油缸直驱式钻机模型自动送钻研究

刘振东，张彦廷，张 伟，史明滨，王 康，黄鲁蒙

(1.中国石油大学(华东) 石油工业训练中心，山东 青岛 266580；2.中国石油大学(华东) 机电工程学院，山东 青岛 266580；3.中石化石油工程地球物理有限公司 华北分公司，郑州 450000)①

·专题研究·

油缸直驱式钻机模型自动送钻研究

刘振东1，张彦廷2，张 伟3，史明滨2，王 康2，黄鲁蒙2

(1.中国石油大学(华东) 石油工业训练中心，山东 青岛 266580；2.中国石油大学(华东) 机电工程学院，山东 青岛 266580；3.中石化石油工程地球物理有限公司 华北分公司，郑州 450000)①

为加快国内油缸直驱式钻机的研发进程，利用三维造型软件按比例设计了一套油缸直驱式钻机模型及其液压系统，并采用模糊PID控制技术对自动送钻控制系统进行了设计和仿真研究，取得了良好的控制效果，可以满足自动送钻的使用要求。

钻机；自动送钻；模型设计；模糊PID

液压技术在石油钻机上得到了广泛应用。挪威MH公司研制的Ram Rig钻机已形成系列并批量生产，其负载能力1 470～9 800 kN，并利用液压控制技术实现了恒钻压自动送钻，钻井效率提高15～20%[1]。国内石油钻机的液压技术与国外相比差距很大，为此，采用三维造型软件按比例设计了一套油缸直驱式钻机模型，并开展了自动送钻控制研究。

1 油缸直驱式钻机模型

1.1 主要技术参数

油缸直驱式钻机的原型及模型(缩放比例为1∶5)技术参数如表1。

1.2 模型钻机结构

模型钻机主要包括井架、底座、主油缸、顶驱、铁钻工和管子操作系统等，如图1所示。其中主油缸为钻机的核心执行单元。

表1 油缸直驱式钻机技术参数