戴海峰-開題報告初稿

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1、西安石油大學碩士學位論文開題報告工程碩士研究生姓名戴海峰研究生類別工程碩士所在年級2006學科專業(yè)/領域機械工程論文題目鉆機井場電氣系統(tǒng)控制技術研究與應用導師姓名、職稱鮑澤富副教授副導師姓名、職稱開題時間2008年10月23日-21-研究生姓名戴海峰性別男年級2006導師姓名、職稱鮑澤富副教授專業(yè)/領域機械工程副導師姓名、職稱研究方向機械制造及其自動化論文題目鉆機井場電氣系統(tǒng)控制技術研究與應用一、開題依據(jù)（目的、意義、國內(nèi)外現(xiàn)狀和題目來源）目的及意義:石油是一種不可再生資源，其最基本的特征就是稀缺性。石油是現(xiàn)代經(jīng)濟的“血液”，是當今最重要的能源之一。它與人們的衣食住行密切相關，它是

2、衡量一個國家綜合實力的標準，它能夠影響一個國家或地區(qū)的發(fā)展，直接影響到國民經(jīng)濟的穩(wěn)定，更能導致一個國家或地區(qū)政治經(jīng)濟的安定。正因為如此，石油引起了很多戰(zhàn)爭，給人們帶來了諸多的不幸，由此可見，石油對全人類是多么的重要。我國既是一個石油資源大國，又是一個石油生產(chǎn)和消費大國。我國原油儲量列第10位，天然氣儲量列于第20位。石油(含天然氣)鉆井為石油工業(yè)最重要的工程，是經(jīng)地球物理勘探，主要是地震勘探獲得9000m深以內(nèi)、不同地層聲波反射速度不同的地震波圖，經(jīng)過復雜的計算獲得第一手準確的資料。對井位、油氣儲量、埋藏深度來進行確定。目前我國和其他國家都利用先進的鉆井設備和鉆井技術來獲得石油、天

3、然氣的。近年來石油行業(yè)競爭的日趨激烈,降低石油的開采成本就勢在必行,于是研制新型的石油鉆機就顯得尤為重要,因為國內(nèi)目前使用的鉆機比較陳舊,控制方式非常落后,導致鉆井周期長、鉆頭損壞率高,這是降低石油開采成本的重要制約因素;而且落后的控制方式使得鉆井過程容易發(fā)生溜鉆、卡鉆等事故。另外在鉆機的電氣控制方面存在很多問題：在鉆機的配套方面，目前還缺乏一個整體系統(tǒng)的設計，一臺鉆機一般由幾家工廠分別制造的設備組成，各自為陣，使得電氣設備在配套、控制、安裝方面不規(guī)范。雖然石油鉆機現(xiàn)場的電氣控制問題已提到了議事日程，經(jīng)過近幾年的努力，相繼研制出了一些新型電氣控制裝置，井場電氣控制問題也得到了一定程

4、度的改善，但是從井場電氣控制裝置的現(xiàn)狀來看，仍然需要大量改進。還有司鉆控制房作為石油鉆機的核心控制部件，被業(yè)界譽為石油鉆機的“心臟”。目前中國鉆機的司鉆控制房基本上是由各個油田、井隊根據(jù)自己使用鉆機的情況定制，沒有統(tǒng)一規(guī)范。內(nèi)部控制元件布置卻有很大的差異，甚至在主要功能的分區(qū)上也沒有一個籠統(tǒng)的規(guī)范。而這些操作都是通過司鉆員完成，由于人為因素的影響也帶來許多問題。因此針對國內(nèi)石油鉆機的這種問題現(xiàn)狀,本文主要研究石油鉆機井場控制電路系統(tǒng)。國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀：1鉆機的組成及發(fā)展（1）石油鉆機的組成-21-石油鉆機主要是用于鉆油氣井的一套重型聯(lián)合機組。目前，國內(nèi)外的鉆井方法主要是旋轉(zhuǎn)鉆井法。所

5、用鉆機主要由動力機、傳動機、工作機及輔助設備組成。鉆井工藝對石油鉆機的基本要求是:(l)起下鉆具能力為了起下鉆具及處理井下事故等，要有一定的起重能力和起升速度。由鉆機的起升系統(tǒng)承擔。(2)旋轉(zhuǎn)鉆進能力為了帶動鉆具、鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進等，要有一定的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。由鉆機的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)承擔。(3)循環(huán)洗井能力為了保證正常鉆進、沖洗井底及攜帶巖屑等，循環(huán)鉆井液要有一定的壓力和排量。由鉆機的循環(huán)系統(tǒng)承擔。一部完整的陸地鉆機由八大系統(tǒng)及其相應設備組成:1起升系統(tǒng)：起升系統(tǒng)是由絞車(11)、井架(18)、天車(14)、游動滑車(游車)(15)、大鉤(16)及鋼絲繩(17)等組成。游動系統(tǒng)(天車、游車、鋼絲繩

6、)及大鉤懸掛在井架內(nèi)。絞車的起升工作是動力通過傳動裝置傳遞的，起升作業(yè)時還用一些輔助設備，如吊環(huán)、卡瓦、吊鉗及鉆具運移機構(gòu)等。起升系統(tǒng)設備的主要功用是起下鉆具、控制鉆壓送鉆、更換鉆頭和下套管等。2旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)：旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)是由地面的轉(zhuǎn)盤(1)、水龍頭(2)和井下鉆具(5)、鉆頭(4)等組成。該系統(tǒng)的主要功用是帶動井下鉆具、鉆頭等旋轉(zhuǎn)、破碎巖石(鉆進)及連接起升系統(tǒng)和鉆井液循環(huán)系統(tǒng)。3鉆井液循環(huán)系統(tǒng)：鉆井液循環(huán)系統(tǒng)設備很多，主要由鉆井泵(6)，地面高壓(低壓)管匯(7)，立管，水龍帶，鉆井液循環(huán)、凈化、處理、配置設備及井下鉆具、鉆頭等組成。該系統(tǒng)設備的主要功用是通過鉆井泵將鉆井液送至立管、水

7、龍帶、水龍頭(2)、方鉆桿、井下鉆柱及鉆頭后沖洗井底，攜帶巖屑從環(huán)空(即井眼與鉆具之間的空隙)帶出地面，以利正常鉆井。4動力驅(qū)動設備：目前一些老式鉆機采用柴油機為動力:也有用柴油機帶動交流發(fā)電機經(jīng)過整流后，用直流電動機作鉆機的動力:由于交流調(diào)速技術的發(fā)展，現(xiàn)在還有用交流電動機為動力直接驅(qū)動鉆機設備。5傳動系統(tǒng)：傳動系統(tǒng)設備又稱聯(lián)動機組，指的是動力機與工作機之間的各種傳動設備及部件。鉆機的傳動方式，一般是機械、電、液、氣傳動的聯(lián)合使用。大部分轉(zhuǎn)盤鉆機目前是機械傳動為主其