Авторезонансный электропривод возвратно-вращательного движения динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле

• Автор: Стародед, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 141 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. КРАТКИЙ КРИТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО ПРИМЕНЕНИЮ! БУРОВЫХ СНАРЯДОВ НА ГРУЗОНЕСУЩЕМ КАБЕЛЕ
И ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ
1.1. Область применения и конструкции известных буровых снарядов на грузонесущем кабеле
1.2. Принципы построения электроприводов колебательного движения
1.3. Расширение области применения колонковых буровых снарядов на грузонесущем кабеле
1.3.1. Морское бурение
1.3.2. Глубоководное бурение
1.3.3. Механическое бурение скважин в ледниковых отложениях
1.3.4. Озеро Восток в Антарктиде
1.3.5. Пескопроявление в нефтяных скважинах
1.4. Грузонесущие кабели
1.5. Погружные электродвигатели:
1.5.1. Погружные электродвигатели серии ПЭД
1.5.2. Погружные электродвигатели серии ЭДБ
Выводы к первой главе
Цели и задачи исследования
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ В АВТОРЕЗОНАНСНОЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ ДИНАМИЧЕСКИ УРАВНОВЕШЕННОГО БУРОВОГО СНАРЯДА
2.1. Предварительные замечания
2.2. Конструктивная и расчётная схемы ДУБС
2.3. Математическая модель ДУБС
2.4. Разомкнутая система управления
2.5. Замкнутая положительной обратной связью система управления
2.6. Принцип управления авторезонансными колебаниями
2.7. Формирование электромагнитного момента возвратно-вращательного движения в электроприводе ДУБС
2.8. Электромагнитный момент электродвигателя с явнополюсным ротором и трёхфазным статором
2.8.1. Формирование электромагнитного момента с двумя обмотками возбуждения и одной рабочей обмоткой
2.8.2. Формирование электромагнитного момента с одной обмоткой возбуждения и одной рабочей обмоткой
2.9. Методика определения основных параметров ДУБС
2.10. Пример определения основных параметров ДУБС для очистки
призабойных зон скважин
Выводы ко второй главе
ГЛАВА 3. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ АВТОРЕЗОНАНСНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ДИНАМИЧЕСКИ УРАВНОВЕШЕННОГО БУРОВОГО СНАРЯДА
3.1. Моделирование вынужденных колебаний в механической системе с комбинацией сухого трения с вязким трением
3.2. Имитационная модель возвратно - вращательных колебаний
электромеханической системы с учетом генераторного режима
Выводы к третьей главе
ГЛАВА 4. ЛАБОРАТОРНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АВТОРЕЗОНАНСНОГО
4.1. Экспериментальная установка
4.2. Электродвигатель
4.3. Принципиальная схема лабораторной экспериментальной установки
4.4. Лабораторный экспериментальный электропривод возвратновращательного движения
4.4.1. Источник тока
4.4.2. Разомкнутая система
4.4.3. Исследование разомкнутой системы на лабораторной установке
4.4.4. Замкнутая система
4.4.5. Датчик скорости
4.4.6. Блок управления
4.4.7. Исследование замкнутой системы на лабораторной установке

4.5. Экспериментальное определение электромагнитного момента электродвигателя с явнополюсным ротором и трёхфазным статором при размахе колебаний 60°
4.5.1. При формировании электромагнитного момента одной обмоткой возбуждения и одной рабочей обмоткой
4.5.2. При формировании электромагнитного момента двумя обмотками возбуждения и одной рабочей обмоткой
4.6. Характеристики устройств, применённых в исследованиях
4.6.1 Упругий элемент
4.6.2. Датчик тока
4.6.3. Датчик напряжения
4.6.4. Генератор импульсов
4.6.5. Источник питания системы управления
4.6.6. Лабораторный автотрансформатор
4.6.7. Компаратор
Выводы к четвёртой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Гидрозащитное давление в зоне работы двигателя не более 20 МПа. Электродвигатели заполняются маслом с пробивным напряжением не менее 30 КВ. Предельная длительно допускаемая температура обмотки статора электродвигателя (для двигателя с диаметром корпуса 103 мм) равна 170 С, остальных электродвигателей 160 С.
Двигатель состоит из одного или нескольких электродвигателей (верхнего, среднего и нижнего, мощностью от 63 до 630 КВт) и протектора. Электродвигатель состоит из статора, ротора, головки с токовводом, корпуса.
В настоящий момент основные производители ПЭД в России АО "Алнас", АО "Привод", ОАО "Борец" и имеют диаметр корпуса 103, 117 и 130 мм. Выпускается 60 модификаций ПЭД различной мощности, что позволяет подобрать наиболее оптимальное значение мощности для обеспечения работы установки с максимально возможным коэффициентом полезного действия (табл. 1.3).
Технические данные двигателей серии ПЭД — 103 ОАО «Привод» г. Лысьва. Таблица. 1.3.
Наименование параметров двигателей Тип двигателя
ПЭДУ 16-103 ПЭДУ2 2-103 ПЭДУ 32-103 ПЭДУ
Номинальная мощность Р„ом , кВт 16
Номинальное напряжение ин , В 750 700 1000 1050
Номинальный ток, 1„ , А 17,8 28,2 28,4 37
Коэффициент МОЩНОСТИ , С05((р) 0,86 0,805 0,804 0
КПД, % 80,1 80,25 81 79
За рубежом лидирующее положение в производстве погружных электродвигателей для привода УЭЦН занимают фирмы США: Byron Jackson, TRW Reda Pump Division, Kobe, Cenntrilift Hughes, Oil Dynamics Inc.. Они впускают трехфазные погружные двухполюсные асинхронные маслонаплненные электродвигатели мощностью от 5 до 1000 кВт (одно- и много-секционные) в обычном и коррозионно-стойком исполнении.
Погружной маслозаполненый электродвигатель (ПЭД) отличается от обычных асинхронных двигателей. Главное отличие — отношение длины сердечника статора к его наружному диаметру составляет 5-8 вместо 1 -2, что вызывает неравномерные эксцентриситет ротора и неодинаковую магнитную