戴海峰-開題報(bào)告初稿

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1、西安石油大學(xué)碩士學(xué)位論文開題報(bào)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(jí)2006學(xué)科專業(yè)/領(lǐng)域機(jī)械工程論文題目鉆機(jī)井場(chǎng)電氣系統(tǒng)控制技術(shù)研究與應(yīng)用導(dǎo)師姓名、職稱鮑澤富副教授副導(dǎo)師姓名、職稱開題時(shí)間2008年10月23日-21-研究生姓名戴海峰性別男年級(jí)2006導(dǎo)師姓名、職稱鮑澤富副教授專業(yè)/領(lǐng)域機(jī)械工程副導(dǎo)師姓名、職稱研究方向機(jī)械制造及其自動(dòng)化論文題目鉆機(jī)井場(chǎng)電氣系統(tǒng)控制技術(shù)研究與應(yīng)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(jì)的“血液”，是

2、當(dāng)今最重要的能源之一。它與人們的衣食住行密切相關(guān)，它是衡量一個(gè)國家綜合實(shí)力的標(biāo)準(zhǔn)，它能夠影響一個(gè)國家或地區(qū)的發(fā)展，直接影響到國民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定，更能導(dǎo)致一個(gè)國家或地區(qū)政治經(jīng)濟(jì)的安定。正因?yàn)槿绱?，石油引起了很多?zhàn)爭(zhēng)，給人們帶來了諸多的不幸，由此可見，石油對(duì)全人類是多么的重要。我國既是一個(gè)石油資源大國，又是一個(gè)石油生產(chǎn)和消費(fèi)大國。我國原油儲(chǔ)量列第10位，天然氣儲(chǔ)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(fù)雜的計(jì)算獲得第一手準(zhǔn)確

3、的資料。對(duì)井位、油氣儲(chǔ)量、埋藏深度來進(jìn)行確定。目前我國和其他國家都利用先進(jìn)的鉆井設(shè)備和鉆井技術(shù)來獲得石油、天然氣的。近年來石油行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈,降低石油的開采成本就勢(shì)在必行,于是研制新型的石油鉆機(jī)就顯得尤為重要,因?yàn)閲鴥?nèi)目前使用的鉆機(jī)比較陳舊,控制方式非常落后,導(dǎo)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(jī)的電氣控制方面存在很多問題：在鉆機(jī)的配套方面，目前還缺乏一個(gè)整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，一臺(tái)鉆機(jī)一般由幾家工廠分別制造的設(shè)備組成，各自為陣，使得電氣設(shè)

4、備在配套、控制、安裝方面不規(guī)范。雖然石油鉆機(jī)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)電氣控制問題也得到了一定程度的改善，但是從井場(chǎng)電氣控制裝置的現(xiàn)狀來看，仍然需要大量改進(jìn)。還有司鉆控制房作為石油鉆機(jī)的核心控制部件，被業(yè)界譽(yù)為石油鉆機(jī)的“心臟”。目前中國鉆機(jī)的司鉆控制房基本上是由各個(gè)油田、井隊(duì)根據(jù)自己使用鉆機(jī)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(gè)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(duì)

5、國內(nèi)石油鉆機(jī)的這種問題現(xiàn)狀,本文主要研究石油鉆機(jī)井場(chǎng)控制電路系統(tǒng)。國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀：1鉆機(jī)的組成及發(fā)展（1）石油鉆機(jī)的組成-21-石油鉆機(jī)主要是用于鉆油氣井的一套重型聯(lián)合機(jī)組。目前，國內(nèi)外的鉆井方法主要是旋轉(zhuǎn)鉆井法。所用鉆機(jī)主要由動(dòng)力機(jī)、傳動(dòng)機(jī)、工作機(jī)及輔助設(shè)備組成。鉆井工藝對(duì)石油鉆機(jī)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(jī)的起升系統(tǒng)承擔(dān)。(2)旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)能力為了帶動(dòng)鉆具、鉆頭旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)等，要有一定的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。由鉆機(jī)的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)承擔(dān)。(3)循環(huán)洗井能力為了保證正常鉆進(jìn)、沖洗井底

6、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(jī)的循環(huán)系統(tǒng)承擔(dān)。一部完整的陸地鉆機(jī)由八大系統(tǒng)及其相應(yīng)設(shè)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(dòng)滑車(游車)(15)、大鉤(16)及鋼絲繩(17)等組成。游動(dòng)系統(tǒng)(天車、游車、鋼絲繩)及大鉤懸掛在井架內(nèi)。絞車的起升工作是動(dòng)力通過傳動(dòng)裝置傳遞的，起升作業(yè)時(shí)還用一些輔助設(shè)備，如吊環(huán)、卡瓦、吊鉗及鉆具運(yùn)移機(jī)構(gòu)等。起升系統(tǒng)設(shè)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)

7、、鉆頭(4)等組成。該系統(tǒng)的主要功用是帶動(dòng)井下鉆具、鉆頭等旋轉(zhuǎn)、破碎巖石(鉆進(jìn))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(shè)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(shè)備及井下鉆具、鉆頭等組成。該系統(tǒng)設(shè)備的主要功用是通過鉆井泵將鉆井液送至立管、水龍帶、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(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)備：目前一些老式鉆機(jī)采用柴油機(jī)為動(dòng)力:也有用柴油機(jī)帶動(dòng)交流發(fā)電機(jī)經(jīng)過整流后，用直

8、流電動(dòng)機(jī)作鉆機(jī)的動(dòng)力:由于交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在還有用交流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力直接驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)設(shè)備。5傳動(dòng)系統(tǒng)：傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備又稱聯(lián)動(dòng)機(jī)組，指的是動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間的各種傳動(dòng)設(shè)備及部件。鉆機(jī)的傳動(dòng)方式，一般是機(jī)械、電、液、氣傳動(dòng)的聯(lián)合使用。大部分轉(zhuǎn)盤鉆機(jī)目前是機(jī)械傳動(dòng)為主其