[發明專利]一種提高鉆井效率和安全系數的全域速度控制方法及裝置

有效

• 申請號: 202010141594.3
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111271047B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 緱柏弘;杭達震
• 申請（專利權）人: 北京四利通控制技術股份有限公司
• 主分類號: E21B44/00
• 分類號: E21B44/00;H02P29/00;H02P3/06
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 于國強

1.一種提高鉆井效率和安全系數的全域速度控制方法，其特征在于，包括步驟：

S1)實時采集基礎數據，根據鉆頭所在井深的高度h獲取鉆頭位置限速v_max；

S2)根據實時采集的基礎數據計算均減速條件下大鉤從當前大鉤高度位置運行到高度限值位置剛好停止所需要的加速度a；

S3)設置最小介入加速度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，則進入步驟S4)，若否，則進入步驟S6)；

S4)判斷大鉤當前處于輕載狀態還是重載狀態，若處于輕載狀態，則不進行自動剎車控制；若處于重載狀態，則進入S5)；

S5)獲取當前大鉤速度，判斷當前大鉤速度是否超過鉆頭位置限速v_max，若是，則按照最小介入加速度a_min對大鉤進行減速控制；若否，則不進行自動剎車控制；

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

S7)根據最大剎車能力a_max對電機進行調節，進行自動剎車控制；

S8)電機停止輸出，剎車器按最大剎車力輸出。

2.根據權利要求1所述的提高鉆井效率和安全系數的全域速度控制方法，其特征在于，若鉆機為交流變頻鉆機，則將交流變頻鉆機以電機減速斜坡對應的加速度作為最大剎車能力a¹_max，a_nax＝a¹_max；若鉆機為直流電機或機械電機，則在大鉤上行時以重力加速度作為最大剎車能力a²_max，a_nax＝a²_max；在大鉤下行時結合當前大鉤載荷計算輔剎最大剎車力對應的加速度，將輔剎最大剎車力對應的加速度作為最大剎車能力a³_max，a_nax＝a³_max。

3.根據權利要求2所述的提高鉆井效率和安全系數的全域速度控制方法，其特征在于，步驟S7)根據最大剎車能力a_max對電機進行調節，進行自動剎車控制，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，則交流變頻鉆機以電機減速斜坡對應的加速度進行減速；若否，則進入步驟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，停止電機輸出，進行自然減速；若否，則進入步驟S73)；

S73)計算輔剎所需的剎車力，將所述剎車力轉換成相應的油壓或電流，根據所述油壓或電流進行自動剎車控制。

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

5.根據權利要求1或4所述的提高鉆井效率和安全系數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.根據權利要求5所述的提高鉆井效率和安全系數的全域速度控制方法，其特征在于，所述基礎數據包括：當前大鉤高度位置、大鉤速度、大鉤移動方向和大鉤移動方向的高度限值位置；所述大鉤移動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。