连续循环系统旋扣液控回路设计与分析

发布时间：2021-08-02 22:07

　　旋扣控制是连续循环系统的关键技术。由于在高压腔内进行上卸扣操作,无法直接进行观察,并且还存在钻井液上顶力等外载荷作用,因此控制难度较大。通过分析连续循环系统上卸扣操作步骤,提出旋扣操作的关键是运动同步和载荷平衡控制,在此基础上设计了旋扣液控回路方案,并利用AMESim软件建立了仿真模型。仿真分析结果表明,设计的旋扣液控回路可使动力钳处于上下浮动状态,有利于将螺纹上的轴向载荷限制在合理范围内,能够满足连续循环系统旋扣控制要求。 

【文章来源】：液压与气动. 2020,(03)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

连续循环系统上卸扣装置

根据旋扣控制要求,拟定了旋扣液控回路方案,包括旋扣机构液控回路和平衡机构液控回路两部分,如图2所示[4-5]。旋扣机构的液控回路见图2左半部分所示,执行器为4个低速大扭矩马达,回路中配置了比例换向阀、压差补偿器、比例减压阀以及压力和转速传感器等。比例换向阀可以无级调整阀口开度,由于压差补偿器的作用,比例换向阀阀口两端压差保持恒定,因此通过控制比例换向阀的阀口开度就能无级调整供油流量,配合转速传感器,可以根据工况准确控制钻杆转速。此外利用比例减压阀和压力传感器可以无级调整马达的最大工作压力,以便限制旋扣扭矩,起到保护接头螺纹的作用。

图3表示螺纹旋扣运动模型,假设钻杆接头以转速ωx正向旋转,则螺纹面上中径D处的O点沿x轴的切向速度v2=ωxD/2,而其轴向运动速度设为v1。由图3中左侧图所示几何关系可得O点沿i轴和j轴的速度分别为:


本文编号：3318361