本文選題：不壓井修井機　切入點：控制系統(tǒng)　出處：《沈陽工業(yè)大學》2017年碩士論文

【摘要】：針對遼河油田坳陷中深層稠油進入到中、后期的開采階段,井下土質結構、氣體介質難以測定,造成石油的開采難度逐漸加大,并且以往的修井機裝置技術含量少、自動化程度低、開采效率低、工作勞動量大、設備及人身安全性差和維修復雜等缺陷,故此,急需研制一種先進的技術和功能性強的控制系統(tǒng),提高修井機裝置的自動化水平,增加鉆采工作過程中設備的安全、可靠性,改善設備整體的性能。本文是在不壓井作業(yè)技術的基礎上,對集成式修井機自動化過程控制進行分析與研究。經(jīng)過將車載系統(tǒng)與不壓井修井機裝置結合改善設備一體化,引入高溫防噴器裝置改變設備帶壓作業(yè)方式,安裝機械手裝置加強設備的自動化水平,通過控制系統(tǒng)將設備中不同作用的裝置統(tǒng)一控制,按照各裝置功能實行對應控制操作,此外,在整個修井設備上安裝先進的液壓元件、電氣元件、傳感器及監(jiān)測儀表等輔助裝置,以提高設備的作業(yè)效率、自動化水平和安全可靠性能。將修井機設備分為起升系統(tǒng)、強制起下系統(tǒng)、井架系統(tǒng)及接送管柱機械手系統(tǒng)等部分,對各系統(tǒng)內的執(zhí)行元件(液壓裝置及電氣裝置)作業(yè)過程中的控制原理進行詳細分析,以強制起下系統(tǒng)內的卡瓦夾緊液壓缸為對象,根據(jù)夾緊力、工作壓力等條件選取液壓缸型號,并分析液壓缸活塞的強度與彎曲應力,采用MATLAB軟件,運用數(shù)字PID控制算法理論,仿真油缸的流量與壓力方程正弦階躍曲線,得到最適合的PID參數(shù),在Simulink環(huán)境下從卡瓦夾緊液壓缸的啟動速度變化情況和平穩(wěn)運作速度變化情況,對加入PID控制前與后的運動過程進行仿真分析,通過比較改善液壓缸系統(tǒng)的性能,此外,對為液壓裝置提供動力的液壓泵站的結構、功能及輔助裝置進行研究。在接送管柱機械手系統(tǒng)中,根據(jù)機械手的運動過程選取適合的PLC控制,通過PLC程序控制機械手操作,研究PLC控制器的輸入/輸出信號的I/O地址,并設計合理的控制芯片。最后,根據(jù)修井機裝置的現(xiàn)場工作環(huán)境和工藝要求,研究控制室的控制椅、視野及視線、環(huán)境、顯示監(jiān)測系統(tǒng)與控制操作系統(tǒng)的結構與功能。
[Abstract]:In view of the middle and deep heavy oil in Liaohe Oilfield depression entering into the middle and middle stage, the structure of underground soil and gas medium are difficult to determine in the later stage of exploitation, which makes the exploitation of oil gradually more difficult, and the technical content of the workover rig in the past is less. Such defects as low automation, low mining efficiency, large amount of work, poor equipment and personal safety and complex maintenance, etc., therefore, it is urgent to develop an advanced technology and a strong functional control system to improve the automation level of the workover machine. Increase the safety and reliability of the equipment during drilling and production operation, improve the overall performance of the equipment. The automatic process control of integrated workover machine is analyzed and studied. Through the integration of vehicle system and workover device, the high temperature blowout preventer is introduced to change the operation mode of equipment with pressure. The installation of manipulator equipment strengthens the automation level of the equipment, unifies the devices with different functions in the equipment through the control system, and carries out corresponding control operations according to the functions of the devices. In addition, advanced hydraulic components are installed on the whole workover equipment. Auxiliary devices such as electrical components, sensors and monitoring instruments to improve the working efficiency, automation level and safety and reliability of the equipment. The workover equipment is divided into lifting system, forced lifting system, In the part of Derrick system and manipulator system, the control principle of actuators (hydraulic device and electrical device) in each system is analyzed in detail, and the object is to force the clamping cylinder in the system. According to the clamping force and working pressure, the hydraulic cylinder model is selected, and the strength and bending stress of the cylinder piston are analyzed. The sinusoidal step curve of the flow and pressure equation of the cylinder is simulated by using the MATLAB software and the digital PID control algorithm theory. The most suitable parameters of PID are obtained. The change of starting speed and steady operating speed of clamped cylinder under Simulink environment is obtained. The motion process before and after adding PID control is simulated and analyzed. By comparing and improving the performance of the hydraulic cylinder system, in addition, the structure, function and auxiliary device of the hydraulic pump station which provides the power for the hydraulic device are studied. According to the motion process of the manipulator, the appropriate PLC control is selected, and the manipulator operation is controlled by PLC program. The I / O address of the input / output signal of the PLC controller is studied, and a reasonable control chip is designed. According to the working environment and technological requirements of workover machine, the structure and function of control chair, visual field and line of sight of control room, environment, display monitoring system and control operating system are studied.
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE938

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