美国新型电子自动送钻装置

针对带刹车自动送钻装置存在的许多缺点 ,美国VarcoM /DTotco公司开发了新型电子自动送钻装置。这种装置具有优良的钻井性能 ,自动送钻连续均匀 ,起下钻和下套管作业性能好 ,动作灵敏 ,监测参数多且有多种使用功能 ,钻井时间减少 37% ,钻头数量减少 4 8% ,是目前世界上较先进的自动送钻装置。介绍了新型电子自动送钻装置的组成与工作原理 ,计算机控多盘刹车结构特点、控制特性和产品系列     

美国新型单轴齿轮传动绞车

美国Varco公司开发的新型单轴齿轮传动绞车主要由电动机、单速齿轮减速器、盘式离合器、计算机控多盘刹车、单轴滚筒装置、AC变频调速控制系统、电子自动送钻装置及其控制系统、手动控制系统等组成。与常规AC-SCR-DC电驱动绞车相比,新型单轴齿轮传动绞车大钩提升速度快16％,钻具下放速度快30％,钻井时间少37％,使用钻头数量少48％,绞车体积小50％,质量轻50％,具有优良的钻井性能及起下钻和下套管性能。     

自动送钻技术的现状与展望

自动送钻技术可提高机械钻速 ,提高井身质量 ,减少钻头磨损 ,减少井下事故的发生以及降低钻井成本。介绍了自动送钻的基本原理 ,对比分析了自动送钻和手动送钻的使用效果 ,指出自动送钻具有无可比拟的优越性。阐述了自动送钻的发展历程 ,即经历了用于带刹车的自动送钻技术和用于盘式刹车的自动送钻技术两个阶段 ,表明机电一体化的盘式刹车自动送钻装置将成为自动送钻装置的发展方向。最后指出用于盘式刹车自动送钻技术的进一步发展就是自动智能钻井     

盘式刹车自动送钻技术

９９６年石油大学（北京）研制的ＰＺＳ—１型盘式刹车自动送钻装置,是恒钻压自动送钻装置,采用ＰＩＤ调节器控制,控制性能良好,但无法直接设置钻压,无法实现手动与自动操作间的无扰切换,可操作性、可靠性和安全性较差。据此,又研制了盘式刹车微机控制自动送钻装置,其特点是用微机代替了ＰＩＤ调节器,并增设了速度负反馈回路,钻压调节、安全监控、无扰切换由微机控制,解决了现场确定ＰＩＤ系数难的问题,自动送钻过程平稳,可防止溜钻和井斜。提出了盘式刹车钻压优化自动送钻的观点,其原理与恒钻压送钻装置基本相同,不同之处是预期钻压参考值随一定的条件变化。恒钻压自动送钻是钻压优化自动送钻的特例     

论盘式刹车—自动送钻一体化技术

分析了钻机带刹车自动送钻装置缺点的基础上，指出盘式刹车－自动送钻一体化技术是钻机发展的方向之一，进而讨论了发展该项技术的几个关键问题，同时提出了建议。     

论盘式刹车－自动送钻一体化技术

分析了钻机带刹车自动送钻装置缺，点的基础上，指出盘式刹车－自动送钻一体化技术是钻机发展的方向之一，进而讨论了发展该项技术的几个关键问题，同时提出了建议。     

石油钻机自动送钻监控技术的现状与发展趋势

研究开放的智能网络化自动送钻监控装置具有十分重要的现实意义。介绍了石油钻机自动送钻监控技术的基本原理、发展过程和应用现状,指出了现有钻井监控装置存在的不足,在提高钻井效率和降低钻井成本的技术要求的推动下,钻井监控技术在自动送钻技术发展的基础上正朝着信息化、智能化、网络化、规模化、开放化和统一化的方向发展。     

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自动送钻是指钻机在正常钻进过程中，不依靠司钻调节，而是按钻井工艺要求，让送钻装置在给定的条件下实现钻头的自动给进。自动送钻装置可以消除人工控制的缺点，能提高钻井质量和经济效益。出于对安全性和可靠性的考虑，必须在实际钻机上应用该装置前进行模型模拟实验，为自动送钻控制技术的现场推广应用奠定基础。针对钻井过程中的非线性、不确定性和实时性要求，采用改进的单神经元PID控制器实现自动送钻模拟加载。实验结果表明，和传统的PID控制相比，改进单神经元PID控制器的反应速度快，振荡幅度小，并且稳态误差小。采用改进单神经元PID控制结构简单，易于实现，在应用中效果明显。     

国外自动送钻装置的现状与发展

介绍美国、前苏联等国自动送钻装置的现状与发展，对比各国自动送钻装置的工作原理、结构特点、工作参数及操作步骤。指出自动送钻装置的发展方向将是全国最优化自动控制钻井。     

盘式刹车恒钻压自动送钻技术研究

采用自动化测控仪表、电液比例元件和悬重传感器等元器件建立了自动送钻闭环控制系统。以数字ＰＩＤ调节器为控制单元,恒悬重控制代替恒钻压控制,并考虑与现有绞车结构的相容性、液压回路的衔接性、自动送钻与手动送钻的共存性及安全保障性,研制了相应的盘式刹车恒钻压自动送钻装置。现场试验表明,该装置实现了恒钻压自动外事作业,提高了机械钻速,减小了钻压波动。     

