,完成自动送钻设定。通过设定输出扭矩,反向拖动绞车滚筒,实现自动调整送钻速度和钻井过程安全保护,达到钻进作业过程中恒压和恒钻速目的。利用计算机控制技术与液压控制技术相结合精准控制液压马达实现高精度送钻。控制系统采用PLC编程控制,通过接收外部的连续钻压测量信号与液压马达转速检测单元的信号,实现钻井作业中的信息综合处理和送钻控制。经过油田现场17套钻机30余口井的应用表明,该装置值得推广应用。     

探讨石油钻机中自动送钻技术的发展现状及其应用

根据笔者相关工作实践对石油钻机中自动送钻技术的发展现状及其相关应用进行了论述。首先对自动送钻技术的发展现状及前景进行了简析;然后对包括变频调速自动送钻和盘式刹车自动送钻在内的两种自动送钻技术在石油钻机中的应用进行论述;最后对自动送钻技术在钻机中的应用现状及发展趋势进行概述。     

潜孔钻机凿岩过程自动防卡钻控制

根据潜孔钻机凿岩过程卡钻机理的分析 ,提出了利用回转压力的缓变信号无级控制推进器推进力的预防卡钻控制和利用回转压力突变信号控制推进器回退的综合自动防卡钻控制 ,并对其控制规则进行了理论研究。试验证明 ,该控制系统性能稳定 ,能够实现自动预防各类卡钻控制 ,增强了钻机对复杂岩层钻进的适应能力。     

用于自动钻铆系统滑块式送钉模块设计与研究

针对工业机器人平台自动钻铆系统中自动送钉难的问题,介绍了一种能够为自动钻铆机自动逐个输送铆钉的滑块式送钉模块。铆钉在从供钉管道到吹钉管道的输送过程中存在着铆钉容易掉落、输送成功率低以及难以逐个送钉的问题,为此通过运用空间分析和受力分析等方法,结合合理的结构设计,提出了利用双顶针气缸控制铆钉的逐一释放、采用带有输钉孔的滑块将铆钉从储钉管道输送至吹钉管道,继而通过气流经吹钉管道将铆钉输送至自动钻铆机的目标位置的送钉方案,并计算得出了满足铆钉逐个输送的顶针气缸伸出长度、最小气缸供气气压等必要条件。研究结果表明,全程封闭的送钉模式提高了输送过程的可靠性和成功率,计算结果和实验结果验证了该送钉模块在自动钻铆系统的可行性。     

盘式刹车单片机控制自动送钻系统

在石油钻井的过程中,使用自动送钻可显著提高钻进进度、延长钻柱和钻头的寿命,降低钻井成本.文中提出了一套单片机控制的钻机自动送钻的方法,着重论述了安全监控原理,硬软件系统组成.采用电液数字阀取代传统的D/A转换器.     

超深井钻机自动送钻系统研究探讨

智能型自动送钻能够有效的减少钻井投资成本,降低人力劳动的强度并增加钻速,对于推动钻机的高自动化及高安全可靠性发展具有关键的作用。其主要目的是通过控制系统的作用按相应的工艺要求将钻具自动送进,使得钻头对井底的钻压维持在设定值不变。针对目前的深井超深井钻机智能型自动送钻中所存在的绞车及游动滑车的动载荷作用、钢丝绳的振动影响及大钩不匀速送钻而导致井底的钻压发生变化以致很难达到准确送钻的问题,有必要进行深入的研究。本文在对绞车游动系统自动送钻的工作原理及液压盘刹系统自动送钻、主电机自动送钻和辅助电机自动送钻的方法进行阐述的基础上,提出更为精确的理想液压缸送钻方案。该方案避免了绞车及游动滑车的干扰作用,采用液压缸系统实现自动送钻及下钻具的动作,提高了工作效率。     

多重自适应PID控制的负荷自动送钻策略

针对钻机在自动送钻过程中难以克服粘滑振动的现象、钻杆与井壁摩擦力不均匀引起载荷不均衡导致控制精度下降的问题，提出一种多重自适应PID控制的负荷自动送钻策略（Load Automatic Drilling Strategy Based on Multi-adaptive PID control, MA-PID）。通过变频调速和电机扭矩调节建立耦合模型，设计闭环控制系统，并且利用MATLAB/Simulink仿真软件根据规则仿真传递函数，对传递函数进行模拟退火算法得到全局最优解，实现PID参数的自整定，最后将PLC控制技术用于PROFIBUS总线和HMI人机界面实现钻速恒定及控制绞车达到钻压恒定的智能化控制目标。实验结果表明，与传统PID控制算法比较，系统自适应能力、抗干扰能力增强，同时调整时间变短，兼具更好的鲁棒性。     

