Исследование авторезонансного электропривода динамически уравновешенного бурового снаряда

Внедрение: 2011 г.

Модуль АЦП E14-440 был применён в экспериментальном исследовании авторезонансного электропривода возвратно-вращательного движения (ВВД) динамически уравновешенного бурового снаряда (ДУБС). Соответствующая диссертационная работа [1] была выполнена в Санкт-Петербургском государственном горном университете.

Данные буровые снаряды не требуют применения бурильной колонны, редуктора и распорных устройств и могут применяться для взятия проб донных отложений рек, озёр, морей и океанов, подледникового озера Восток в Антарктиде, многорейсового бурения в шельфовых зонах с бортов неспециализированных судов, вскрытия продуктивных пластов, очистки призабойных зон нефтяных и газовых скважин, а также скважин на пресные и минеральные воды, что для традиционных буровых снарядов недостижимо.

На рисунке 1 приведены конструктивная и расчётная схемы ДУБС.

Рисунок 1. а) конструктивная схема ДУБС (патент РФ № 95728): 1 – грузонесущий кабель; 2 – кабельный замок; 3 – ЭД с электроотсеком; 4 – ротор ЭД; 5 – статорная труба; 6 – пружина кручения; 7 – подшипниковый узел; 8 – колонковая труба; 9 – буровая коронка; 10 – статор ЭД. б) расчетная схемы ДУБС.

В качестве движителя используется электродвигатель со штатным статором погружного асинхронного электродвигателя и явнополюсным ротором с одной парой полюсов. В зависимости от схемы включения указанная конструкция обеспечивает колебания с размахом 60 и 120 градусов. В работе принят угол 60⁰ (рисунок 2).

Рисунок 2. а) Потокосцепления статора и ротора в режиме пуска; б) схема соединения обмоток статора.

Осциллограммы тока и напряжения, полученные на лабораторном макете авторезонансного электропривода ДУБС (рисунок 3), снимались с помощью модуля АЦП E14-440 c применением датчиков тока HX 15-P и датчиков напряжения LV 25-P с гальванической развязкой.

Рисунок 3.

а) Осциллограммы, полученные на лабораторном макете авторезонансного электропривода ДУБС: 1 – управляющее напряжение U₂ тиристора VT2; 2 – управляющее напряжение U₁ тиристора VT1; 3 – напряжение U_СФ на емкости Сф; 4 – ток I_P в обмотках двигателя; 5 – ток I_K в коммутирующем контуре; 6 – ток тиристора VT1;

б) Схемы соединения обмоток статора и формирование электромагнитного момента при установившихся вынужденных авторезонансных колебаниях с размахом 60° в несимметричном режиме колебаний.

Источник:
Фоменко А.Н. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук «Обоснование рациональных режимов работы авторезонансного электропривода динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле». – Спб. – 2011. – 22 с.

Разработчик: Фоменко Александр Николаевич (ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный горный университет)