中国石油大学 北京普世科石油机械新技术有限公司

SY-PS系列盘式刹车装置；PSK-AD自动送钻装置     

单板机在钻机自动送钻控制中的应用

针对目前石油钻机所用自动进给器控制自动送钻装置存在的问题，根据钻井作业特点，提出用性能价格比高、国内软硬件开发成熟的ＴＰ８０１单板计算机控制钻机自动送钻的方法。控制系统由钻压控制和异常情况控制两部分组成。着重论述了用计算机自动调节调压阀出口压力而控制钻压的机理和进尺检测机理，以及用计算机判断、处理井喷和井漏等异常情况的原理。给出实现工艺过程的计算机硬件接口原理图和软件流程图。     

盘式刹车钻压优化自动送钻微机控制系统的设计与研制

阐述了盘式刹车钻压优化自动送钻微机控制系统的设计思想和研制方法,给出了系统的软硬件设计方法。该系统不但可以适应盘式刹车钻压优化自动送钻的控制,而且还可适应盘式刹车恒钻压自动送钻的控制。试验表明,该系统达到了预期的设计目的,并取得了良好的效果。     

钻机自动送钻模似实验系统研究

为了更好地开展自动送钻技术的研究,以ZJ-32钻机1∶8模型为基础,用液压加载装置模拟钻柱载荷,用微机控制的电液伺服装置控制绞车刹车机构,构成钻机自动送钻模拟实验系统.由于系统中存在多种非线性环节,采用模糊控制技术进行送钻控制,编制自动送钻实时控制软件.通过实验对比研究了常规模糊控制、自组织模糊控制和自校正模糊控制3种方法的控制效果.实验结果表明在恒压送钻的条件下,实验系统能够模拟钻机自动送钻过程,系统工作稳定;自校正和自组织模糊控制都可满足自动送钻控制要求;自校正模糊控制的控制效果更好,最大稳态误差3.2%,最大超调9.1%,动态调整时间2.6 s,峰值时间0.86 s.     

变频调速恒钻压自动送钻系统

针对手动送钻和电磁阀控制刹车恒钻压自动送钻的不足,开发了变频调速恒钻压自动送钻系统,该系统采用电动机反拖实现钻进时钻压恒定。在详细讨论送钻过程钻压变化简化数学模型的基础上,给出恒钻压自动送钻系统的数字模型。采用西门子变频器和变频电动机建立了变频调速恒钻压自动送钻系统的配置,现场实际调试达到了设计要求。     

JC50D自动送钻绞车的设计与计算

重点介绍了JC50D（5000m直流电机驱动钻机）自动送钻绞车的设计方案、结构性能特点和主要技术参数。该绞车采用2台800kW直流电机驱动,配备了自动送钻装置、液压盘式刹车、换档机构、润滑系统、绞车气管道及水冷电磁涡流刹车等主要部件。该绞车具有整体结构紧凑、效率高、能耗低、刚性好、性价比高、易于安装和运输等优点。     

自动送钻过程安全监控系统设计与计算机仿真

现有自动送钻装置的可靠性和安全性不足,阻碍了这种装置的推广应用。鉴于此,在以往安全监控理论和研究成果的基础上,提出了自动送钻过程安全监控的原理及实现方法,给出了自动送钻过程安全监控系统的硬件和软件组成、安全监控显示电路、报警电路和无扰切换与紧急刹车原理框图,并设计研制成自动送钻过程安全监控系统。为了验证所论述的方法及硬软件的正确性,对自动送钻安全监控系统做了计算机仿真,仿真结果表明,该安全监控系统的研制是成功的,设计的软硬件可行,达到了预期要求。     

钻机自动送钻模拟实验系统的研究

为了更好地开展自动送钻技术的研究 ,以ZJ— 32钻机 1∶8模型为基础 ,用液压加载装置模拟钻柱载荷 ,用微机控制的电液伺服装置控制绞车刹车机构 ,构成钻机自动送钻模拟实验系统。由于系统中存在多种非线性环节 ,采用模糊控制技术进行送钻控制 ,编制自动送钻实时控制软件。通过实验对比研究了常规模糊控制、自组织模糊控制和自校正模糊控制 3种方法的控制效果。实验结果表明 :在恒压送钻的条件下 ,实验系统能够模拟钻机自动送钻过程 ,系统工作稳定 ;自校正和自组织模糊控制都可满足自动送钻控制要求 ;自校正模糊控制的控制效果更好 ,最大稳态误差 3 2 % ,最大超调 9 1 % ,动态调整时间 2 6s ,峰值时间 0 86s。     

深井钻机用PSZ75液控盘式刹车装置通过验收

１９９９年３月８日,由石油勘探开发科学研究院机械所开发研制的深井钻机用ＰＳＺ７５液控盘式刹车装置在北京通过专家组验收。 与带刹车相比,盘式刹车具有制动力矩容量大,制动效能稳定,耐热衰退性能好,刹车灵敏、准确、安全,操作维修方便,易于实现自动送钻、自动起下钻和自动化钻井作业等优点。验收专家组认为：ＰＳＺ７５型液控盘式刹车装置是国产第一台用于６０００ｍ电驱动钻机且同时具备常开工作钳和常闭安全钳的复合式盘式刹车。独创的安全钳调节式油缸,可以调节刹车间隙的大小,提高了刹车块的利用率,延长了更换周期。刹车…     

自动送钻技术研究进展

自动送钻技术以其无可比拟的优越性取代了手动送钻方法,引导了钻机的发展趋势。分析对比了盘式刹车自动送钻、主电机自动送钻和辅助电机自动送钻的优劣,认为应重点推广交流变频辅助电机自动送钻系统。指出交流变频自动送钻系统应在结构方面做改进,并提出了人工智能的模式识别技术在自动送钻控制中的应用前景。