潜孔钻机凿岩过程自动防卡钻理论与方案研究

自动防卡钻控制是潜孔钻机凿岩过程的一个关键控制技术,它直接影响机器的性能指标。本文在分析了目前已有的潜孔钻机防卡钻方案及其卡钻机理的基础上,提出了利用推进压力突然下降的信号控制推进系统回退来预防溶洞卡钻,利用回转压力的缓变信号无级控制推进系统推进力及推进速度来预防缓变卡钻和利用回转压力突变信号控制推进系统回退来预防裂隙卡钻的综合自动防卡钻控制方案,并对其控制规则进行了理论研究。本文所提出的潜孔钻机综合自动防卡钻控制系统稳定,能够实现自动预防各类卡钻控制,增强了钻机对复杂岩层钻进的适应能力。     

机器人自动抽芯铆接装置的设计与应用

对于航空航天中适合单侧安装的复合材料而言,只能使用抽芯铆接的连接方式。设计了机器人自动抽芯铆接装置,集基准孔找正、钻孔、检测、送钉、抽芯铆接等功能于一体。这一自动抽芯铆接装置的主体结构由压力脚、钻孔、相机、铆枪、送钉和移动切换平台等六个模块组成,由上位机和SIMITION系统进行协同控制。抽芯铆接效率达到6个/min,定位精度达到0.05 mm。应用机器人自动抽芯铆接装置,可以提高钻铆过程的稳定性,便于控制抽芯铆接的效率和质量。     

模糊控制器在石油钻机自动送钻系统中的应用

针对交流变频电动钻机的自动送钻系统,对钻压的模糊控制进行了研究。根据钻井司钻的操作经验,设计出适合自动送钻系统的模糊控制器,并建立了相应的模糊控制规则。通过Matlab中的Simulink模拟工具,建立了模糊控制器的模拟系统,并与常规PID进行了比较。仿真结果表明,在存在时滞的情况下,模糊控制比常规PID有更好的稳定性,响应更迅速,稳态误差更小。模糊控制器在自动送钻系统中的应用,可提高系统性能。     

一种液压自动猫道在钻井作业现场的试验及分析

近年来,随着科学技术的飞速发展,液压、电控等自动化技术应用在石油钻井作业过程中,特别是应用在钻井作业用的石油钻机上,刹车系统和钻井整个钻井作业中的配套主要钻机设备手动刹车演变成液压盘式刹车以及手动送钻演变成目前的以及自动钻井用的自动送钻等,使整个钻井作业的机械自动化程序有了明显的提升。液压自动猫道是近年来钻井装备技术发展的新型设备,对提高钻井作业自动化水平、提高作业效率及降低安全风险效果明显。介绍了一种国产液压自动猫道,通过对在现场试验的效果进行分析并提出改进思路。     

石油钻机自动送钻控制系统的设计

为降低司钻工人的劳动强度,提高钻井速度、降低钻井成本,介绍了自动送钻的发展状况以及石油钻机工艺,并阐述了以西门子S7-300PLC为中心的自动送钻控制系统的设计。     

一种串并联五坐标自动钻铆机

根据飞机自动化装配的功能需求,研制了一套基于串并联机构的全自动钻铆系统。基于螺旋理论的分析方法对并联机构进行了自由度分析,证明该钻铆机构能够进行五坐标的调姿运动。在UMAC控制平台的基础上开发了钻铆机控制系统,设计钻铆机的控制软件及用户界面,并进行了实验验证。结果表明该自动钻铆机能实现飞机壁板自动钻铆需求。     

石油钻机自动送钻控制系统研究

石油钻机自动送钻是钻机自动控制技术的主要发展方向之一,针对钻井过程中井况的非线性、不确定性和实时性要求,很难得到系统的精确数学模型。用基于模型的传统控制方法也就很难得到精确、稳定的控制效果。采用单神经元自适应PSD控制器实现自动送钻的智能控制,这种方法不需辨识对象的参数,只要在线检测被控对象的实际输出与期望输出,就可以形成自适应闭环控制系统。此控制器结构简单易于实现。仿真结果表明,与传统的PID控制相比,单神经元自适应PSD控制器控制的反应速度快,振荡幅度小,并且稳态误差小,效果明显。     

钻削中心自动换刀宏程序的设计方法

ＺＨ５１２０立式钻削中心自动换刀装置不配备专门的动力机构，转塔方式交换刀具单纯利用Ｚ轴的上下运动得以实现。文章介绍了如何应用宏程序技术实现该换刀装置的自动控制，在自动，ＭＤＩ，ＪＯＧ方式下均可方便地进行换刀操作。