頂驅鉆井裝置動力驅動系統研究.pdf

1、頂驅鉆井裝置是自20世紀80年代問世以來迅猛發(fā)展，并在石油鉆井特別是深井鉆井、復雜井鉆井和海洋鉆井中獲得了廣泛的應用。它是當今石油鉆井的前沿技術與裝備，已成為石油鉆井行業(yè)的標準產品，代表著鉆井工藝技術、機電液一體化石油專用設備的最高水平和21世紀鉆井設備的發(fā)展方向。近年來，國外頂驅技術發(fā)展呈現出多種趨勢：頂驅結構從固定式向可拆卸式發(fā)展；外形體積向小型化方向發(fā)展；采用反扭矩梁；驅動形式向AC變頻電驅動方向發(fā)展。目前，我國與國外相比仍有一定

2、差距，主要表現為頂驅電機還基本依靠進口，且整體尺寸大、質量大、低速時電機功率因數低等。因此，研究頂驅鉆井裝置動力驅動系統，提高鉆井設備的性能和功率利用率，具有重要的意義。
　　 開關磁阻電機調速系統在性能上日臻完善，在調速領域顯示了其獨特的優(yōu)越性，如起動電流小、起動轉矩大、低速過載能力強等，因此，以開關磁阻電機作為頂驅電機具有很大的發(fā)展?jié)摿?。為提高頂驅鉆井裝置傳動系統的效率，以三軸式星型內齒行星齒輪傳動系統作為頂驅鉆井裝置的動力

3、傳動系統，其突出優(yōu)點是構件少，體積小，結構簡單，效率高，承載能力強，這符合頂驅鉆井裝置的發(fā)展要求。
　　 本文分析了頂驅鉆井裝置的負載特性，設計了基于三軸式星型內齒行星齒輪傳動系統的頂驅減速裝置，對其重要部件進行了分析校核，并針對內齒行星齒輪傳動系統進行了效率分析；設計了基于四相8/6極開關磁阻電機的頂驅電機總體結構和冷卻系統，以Motorola DSP56F805為控制核心設計了基于直接轉矩控制策略的頂驅電機軟硬件控制系統，并