Компьютерная модель регулятора подачи долота на основе электродвигателя постоянного тока и ферропорошкового тормоза

В статье рассмотрена возможность использования электродвигателя постоянного тока буровой лебедки и ферропорошкового тормоза в качестве активного регулятора подачи долота. Представлена динамическая математическая модель электродвигателя постоянного тока. Описана система управления электроприводом буровой лебедки. Разработана компьютерная модель в среде Simulink электродвигателя постоянного тока, его системы управления, ферропорошкового тормоза и колонны бурильных труб. При этом колонна бурильных труб представлена в виде пружины, жесткость и сила сжатия которой равны жесткости и весу реальной колонны. Приведены результаты моделирования электропривода буровой лебедки в режиме подъема колонны бурильных труб и в режиме подачи долота.

математическая модель, электропривод постоянного тока, ферропорошковый тормоз, регулятор подачи долота, колонна бурильных труб, буровая лебедка, система управления

1. Моцохейн Б.И., Пафенов Б.М., Шпилевой В.А. Электропривод, электрооборудование и электроснабжение буровых установок. Тюмень: Тюменский государственный нефтегазовый университет, 1999. 263 с.

2. Шабанов В.А., Никулин О.В. Сокращение числа используемых втулок буровых насосов при регулируемом электроприводе // Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий: сборник научных трудов II Всероссийской научно-технической конференции: в 2 т. Т. 1. Уфа: УГНТУ, 2009. - С. 20-24.

3. Шабанов В.А., Никулин О.В. Оценка эффективности частотно-регулируемого привода буровых насосов в Азнакаевском УБР ООО «Татнефть - Бурение» // Энергетика Татарстана. 2008. №1(9). С. 74-81.

4. Никулин О.В., Шабанов В.А. Об особенностях эксплуатации электрооборудования и системы автоматизации системы верхнего привода // ROGTEC. 2016. №45. С. 61-76.

5. Шабанов В.А., Никулин О.В. Система автоматического регулирования электроприводов буровых насосов // Энергетика Татарстана. 2008. №3. С. 48-52.

6. Абрамов Б.И., Коган А.И., Пономарев В.М., Шевырева Н.Ю., Шевырев Ю.В., Фащиленко В.Н. Активные выпрямители как универсальное средство повышения качества электрической энергии в системах электроснабжения буровых установок с частотно'-регулируемым электроприводом // Труды IX Международной (ХХ Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2016. Пермь, 3-7 октября 2016 г. Пермь: Пермский национальный политехнический университет, 2016. С. 372-376.

7. Абрамов Б.И., Симонов А.В., Ташлицкий М.М. Комплексная система автоматизированного дистанционного управления технологическими процессами визуализации нефтебуровой установки // Труды VIII Международной (XIX Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2014 Саранск. Том 2. Саранск: Мордовский университет, 2014. С. 372-376.

8. Абрамов Б.И., Кожаков О.И., Шиленков В.А., Васильев В.К., Таран Д.А., Кириллов В.Е. Создание современных электротехнических комплексов для управления наземных и морских буровых установок. // Труды VIII Международной (XIX Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2014. Саранск: Издательство Мордовского университета. Том 2.2014. С.150-154.

9. Козярук А.Е. Эффективный промышленный электропривод сегодня // Труды IX Международной (XX Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2016. Пермь, 3-7 октября 2016 г. Пермь: Пермский национальный политехнический университет, 2016. С. 56-58.

10. Онищенко Г.Б., Юньков М.Г. Основные тенденции развития автоматизированного электропривода // Труды IX Международной (XX Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2016. Пермь, 3-7 октября 2016 г. Пермь: Пермский национальный политехнический университет, 2016. С. 81-83.

11. Beliaev D., Weinger A. Advanced models for simulation and control of electric drives. - Applied Simulation and Modeling, IASTED International Conference. - September 4-7, 2001, Marbella, Spain. - pp. 218-223.

12. Bose, Bimal K. Modern power electronics and AC drives. Prentice Hall PTR, 2002. - p. 711.

13. Ruben Tapia, Julio S. Roses, Omar Aguilar, Alejandro Templos. On-Line SpeadControL of the Shunt-Connectead DC Motor ViaNeurpcontroller. The 7-th IET international conference on Power Electronics, Machines and Drives. 8-10 April 2014, Midland Hotel, Manchester. UK. (2014).

14. Francisco Beltran-Carbajal, Antonio Favela-Contreras, Antonio Valderrabano-Gonzalez, Julio Cesar Rosas-Caro, “Output feedback control for robust tracking of position trajectories for DC electric motors”, Electric Power Systems Research, volume 107, pp. 183-189, (2014).

15. R. Morales, J.A. Somolinos, H. Sira-Ramuez, “Control of a DC motor using algebraic derivative estimation with real time experiments”, Measurement, volume 47, pp. 401-417, (2014).

16. Комазенко М.А., Ромащенко А.И., Кучер Е.С. Синтез астатических систем управления электроприводом постоянного тока с компенсацией возмущений // Труды IX Международной (XX Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу АЭП-2016. Пермь, 3-7 октября 2016 г. Пермь: Пермский национальный политехнический университет, 2016. С. 170-173.

17. Техническое описание и инструкция по эксплуатации "Устройство комплектное управления главными электроприводами установки БУ-2900/200 ЭП" от 2001 № ЕИЛА.657162.015 ТО // ООО «Электропром».

18. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. М.: ДМКПресс, 2008. 288 с.