Computer simulation of a drilling bit feed rate regulator comprising of a dc motor
https://doi.org/10.30724/1998-9903-2017-19-3-4-184-194
Abstract
This paper considers the possibility of applying a drawworks DC motor and a magnetic powder brake as an active bit feed rate regulator. A dynamic mathemat-ical model of the DC motor is presented. The drawworks electric drive control system is described. A computer simulation model of the DC motor, its control system, the mag-netic power brake, and the drill string has been developed with Simulink environment. The drill string is modeled as a spring element with stiffness and compression force being equal to the stiffness and dead weight of an actual drill string. The results from the simulation of a drawworks electric drive operating in a drill string lift mode and in a bit feed mode are presented.
About the Authors
O. V. Nikulin
Management Company Tatburneft LLC
Russian Federation
Russian Federation
V. A. Shabanov
Ufa state petroleum technological University
Russian Federation
Russian Federation
References
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.
Review
For citations:
Nikulin O.V., Shabanov V.A. Computer simulation of a drilling bit feed rate regulator comprising of a dc motor. Power engineering: research, equipment, technology. 2017;19(3-4):184-194. (In Russ.) https://doi.org/10.30724/1998-9903-2017-19-3-4-184-194
Views:
1577
Email this article 