石油鉆井動力設(shè)備修后測試技術(shù)

時間：2022-10-06 05:30:43 大專畢業(yè)論文我要投稿

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　　石油鉆井動力設(shè)備修后測試技術(shù)

石油鉆井動力設(shè)備修后測試技術(shù)

　　摘要：大馬力柴油機和變頻電動機是石油鉆井裝備中的重要組成部分，隨著使用年限的增加設(shè)備避免不了修理，然而大修后，由于沒有可靠的測試能力，無法對修理后的技術(shù)參數(shù)進行測定，無法保證修理質(zhì)量。

　　因此設(shè)計和建立一套技術(shù)含量高、工藝水平先進、測試精度高的大馬力柴油機和電動機檢測試驗臺是動力設(shè)備維修過程中必不可缺少的重要環(huán)節(jié)。

　　關(guān)鍵詞：鉆井;動力設(shè)備;修理;測試

　　1.大馬力柴油機修后測試技術(shù)研究

　　柴油機修后測試主要是采用水力測試技術(shù)，柴油機通過聯(lián)軸器帶動水力測功器主軸上的轉(zhuǎn)子組件同步旋轉(zhuǎn)，攪動工作腔中的水，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力并將轉(zhuǎn)動力矩傳遞給傳感器，通過調(diào)節(jié)進水量改變制動力矩即可對柴油機進行加載測試。

　　通過對發(fā)動機和測功器的直接控制及轉(zhuǎn)速、扭矩、油耗率等主要參數(shù)和油溫、水溫、排溫、油壓等輔助參數(shù)的測量，測控儀即可進行柴油機定工況性能試驗，也可進行變工況試驗，全面考核和評價柴油機性能。

　　1.1柴油機測試裝置的總體設(shè)計

　　國內(nèi)的柴油機測試裝置多為單機測試技術(shù)，沒有配套機整體測試技術(shù)，我們研制的配套測試技術(shù)，能夠?qū)Σ裼蜋C進行與鉆井現(xiàn)場使用效果一致的工況進行測試，測試數(shù)據(jù)更精確。

　　整套測試試驗臺的主要組成有：水力測功器、測控系統(tǒng)、油耗變送器、快速油門執(zhí)行器等部分組成。

　　此測試平臺可以實現(xiàn)以下功能：①可實現(xiàn)全部發(fā)動機參數(shù)的測試、數(shù)顯，可生成各種測試曲線、報表;②全部參數(shù)不僅在LED上顯示，還可在計算機(可實現(xiàn)計算機聯(lián)網(wǎng))上全屏分類、分頁顯示;③可方便地實現(xiàn)各種發(fā)動機性能試驗。

　　1.2測功器的供水、排水系統(tǒng)的研究

　　測功器的耗水量一般為每千瓦小時20L，排水水溫不宜超過70℃。

　　進水水壓為0.05-0.1MPa。

　　經(jīng)過測算水壓的穩(wěn)定性要求系統(tǒng)設(shè)置凈高5m以上的水箱，在水箱裝溢水管，使水箱里的水面保持恒定。

　　為滿足要求我們設(shè)計制作了由20m3鋼筋混凝土水池、6m3穩(wěn)壓水箱、進水管3.5″、排水管4″和功率5kW的水泵組成的供水、排水系統(tǒng)。

　　經(jīng)過實驗證明被測發(fā)動機的工況點離測功器特性曲線的滿水線(OA線)較近，則要求水壓稍高些。

　　水箱供水管口徑必須大于水箱往測功器供水水管的口徑。

　　測功器排水必須通暢，彎管越少越好，最好用敞開式排水，否則形成背壓，將大大影響測試穩(wěn)定性。

　　1.3試驗臺主要設(shè)備的研選

　　測功器作為實驗裝置的主要設(shè)備，經(jīng)過多方研究根據(jù)實驗要求選用工作功率范圍為0～1900kW的Y1900P水力測功器。

　　水力測功器通過改變排水閥的開度，內(nèi)腔工作壓力瞬間變化，通過電子控制儀器的自動閉環(huán)控制，可方便、迅速地穩(wěn)定到所需要的負荷值，從一個工況到另一個工況的過渡時間為4秒。

