頂驅(qū)鉆井裝置動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究.pdf

1、頂驅(qū)鉆井裝置是自20世紀(jì)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(fù)雜井鉆井和海洋鉆井中獲得了廣泛的應(yīng)用。它是當(dāng)今石油鉆井的前沿技術(shù)與裝備，已成為石油鉆井行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，代表著鉆井工藝技術(shù)、機(jī)電液一體化石油專用設(shè)備的最高水平和21世紀(jì)鉆井設(shè)備的發(fā)展方向。近年來，國外頂驅(qū)技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)出多種趨勢：頂驅(qū)結(jié)構(gòu)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(qū)動(dòng)形式向AC變頻電驅(qū)動(dòng)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(xiàn)為頂驅(qū)電機(jī)還基本依靠進(jìn)口，且整體尺寸大、質(zhì)量大、低速時(shí)電機(jī)功率因數(shù)低等。因此，研究頂驅(qū)鉆井裝置動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，提高鉆井設(shè)備的性能和功率利用率，具有重要的意義。
　　 開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在性能上日臻完善，在調(diào)速領(lǐng)域顯示了其獨(dú)特的優(yōu)越性，如起動(dòng)電流小、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、低速過載能力強(qiáng)等，因此，以開關(guān)磁阻電機(jī)作為頂驅(qū)電機(jī)具有很大的發(fā)展?jié)摿?。為提高頂?qū)鉆井裝置傳動(dòng)系統(tǒng)的效率，以三軸式星型內(nèi)齒行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)作為頂驅(qū)鉆井裝置的動(dòng)力

3、傳動(dòng)系統(tǒng)，其突出優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)件少，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，效率高，承載能力強(qiáng)，這符合頂驅(qū)鉆井裝置的發(fā)展要求。
　　 本文分析了頂驅(qū)鉆井裝置的負(fù)載特性，設(shè)計(jì)了基于三軸式星型內(nèi)齒行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的頂驅(qū)減速裝置，對(duì)其重要部件進(jìn)行了分析校核，并針對(duì)內(nèi)齒行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了效率分析；設(shè)計(jì)了基于四相8/6極開關(guān)磁阻電機(jī)的頂驅(qū)電機(jī)總體結(jié)構(gòu)和冷卻系統(tǒng)，以Motorola DSP56F805為控制核心設(shè)計(jì)了基于直接轉(zhuǎn)矩控制策略的頂驅(qū)電機(jī)軟硬件控制系統(tǒng)，并