石油鉆機自動送鉆監(jiān)控技術的研究.pdf

1、本文在討論總結國內(nèi)外自動送鉆監(jiān)控技術的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀、不足和趨勢的基礎上，以西安石油大學與寶雞石油機械有限責任公司聯(lián)合研制的液壓盤式剎車自動送鉆監(jiān)控裝置科研項目為背景，針對ZJ系列石油鉆機液壓盤式剎車，研究和開發(fā)具有智能化、網(wǎng)絡化特點的新型石油鉆機自動送鉆監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)鉆機優(yōu)化智能自動送鉆，提升鉆機裝備和鉆井過程的綜合監(jiān)控能力。 通過對液壓盤式剎車送鉆過程的工藝流程和控制要求的分析，本文采用主控鉆壓、輔控液壓壓力和鉆速的三環(huán)負反

2、饋串級控制方案，實現(xiàn)鉆壓優(yōu)化自動送鉆的目標。針對壓力環(huán)和速度環(huán)的控制特點，分別采用微分先行PID和比例校正控制算法，經(jīng)過仿真驗證，均滿足各自的控制要求。鉆壓作為整個送鉆系統(tǒng)的主控參數(shù)，應用模糊變參數(shù)自整定PID控制算法，對影響鉆壓的剎車壓力進行智能控制，在異常情況下進行手動干預，利用模糊規(guī)則實時在線整定PID控制器的三個修正參數(shù)，實現(xiàn)鉆壓優(yōu)化自動送鉆。鉆井現(xiàn)場調(diào)試運行表明，該方案控制效果良好，性能指標滿足控制要求。 結合目前鉆井

3、監(jiān)控技術的發(fā)展趨勢，提出了網(wǎng)絡化自動送鉆監(jiān)控系統(tǒng)的結構構成和硬件實現(xiàn)方案，系統(tǒng)以PLC作為控制器，以上位計算機和現(xiàn)場觸摸屏為人機交互界面，采用現(xiàn)場總線將鉆井現(xiàn)場各個控制部件相連。硬件采用SIEMENS公司的高性能S7-300PLC作為控制器，與之配套的現(xiàn)場人機交互界面采用SIEMENS公司的MP370觸摸屏，遠程計算機采用臺灣研華610H工控機。軟件以WinCC和WinccFlexible工業(yè)組態(tài)軟件為開發(fā)平臺，實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的智能模塊的