　　試驗臺配備了FC2000發(fā)動機自動測控，這套系統(tǒng)是為滿足發(fā)動機制造業(yè)中各種不同類型的柴油機、汽油機、天然氣、液化氣發(fā)動機性能試驗和出廠試驗而精心設(shè)計大型測控系統(tǒng)。

　　2.電動機修后測試技術(shù)研究

　　電動機修后測試技術(shù)主要是針對鉆井設(shè)備中主傳動電機大修后的測試，通過對大修后的電機進行測試，能及時發(fā)現(xiàn)問題，減少修理故障。

　　同時通過電機測試配套技術(shù)的研究，建立起集機械、計算機、力學、電學、信息化處理為一體的檢測裝置，對所修設(shè)備的技術(shù)參數(shù)、曲線、波形進行測試，并對其進行分析處理，有利于提高電機的修理質(zhì)量。

　　2.1交流電機試驗臺主回路設(shè)計

　　我們使用工頻電網(wǎng)電源(50Hz)進行試驗。

　　主電路系統(tǒng)采用調(diào)壓器、變壓器，將電源電壓的高壓轉(zhuǎn)換成所需的試驗電壓，以滿足空載試驗、短時升高電壓試驗、堵轉(zhuǎn)試驗所需要的不同電壓。

　　對電機參數(shù)的測量采用Norma5000功率分析儀完成。

　　控制采用計算機和PLC構(gòu)成，可進行手動控制和自動控制。

　　主回路采納了國內(nèi)外先進、成熟的技術(shù)，進過優(yōu)化和合理設(shè)計使主回路具有先進性與可靠性。

　　2.2交流電機試驗臺控制系統(tǒng)設(shè)計

　　控制系統(tǒng)采用ProfBus總線連接的分布式PLC控制系統(tǒng)。

　　選用西門子公司SIMATIC S7 300PLC，315-2DP 中央處理單元CPU為PLC主站，ET200M擴展I/O站作為從站，經(jīng)過實驗整套系統(tǒng)具有便于操作、故障率低等特點。

　　2.3交流電機試驗測試

　　測量系統(tǒng)對被測試電機電量參數(shù)和機械量進行高速動態(tài)采集及長時間動態(tài)過程檢測，對電源部分的工作狀態(tài)及相應(yīng)參數(shù)進行監(jiān)測并記錄，能對相應(yīng)數(shù)據(jù)處理及特性曲線進行繪制并打印，對所有測試量進行數(shù)據(jù)依存和打印。

　　可以采集測試以下數(shù)據(jù)：電機的電壓、電流、轉(zhuǎn)速、輸入功率、溫度、直流電阻、振動、同時測量三相電壓、同時測量電動機的每相線電流。

　　3.結(jié)論

　　大馬力柴油機測試裝置投用后測試了190系列、3000系列柴油機，其中檢測出某些柴油機功率不足或燃油消耗率高等問題，并進行了及時處理。

　　測試技術(shù)應(yīng)用后提高了設(shè)備使用壽命，每臺柴油機延長使用壽命達10%以上，節(jié)約了井隊大量的維修費用。

　　電動機實驗臺目前已在280/780kW高壓電機，400/600V變頻電機上進行測試，取得了相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)。

　　實驗表明測試系統(tǒng)可以滿足200kW～800kW變頻異步電動機、電壓等級為400V/600V變頻異步電動機大修后的測試要求。

　　同時，可針對780kW高壓(6000V)電機，單獨設(shè)立測試系統(tǒng)，滿足高壓電機6000V的要求，能實現(xiàn)高壓電機大修后的測試要求。

　　參考文獻：

　　[1]張冬梅.先進柴油機試驗測試技術(shù)[J].鐵道機車車輛，2001.31(10).318-322

　　[2]王益全.電機測試技術(shù)[M].科學出版社，2008.

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