基于LADRC的APF在电动钻机电网中的研究

针对电动钻机电网中有源电力滤波器(APF)滤除谐波时响应速度慢以及电流实时跟踪性差的问题,将自抗扰控制技术用于有源电力滤波器的电流跟踪控制.根据电动钻机电网结构建立了一种三相四线制并联型AP F的数学模型,并依据其状态空间模型设计用于APF电流跟踪控制的一阶线性自抗扰控制器.自抗扰控制方法将系统内部模型的不确定性与系统...     

石油钻机动态无功补偿与谐波抑制

针对钻机井场电网的非线性负载谐波使供电质量下降的问题,提出了对钻机变频驱动系统进行谐波抑制和无功补偿.分析系统谐波和无功产生的原因,提出APF+SVC的系统方案.研究过程中开发了混合谐波抑制和无功补偿单元,并在电驱动钻机控制系统实验平台模拟了该单元的运行情况.实验表明:此改方法可有效抑制交流变频系统产生的谐波和补偿系统中的无功功率,具有实际应用价值.     

石油钻机VFD电驱动系统的谐波分析和计算

石油钻机的动力电源为独立小容量交流电网系统,钻井设备由大容量交流变频传动系统驱动,系统中的变频装置工作时将使电网电压波形发生严重畸变。针对石油钻机VFD电驱动系统的拓扑结构,分析和计算了变频器产生的谐波,并与实测的系统电压波形及谐波状况进行比较,为石油钻机VFD电驱动系统进行谐波抑制提供了科学依据。同时,针对系统中多谐波源的特点,给出了谐波合成与叠加的方法。通过分析和计算可知,采用12脉动方案的电网电压畸变率为5.07%,接近国家电网规范的谐波标准(5%),这表明系统不需要配置有源滤波器。     

钻机网电拖动系统谐波抑制研究

针对钻机改用网电拖动后谐波产生的主要来源,研究了抑制谐波的措施以减少对电网的污染,并设计出抑制电路及相应的产品.通过使用和测试,网电拖动系统谐波的抑制效果完全符合国家标准GB/T14549-1993<电能质量公用电网谐波>的规定.     

河南油田电动钻机控制系统现场问题及对策

鉴于直流电驱动钻机功率因数低且波动较大、谐波污染较大、干扰其他设备和直流电动机维护多于交流电动机等状况,介绍了河南油田电动钻机控制系统的配置,剖析了控制系统在现场运行中出现的问题与原因,并提出采用进口的电气元件、选择具备在特殊环境下工作能力的制冷装置、加大对操作员工的岗位培训力度、加强现场设备的巡回检查和强制设备保养制度、加装动态无功补偿与谐波抑制装置等优化方案,提高了整机设备动、静态性能,实现了电驱动钻机安全、可靠运行,在河南油田持续有效、和谐发展的局面中发挥着更大优势。     

石油钻机SCR电驱动系统谐波分析与抑制

针对石油钻机SCR电驱动系统产生的谐波、谐波源在600V母排上的分布以及引起的电网电压波形畸变等问题,提出对每1台SCR波动系统配套1台APF装置的谐波抑制方案和增加进线电抗器的方案,并将两者结合在一起达到更好抑制谐波的目的。实际设计的这种装置,实测波形显示达到了提高小电网电能质量的目的。     

钻机节能降耗设备应用

为适应当前国际能源的发展趋势及响应国家颁布的环保新政,实现清洁生产,节能减排。钻机节能降耗设备将高压变配电、谐波抑制及无功补偿等多项先进成熟技术集中应用,对现有机械钻机和电动钻机进行电代油改造,在满足各类钻机负荷要求的同时提高了钻机电控系统的稳定性,降低燃油消耗、减少噪声污染,节约设备运行成本。     

钻机网电改造的效果分析与发展对策

油田钻井施工区域电网改善,引出了钻机进行网电改造的问题。就钻机网电改造方案(包括:机械钻机及复合(半电动)钻机改造成低压网电钻机,电动钻机直接改造成网电钻机,机械钻机改造成高压网电钻机,井场用电改造为网电)及其改造后的优劣势与经济效益作了介绍和分析,并对今后的网电改造提出有关的建议。     

最佳钻机电力控制系统——SCR

SCR是为电动钻机传递动力的可控硅控制系统。它将交流发电机发出的电流转换成直流电,为驱动钻机的直流电动机供电。这种型式在六十年代后期开始用于海上钻机,近年来不仅在海上钻机中广泛采用,陆上钻机也开始采用。美国几家钻井公司使用的电动钻机中有75％是SCR电驱动系统。有的还将机械传动钻机改为SCR系统。特别是由于集成电路的应用,使得SCR电驱动系统的控制不     

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。     

超级电容在石油钻机上的应用初步设想

根据超级电容在集装箱起重机上使用的工作原理,对超级电容与常规储能元器件进行比较,并对石油钻机与集装箱起重机的传动原理进行对比分析,提出将超级电容应用到石油钻机上的设想及后期对超级电容的关注重点和推广使用的意义。     

