[發(fā)明專利]一種提高鉆井效率和安全系數(shù)的全域速度控制方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010141594.3
• 申請(qǐng)日: 2020-03-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111271047B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 緱柏弘;杭達(dá)震
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京四利通控制技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): E21B44/00
• 分類號(hào): E21B44/00;H02P29/00;H02P3/06
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務(wù)所 11337
• 代理人: 于國(guó)強(qiáng)

1.一種提高鉆井效率和安全系數(shù)的全域速度控制方法，其特征在于，包括步驟：

S1)實(shí)時(shí)采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，根據(jù)鉆頭所在井深的高度h獲取鉆頭位置限速v_max；

S2)根據(jù)實(shí)時(shí)采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算均減速條件下大鉤從當(dāng)前大鉤高度位置運(yùn)行到高度限值位置剛好停止所需要的加速度a；

S3)設(shè)置最小介入加速度a_min和最大剎車能力a_max，判斷加速度a是否小于最小介入加速度a_min，若是，則進(jìn)入步驟S4)，若否，則進(jìn)入步驟S6)；

S4)判斷大鉤當(dāng)前處于輕載狀態(tài)還是重載狀態(tài)，若處于輕載狀態(tài)，則不進(jìn)行自動(dòng)剎車控制；若處于重載狀態(tài)，則進(jìn)入S5)；

S5)獲取當(dāng)前大鉤速度，判斷當(dāng)前大鉤速度是否超過(guò)鉆頭位置限速v_max，若是，則按照最小介入加速度a_min對(duì)大鉤進(jìn)行減速控制；若否，則不進(jìn)行自動(dòng)剎車控制；

S6)判斷加速度a是否大于最大剎車能力a_max，若否，則進(jìn)入步驟S7)；若是，則進(jìn)入步驟S8)；

S7)根據(jù)最大剎車能力a_max對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)行自動(dòng)剎車控制；

S8)電機(jī)停止輸出，剎車器按最大剎車力輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高鉆井效率和安全系數(shù)的全域速度控制方法，其特征在于，若鉆機(jī)為交流變頻鉆機(jī)，則將交流變頻鉆機(jī)以電機(jī)減速斜坡對(duì)應(yīng)的加速度作為最大剎車能力a¹_max，a_nax＝a¹_max；若鉆機(jī)為直流電機(jī)或機(jī)械電機(jī)，則在大鉤上行時(shí)以重力加速度作為最大剎車能力a²_max，a_nax＝a²_max；在大鉤下行時(shí)結(jié)合當(dāng)前大鉤載荷計(jì)算輔剎最大剎車力對(duì)應(yīng)的加速度，將輔剎最大剎車力對(duì)應(yīng)的加速度作為最大剎車能力a³_max，a_nax＝a³_max。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高鉆井效率和安全系數(shù)的全域速度控制方法，其特征在于，步驟S7)根據(jù)最大剎車能力a_max對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)行自動(dòng)剎車控制，包括步驟：

S71)判斷最大剎車能力a_max是否為最大剎車能力a¹_max，若是，則交流變頻鉆機(jī)以電機(jī)減速斜坡對(duì)應(yīng)的加速度進(jìn)行減速；若否，則進(jìn)入步驟S72)；

S72)判斷最大剎車能力a_max是否為最大剎車能力a²_max，若是，停止電機(jī)輸出，進(jìn)行自然減速；若否，則進(jìn)入步驟S73)；

S73)計(jì)算輔剎所需的剎車力，將所述剎車力轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的油壓或電流，根據(jù)所述油壓或電流進(jìn)行自動(dòng)剎車控制。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高鉆井效率和安全系數(shù)的全域速度控制方法，其特征在于，步驟S73)中根據(jù)加速度a與最大剎車能力a_max的比值計(jì)算輔剎所需的剎車力。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的提高鉆井效率和安全系數(shù)的全域速度控制方法，其特征在于，步驟S8)中所述剎車器為輔剎和/或盤剎。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提高鉆井效率和安全系數(shù)的全域速度控制方法，其特征在于，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括：當(dāng)前大鉤高度位置、大鉤速度、大鉤移動(dòng)方向和大鉤移動(dòng)方向的高度限值位置；所述大鉤移動(dòng)方向包括上行或下行；所述高度限值位置包括上行最大高度限值位置或下行最低高度限值位置。