戴海峰-开题报告初稿

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1、西安石油大学硕士学位论文开题报告工程硕士研究生姓名戴海峰研究生类别工程硕士所在年级2006学科专业/领域机械工程论文题目钻机井场电气系统控制技术研究与应用导师姓名、职称鲍泽富副教授副导师姓名、职称开题时间2008年10月23日-21-研究生姓名戴海峰性别男年级2006导师姓名、职称鲍泽富副教授专业/领域机械工程副导师姓名、职称研究方向机械制造及其自动化论文题目钻机井场电气系统控制技术研究与应用一、开题依据（目的、意义、国内外现状和题目来源）目的及意义:石油是一种不可再生资源，其最基本的特征就是稀缺性。石油是现代经济的“血液”，是

2、当今最重要的能源之一。它与人们的衣食住行密切相关，它是衡量一个国家综合实力的标准，它能够影响一个国家或地区的发展，直接影响到国民经济的稳定，更能导致一个国家或地区政治经济的安定。正因为如此，石油引起了很多战争，给人们带来了诸多的不幸，由此可见，石油对全人类是多么的重要。我国既是一个石油资源大国，又是一个石油生产和消费大国。我国原油储量列第10位，天然气储量列于第20位。石油(含天然气)钻井为石油工业最重要的工程，是经地球物理勘探，主要是地震勘探获得9000m深以内、不同地层声波反射速度不同的地震波图，经过复杂的计算获得第一手准确

3、的资料。对井位、油气储量、埋藏深度来进行确定。目前我国和其他国家都利用先进的钻井设备和钻井技术来获得石油、天然气的。近年来石油行业竞争的日趋激烈,降低石油的开采成本就势在必行,于是研制新型的石油钻机就显得尤为重要,因为国内目前使用的钻机比较陈旧,控制方式非常落后,导致钻井周期长、钻头损坏率高,这是降低石油开采成本的重要制约因素;而且落后的控制方式使得钻井过程容易发生溜钻、卡钻等事故。另外在钻机的电气控制方面存在很多问题：在钻机的配套方面，目前还缺乏一个整体系统的设计，一台钻机一般由几家工厂分别制造的设备组成，各自为阵，使得电气设

4、备在配套、控制、安装方面不规范。虽然石油钻机现场的电气控制问题已提到了议事日程，经过近几年的努力，相继研制出了一些新型电气控制装置，井场电气控制问题也得到了一定程度的改善，但是从井场电气控制装置的现状来看，仍然需要大量改进。还有司钻控制房作为石油钻机的核心控制部件，被业界誉为石油钻机的“心脏”。目前中国钻机的司钻控制房基本上是由各个油田、井队根据自己使用钻机的情况定制，没有统一规范。内部控制元件布置却有很大的差异，甚至在主要功能的分区上也没有一个笼统的规范。而这些操作都是通过司钻员完成，由于人为因素的影响也带来许多问题。因此针对

5、国内石油钻机的这种问题现状,本文主要研究石油钻机井场控制电路系统。国内外发展现状：1钻机的组成及发展（1）石油钻机的组成-21-石油钻机主要是用于钻油气井的一套重型联合机组。目前，国内外的钻井方法主要是旋转钻井法。所用钻机主要由动力机、传动机、工作机及辅助设备组成。钻井工艺对石油钻机的基本要求是:(l)起下钻具能力为了起下钻具及处理井下事故等，要有一定的起重能力和起升速度。由钻机的起升系统承担。(2)旋转钻进能力为了带动钻具、钻头旋转钻进等，要有一定的转矩和转速。由钻机的旋转系统承担。(3)循环洗井能力为了保证正常钻进、冲洗井底

6、及携带岩屑等，循环钻井液要有一定的压力和排量。由钻机的循环系统承担。一部完整的陆地钻机由八大系统及其相应设备组成:1起升系统：起升系统是由绞车(11)、井架(18)、天车(14)、游动滑车(游车)(15)、大钩(16)及钢丝绳(17)等组成。游动系统(天车、游车、钢丝绳)及大钩悬挂在井架内。绞车的起升工作是动力通过传动装置传递的，起升作业时还用一些辅助设备，如吊环、卡瓦、吊钳及钻具运移机构等。起升系统设备的主要功用是起下钻具、控制钻压送钻、更换钻头和下套管等。2旋转系统：旋转系统是由地面的转盘(1)、水龙头(2)和井下钻具(5)

7、、钻头(4)等组成。该系统的主要功用是带动井下钻具、钻头等旋转、破碎岩石(钻进)及连接起升系统和钻井液循环系统。3钻井液循环系统：钻井液循环系统设备很多，主要由钻井泵(6)，地面高压(低压)管汇(7)，立管，水龙带，钻井液循环、净化、处理、配置设备及井下钻具、钻头等组成。该系统设备的主要功用是通过钻井泵将钻井液送至立管、水龙带、水龙头(2)、方钻杆、井下钻柱及钻头后冲洗井底，携带岩屑从环空(即井眼与钻具之间的空隙)带出地面，以利正常钻井。4动力驱动设备：目前一些老式钻机采用柴油机为动力:也有用柴油机带动交流发电机经过整流后，用直

8、流电动机作钻机的动力:由于交流调速技术的发展，现在还有用交流电动机为动力直接驱动钻机设备。5传动系统：传动系统设备又称联动机组，指的是动力机与工作机之间的各种传动设备及部件。钻机的传动方式，一般是机械、电、液、气传动的联合使用。大部分转盘钻机目前是机械传动为主其