雙氣缸氣動水冷剎車自動送鉆裝置研究

雷先革 涂志威 蔣新 邊雙賓（中國石油渤海鉆探工程有限公司，天津 300272）

雙氣缸氣動水冷剎車自動送鉆裝置研究

雷先革 涂志威 蔣新 邊雙賓（中國石油渤海鉆探工程有限公司，天津 300272）

石油鉆機上配備自動送鉆裝置已成為一種趨勢，不論在陸地還是在海洋鉆井都在積極推廣使用自動送鉆。這不僅僅因為使用自動送鉆可以大大地減輕司鉆的勞動強度，更重要的是可以提高鉆機的機械鉆速和鉆井質(zhì)量，降低鉆井成本。在現(xiàn)代化鉆井過程中，自動送鉆更能顯示出其獨特的優(yōu)越性，本文重點介紹雙氣缸氣動水冷剎車自動送鉆裝置在石油鉆井行業(yè)的應用。

雙氣缸氣動水冷剎車；自動送鉆；PLC；鉆壓

目前，自動送鉆系統(tǒng)有以下兩種：一種是基于盤式剎車的自動送鉆系統(tǒng)，即通過控制盤式剎車的剎車力，來維持鉆頭處的鉆壓基本恒定，實現(xiàn)恒鉆壓鉆進；另外一種是蝸輪蝸桿機構(gòu)，即通過變頻器和變頻電機來實現(xiàn)自動送鉆。前者由于盤式剎車多個剎車片的同步性和動作靈敏性，使剎車力難以控制，直接影響自動送鉆系統(tǒng)的性能，而后者需要增加新的設備，使用受到限制。

本文介紹了一種雙氣缸氣動水冷剎車自動送鉆裝置，即以雙氣缸氣動水冷剎車為執(zhí)行機構(gòu)，取代盤式剎車，在PLC中通過軟件編程來實現(xiàn)PID調(diào)節(jié)，使鉆壓基本維持恒定，實現(xiàn)恒鉆壓鉆進。

自動送鉆原理

雙氣缸氣動水冷剎車自動送鉆系統(tǒng)是一種配套于石油鉆機上的控制系統(tǒng)，由軟件和硬件兩大部分組成，軟件包括PLC及程序，硬件包括ADS電控箱、氣控閥箱、以及裝于現(xiàn)場適當位置處的變送器、編碼器等，軟硬件的有機結(jié)合，形成鉆壓與氣缸壓力的閉環(huán)控制，輸出的兩路模擬量電信號分別控制氣路的大、小氣缸比例閥，比例閥的輸出氣壓經(jīng)繼動器放大后，進而分別控制雙氣缸氣動水冷剎車大、小氣缸的氣壓，實現(xiàn)了正常鉆進時恒壓送鉆功能和對設備的安全保護。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

雙氣缸氣動水冷剎車自動送鉆特點

1.連續(xù)均勻自動送鉆,提升鉆井質(zhì)量、效率和速度；2.可隨時監(jiān)測、報警及調(diào)整鉆壓、鉆速；

3.降低司鉆人員的勞動強度、提高鉆井效率；

4.鉆進安全保障，避免溜鉆、頓鉆事故；

5.采用一鍵式啟動，手、自動無擾切換方便、快捷；6.防瞌睡報警器可作為選件配置。

現(xiàn)場安裝

測試數(shù)據(jù)分析

2013年本自動送鉆裝置在渤海鉆探鉆井一公司井隊進行了幾口井的現(xiàn)場測試，對同井段手動送鉆與自動送鉆測試數(shù)據(jù)進行了對比分析。

雙氣缸氣動水冷剎車自動送鉆裝置在現(xiàn)場測試運行穩(wěn)定，司鉆應用該設備后反應良好，不但降低了司鉆的勞動強度，而且提高了鉆機的機械鉆速和鉆井質(zhì)量，降低了鉆井成本，可廣泛應用于配備雙氣缸氣動水冷剎車的海洋與陸地鉆機。

[1]廖常初.大中型PLC應用教程.機械工業(yè)出版社2005.

[2]羅超.淺談我國石油鉆機技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展策略.石油機械2003.1.

[3]崔麗瓊.石油鉆機恒壓自動送鉆系統(tǒng)研究.蘭州理工大學碩士學位論文2007.

雷先革(1968-)，漢，湖南常德，碩士研究生，高工，石油裝備，中國石油渤海鉆探工程有限公司。