钻井平台供配电可靠性方案优化

现代化机械的大量应用对于钻井平台电力系统的安全性和可靠性提出了更高的要求。为保证电子设备在使用环境复杂严峻的钻井平台上的平稳应用,除了提高设备本身的可靠性和电磁兼容能力外,还需要从增加冗余度和提高供电质量这两方面入手。该文主要从供电冗余和UPS电源两方面,结合海洋钻机的实际应用进行分析,提出了一种可行性方案,并在实践中加以运用,取得了较好的实际效果,对进行平台电力二次系统的供电可靠性设计和优化提供有益参考。     

国内外石油钻井装备的发展现状

在对国内外石油装备资料进行广泛调研的基础上,详细介绍了国内外石油钻机发展的新趋势及交流变频调速电驱动石油钻机、液压钻机、快速移运钻机等新型石油钻机的性能及参数。介绍了国内外电驱动和液压驱动两大类型新型顶部驱动钻井装置、钻井泵等设备的最新发展现状及大功率三缸钻井泵、液压泵和六缸钻井泵等新型钻井泵的性能及参数。从国内外石油装备的发展现状看,石油装备正在向型式多样化、技术先进化、设计人性化趋势发展,据此提出了我国发展石油钻井装备的建议。     

中型钻机系统能耗初探

从中型钻机能耗入手，通过对钻机能耗关系的分析和能耗试验研究，提出了开展钻机系统能耗研究的有关问题，分析了钻机在钻井过程中各工况下的能耗关系。指出配备设备过大和钻井事故是造成钻机系统效率低的重要原因；钻机系统能耗研究成果应用于钻井生产不仅可获取可现的经济效益，而且对提高钻机管理水平和钻井速度，延长钻机寿命等都有着重要意义。     

超深井钻机网电改造技术及推广应用

分析了西南地区钻机实施网电改造的可行性、改造方案及技术配套,并根据现场应用情况,成功地在西南地区钻井市场大面积推广使用网电钻机,取得了较好的经济效益和社会效益。     

Boost型转矩控制器的稳定控制技术研究

调制式旋转导向钻井工具通过调节涡轮电机的输出转矩来实现导向控制,斩波式转矩控制器有较大的电流谐波,会产生较大的脉动转矩和较强的电磁干扰,功率因数和转换效率低。针对斩波控制器的不足,提出一种Boost型转矩控制电路。介绍了这种控制器的工作原理,从而建立了控制电路的数学模型。通过分析控制系统的稳定性以及不稳定状态的混沌分岔行为特征,给出混沌控制策略,并详细研究了分别采用参数正弦微扰共振和参数线性斜坡微扰共振方法时电路的控制特征及效果。台架模拟试验表明,选用参数线性斜坡微扰法可保证电路稳定可靠地工作,达到抑制脉动转矩、提高功率因数和转换效率的目的。     

海洋钻井多参数仪系统设计研究

海洋钻井多参数仪是为海洋各类钻(修)机配套设计生产的多参数监测仪表系统,可测量显示钻(修)机作业过程中的大钩悬重和钻压、转盘扭矩、立管压力、吊钳动力钳或套管钳扭矩、转盘转速、泵冲速、泥浆罐体积、游车高度、井深、钻头位置等47个参数的变化情况,帮助司钻掌握钻机、泥浆泵和防喷器的工作状态以及H2S和可燃气体浓度。通过对钻井过程的实时监控,对预测预报工程事故、提高工作效率、安全生产、降低作业成本、有效保护油气层等起重要作用,为渤海地区油田设备远程数据监控提供了较好的范例。     

交流变频电动钻机单轴绞车的功率配备

分析宏华ZJ50DBS型交流变频电动钻机单轴绞车输入功率存在的问题表明,单轴绞车如按标准配备,则其功率不能满足钻井工艺要求,比如提升空钩的速度过低,绞车的最大转矩不足以提起最大钩载等。经过分析计算,对比分析现有各种单轴绞车的功率增加倍数K′N,认为比标准功率多配备25%的功率,即可达到大钩提升速度v=0·5~1·5m/s,提最大钩载Qmax时增矩倍数K′M≤1·20,满足钻井工艺要求,经济适用。     

地震钻机调速系统

介绍自行设计的针对WT－50W型液压式地震钻机的调速系统，较为全面地提供该系统的控制电路原理和执行机构、解脱装置、操纵机构的方案。     

超深井钻机创新技术及其发展趋势

针对塔里木盆地等复杂的地质结构区域,研发了适用于超深复杂井的8 000 m钻机和四单根立柱9000 m超深井钻机,对钻机关键部件进行了创新设计,对高承载井架和底座进行了优化,全新设计了采用压实股钢丝绳的一体化单轴绞车。采用了转矩和承载能力更大的转盘及其驱动装置、大功率高压钻井泵、智能化顶驱和兼容性强的顶驱下套管装置等。现场应用表明,相比于常规8 000、9 000 m钻机,设备成本可降低20%左右,钻井生产运行费用降低37%,而9 000 m四单根立柱钻机可降低起下钻作业时间20%以上,并在一定程度上规避了常规钻机在复杂地层压力控制难的问题。阐述了超深井钻机的优势和亟待解决的问题。