[00333994]一种钻井平台全数字发电与模拟传动接口控制方法

一、课题来源与背景 1、课题来源：自主课题。 2、背景：目前,电动钻机数字发电与数字传动系统之间的控制,或模拟发电与模拟传动之间的控制,都有成熟的控制技术,如：电动钻机数字发电计算的功率限制信号,与数字传动系统的负荷限制信号类型完全一致,直接接入即可限制有效;模拟发电系统输出的功率限制控制信号,输入模拟传动系统信号完全匹配,直接接入即可限制有效。而数字发电与模拟传动之间没有很好的控制方法。钻井平台全数字发电系统运行时,参与系统控制的数据采集与转换的速度、以及发电闭环控制的运算速度,与钻井平台模拟传动系统运行时速度外环电流内环的双闭环系统的运算速度存在差异。 二、技术原理及性能指标 1、技术原理：钻井平台电动钻机全数字发电与模拟传动接口控制方法,包括多台柴油发电机组,每一台柴油发电机组由机组本体和全数字发电系统组成,每一柴油发电机组设有一接口电路I,接口电路I包括有功模块和转换模块,有功模块的输入端接有两路检测柴油发电机组的电压、电流等信号,经计算得出机组有功功率、输出电流信号至转换模块,该信号经转换模块转化为电压信号输出至接口电路II,接口电路II对每台机组接口电路I中转换模块输入的电压信号取最大值,经逻辑运算后得出一功率限制控制信号,该信号分别输入各模拟传动系统进行各柴油发电机组功率限制协调控制。 2、性能指标：气候：海洋 温度：-20℃～+45℃ 相对湿度：＜90%（+20℃时） 倾斜：≤22.5° 摇摆：≤22.5° 防护等级：IP20 系统电压：AC600V或AC690V（50Hz/60Hz）,DC24V 三、技术的创造性和先进性 1、技术的创造性：本发明使全数字柴油发电机组控制系统与模拟传动控制系统之间的关联控制有机的结合起来,将目前石油钻机控制系统改造中数字发电与模拟传动间的控制问题简化,本发明通过实时性的检测电路对发电机组有功功率、电流进行快速采集,得到满足接口电路要求的信号,各发电机组的接口电路I对检测信号进行运算处理,计算出反应本机组有功功率、电流的控制信号。各机组控制信号的综合与处理,处理后的信号进入接口电路II通过功率限制单元的运算得出与模拟传动系统完全匹配的控制信号,输入传动系统。输入传动系统的功率限制信号按照设定的要求限制功率。 实现发电系统超负荷时的功率限制,保护柴油发电机组运行安全可靠,使传统的控制方式有所改进和提升,具有一定的社会效益和经济效益。 2、技术的先进性：该成果采用接口电路II与两种系统特性的匹配,接口电路II运算速度满足模拟传动对实时性的要求,控制器件选择与参数整定与模拟传动电位匹配,从并网机组端检测的信号经接口电路I运算输入接口电路II,在接口电路II中经过运算与变换,得到模拟传动系统的限制值信号输出信号投入模拟传动系统控制时其电位和实时性均能满足要求;在功率限制投入的全过程中数字发电与模拟传动系统都能平稳过渡,并能正常运行,满足钻井工况的要求。 四、技术的成熟度、适用范围和安全性 1、技术的成熟度：该成果应用的软件、硬件技术均为行业内广泛使用的成熟、可靠技术,其创造性在于利用现有成熟的技术,经过巧妙构思、精心策划、严谨设计、精确加工、海量实验,形成具有自主知识产权的创新性新技术。该成果已经在国内外10余套石油钻机电控系统中应用,操作简单、性能可靠、报告详实、效率极高,受到各方用户一致好评、提高了产品的技术含量、增加了产品的附加值,创造了良好的经济效益和社会效益,充分证明该技术已经很成熟,可以广泛推广应用。 2、适用范围：该成果是基于石油钻机电控系统,属于石油钻机电控系统技术领域,具体涉及钻井平台全数字发电与模拟传动接口控制。 3、安全性：该成果的安全性考虑贯穿于成果的构思、策划、设计、加工、调试、应用的整个过程,每个环节都对安全策略及安全措施进行安全性评估及安全测试,通过安全性评估和安全测试之后方可进入下一个环节,最终通过整体安全性评估和安全测试,所以安全性得到了极大的保障,应用实践证明,该成果在使用中安全、可靠、稳定。 五、应用情况及存在的问题 1、应用情况：该成果已经在国内外10余套钻井平台石油钻机电控系统中应用,操作简单、性能可靠、报告详实、效率极高,受到各方用户一致好评、提高了产品的技术含量、增加了产品的附加值,创造了良好的经济效益和社会效益。 2、存在的问题：该成果在使用过程中暂未发现问题。 六、获奖情况 无。