發(fā)布時(shí)間：2018-05-28 03:24

  本文選題：鉆井 + 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)　； 參考：《山東大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：本文主要對(duì)12V190鉆井用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)響應(yīng)性能提升方法進(jìn)行了研究。國(guó)內(nèi)鉆井行業(yè)主要采用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)作為鉆井動(dòng)力,燃料成本在鉆井成本中占比比較大,形成高耗能、高污染的局面,由于對(duì)節(jié)能減排的重視和鉆井行業(yè)的不景氣,急需一套成熟可靠的天然氣動(dòng)力設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)油田鉆井設(shè)備的更新?lián)Q代。天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)比較成熟,在很多領(lǐng)域都廣泛應(yīng)用,引入天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)做為鉆井動(dòng)力,對(duì)于節(jié)省燃料成本、減少排放,提升鉆井企業(yè)效益,都有巨大的意義。天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)用于鉆井動(dòng)力替代柴油發(fā)動(dòng)機(jī),關(guān)鍵問(wèn)題就是天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)響應(yīng)性能必須滿足鉆井工況的要求。本文對(duì)鉆井動(dòng)力的負(fù)荷特性進(jìn)行了分析,提出了鉆井用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)響應(yīng)性能要求,對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)特性進(jìn)行了分析,對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣增壓、供氣方式、點(diǎn)火提前角等進(jìn)行了論述,闡述了提高天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)響應(yīng)性能的方法。根據(jù)12V190發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn),在原有天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣增壓系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化,采用GT-power軟件對(duì)三脈沖排氣系統(tǒng)和MPC排氣系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)性能進(jìn)行了對(duì)比分析,根據(jù)理論分析和仿真結(jié)果,選用了三脈沖系統(tǒng)作為12V190鉆井用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)。根據(jù)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)有的供氣技術(shù),結(jié)合12V190天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn),提出了預(yù)混電噴的復(fù)合供氣方式,該供氣方式兼顧了預(yù)混和電噴各自的優(yōu)點(diǎn),具有燃?xì)夂涂諝饣旌暇鶆�、發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)性高、系統(tǒng)成本低的優(yōu)點(diǎn),比較適合鉆井天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用。對(duì)12V190天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火、調(diào)速等進(jìn)行了優(yōu)化、采用了可變點(diǎn)火提前角、預(yù)提速等方法,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬態(tài)響應(yīng)性能進(jìn)行了全面的優(yōu)化。對(duì)優(yōu)化后的12V190天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了臺(tái)架性能測(cè)試,測(cè)試了 12V190天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性、速度特性、負(fù)荷響應(yīng)特性。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,分析了可變點(diǎn)火提前角、預(yù)混電噴復(fù)合供氣模式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)響應(yīng)性能的影響。經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī),瞬態(tài)響應(yīng)性能到達(dá)了鉆井動(dòng)力的要求。最后在鉆井現(xiàn)場(chǎng)對(duì)12V190天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,通過(guò)對(duì)三口井的跟蹤和測(cè)試,優(yōu)化后的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī),瞬態(tài)響應(yīng)性能滿足了鉆井現(xiàn)場(chǎng)的需求,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)天然氣和柴油的測(cè)算,分析了采用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)作為鉆井動(dòng)力后的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的12V190天然氣發(fā)動(dòng)機(jī),可以用于鉆井動(dòng)力替代原有柴油機(jī),具備了推廣應(yīng)用的條件。
[Abstract]:In this paper, the method of improving the transient response performance of natural gas engine for 12V190 drilling is studied. The domestic drilling industry mainly uses the diesel engine as the drilling power, and the fuel cost accounts for a large proportion of the drilling cost, resulting in a situation of high energy consumption and high pollution. Due to the importance of energy saving and emission reduction and the depression of drilling industry, A set of mature and reliable natural gas power equipment is urgently needed to realize the replacement of oil drilling equipment. Natural gas engine has been mature and widely used in many fields. The introduction of natural gas engine as drilling power is of great significance for saving fuel cost, reducing emissions and improving the efficiency of drilling enterprises. When the natural gas engine is used to replace the diesel engine with drilling power, the key problem is that the transient response performance of the natural gas engine must meet the requirements of drilling conditions. In this paper, the load characteristics of drilling power are analyzed, the transient response performance requirements of natural gas engine for drilling are put forward, the transient characteristics of natural gas engine are analyzed, and the inlet and exhaust pressurization and supply mode of natural gas engine are analyzed. The ignition advance angle is discussed, and the method to improve the transient response performance of natural gas engine is described. According to the characteristics of 12V190 engine and on the basis of the original natural gas engine, the intake and exhaust turbocharging system of the engine is optimized, and the transient response performance of the three-pulse exhaust system and the MPC exhaust system are compared and analyzed by using GT-power software. According to the theoretical analysis and simulation results, the three-pulse system is selected as the exhaust system of the natural gas engine for 12V190 drilling. According to the existing gas supply technology of natural gas engine and combined with the characteristics of 12V190 natural gas engine, this paper puts forward the compound gas supply mode of premixed electronic injection, which takes into account the advantages of both premixing and electronic injection, and has a uniform mixture of gas and air. The engine has the advantages of high response and low system cost, so it is suitable for drilling natural gas engine. The ignition and speed regulation of 12V190 natural gas engine were optimized, and the transient response performance of the engine was optimized by means of variable ignition advance angle and pre-speed. The performance of the optimized 12V190 natural gas engine was tested, and the load characteristics, velocity characteristics and load response characteristics of the 12V190 natural gas engine were tested. Based on the experimental results, the effects of variable ignition advance angle and premixed EFI compound gas supply mode on the transient response performance of the engine are analyzed. The transient response performance of the optimized natural gas engine reaches the requirement of drilling power. Finally, the 12V190 natural gas engine is tested and verified at the drilling site. By tracking and testing the three wells, the transient response performance of the optimized natural gas engine meets the requirements of the drilling site. Based on the field calculation of natural gas and diesel oil, the economic and environmental benefits of using natural gas engine as drilling power are analyzed. The optimized 12V190 natural gas engine can be used to replace the original diesel engine with drilling power.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE92;TK46

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本文編號(hào)：1945062