автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Асинхронный электромеханический преобразователь возвратно-вращательного движения для динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле

На правах рукописи

СОЛОВЬЕВ Владимир Александрович

АСИНХРОННЫЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИ УРАВНОВЕШЕННОГО БУРОВОГО СНАРЯДА НА ГРУЗОНЕСУЩЕМ

КАБЕЛЕ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы

и системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2005

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете).

Научный руководитель -доктор технических наук, доцент

Ведущее предприятие - ФГУНПП «Геологоразведка».

Защита диссертации состоится 7 июня 2005 г. в 14 ч на заседании диссертационного совета Д 212.224.07 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, дом 2, ауд. № 7212.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 6 мая 2005 г.

Эдуард Анатольевич Загривный

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Валерий Николаевич Кордаков,

кандидат технических наук, доцент

Виктор Иванович Вершинин

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета д.т.н., профессор

бъъ^Ь

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Повышение эффективности ряда поисковых, разведочных и вспомогательных буровых работ может быть достигнуто применением буровых снарядов на грузонесущем кабеле. Буровые установки при этом обладают высокой мобильностью, малой металлоемкостью и не требуют применения наземных систем циркуляции промывочных жидкостей.

К указанным работам можно отнести: бурение скважин в ледниковых отложениях в отдаленных областях Земли (Антарктида, Арктика, и т.д.), взятие проб грунтов со дна Мирового океана на больших глубинах, алмазное бурение с предельно допустимыми линейными средними скоростями движения породо-разрушающего инструмента, очистка призабойных интервалов эксплуатационных нефтяных и газовых скважин в продуктивных пластах, склонных к пескопроявлению.

Работы по созданию колонковых буровых снарядов на грузонесущем кабеле проводились в СССР, России, США (электробуры А. Арутюнова, лаборатория СИЕЬЬ), Дании (лаборатория КТиК), Франции, Японии.

Наивысшие результаты, занесенные в Книгу рекордов Гиннеса, получены при бурении ледниковых отложений в Антарктиде (3623 м) электромеханическим буровым снарядом на грузонесущем кабеле, разработанным и изготовленном в России (Санкт-Петербургский Государственный горный институт).

Все известные электромеханические буровые снаряды включают в себя электродвигатель, редуктор, колонковую трубу, шламосборник, циркуляционный насос и распорное устройство для компенсации реактивного момента породоразрушающего инструмента (коронки). Одним из перспективных направлений совершенствования электромеханического бурового снаряда на грузонесущем кабеле может явится разработка безредукторного динамически уравновешенного бурового снаряда. Современное состояние силовой преобразовательной техники и систем управления позволяет создать электромеханический преобразователь

«•ос национальна библиотека

со

09

1БЛ ПОТЕКА

на основе короткозамкнутого асинхронного двигателя (АД), обеспечивающего резонансные гармонические возвратно-вращательные движения коронки, связанной с ротором, который, в свою очередь, связан со статорной частью АД упругим элементом. Динамический момент, действующий на породоразрушаю-щий инструмент и равный электромагнитному моменту АД, уравновешивается динамическим моментом движущегося в противоположном направлении статорной частью АД под действием того же электромагнитного момента. Так как в любой момент времени сумма моментов, действующих на статорную и роторную части АД равна нулю, то указанная электромеханическая система является динамически уравновешенной и не нуждается в распорном устройстве и редукторе. Анализу процессов в динамически уравновешенном колонковом электромеханическом буровом снаряде с возвратно-вращательным движением коронки на базе АД и посвящена настоящая работа.

Работа базируется на результатах исследований отечественных ученых в области бурения электромеханическими буровыми снарядами заслуженного деятеля науки и техники, проф. Б.Б. Кудряшова, Н.Е. Бобина, В.Ф. Фисенко, В.К. Чистякова, Н.И. Васильева, Н.Д. Михайловой, Г.К. Степанова., в области электропривода A.A. Булгакова, О.В. Иванова, И.П. Копылова, В.И. Луковникова, в области теоретической механики В.В. Болотина, Г.Ю. Бать, Р.Ф. Нагаева, С.П. Тимошенко, в области автоматического регулирования В.А. Бесекерского, JI.C. Гольдфарба и др.

Цель работы - разработка резонансного асинхронного электромеханического преобразователя возвратно-вращательного движения для привода породоразрушающего инструмента динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле.

Идея работы состоит в создании электромеханической колебательной системы с возвратно-вращательным движением породоразрушающего инструмента на базе погружного трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, в которой

ротор с одной стороны соединен со статором упругим элементом (торсионом), а с другой - с колонковой трубой и коронкой.

Задачи исследования:

1 .Разработка конструктивной схемы и расчетной модели динамически уравновешенного безредукторного бурового снаряда.

2.Разработка математической модели асинхронного электромеханического преобразователя возвратно-вращательного движения и анализ установившихся резонансных колебаний.

3.Имитационное моделирование асинхронного электромеханического преобразователя возвратно-вращательного движения при питании от преобразователя частоты и от реверсивных тири-сторных блоков с разомкнутой и замкнутой системами управления.

4.Разработка методики определения параметров динамически уравновешенного бурового снаряда с АД.

5.Разработка лабораторной экспериментальной установки.

6.Лабораторные экспериментальные исследования асинхронного электромеханического преобразователя возвратно-вращательного движения.

Защищаемые научные положения:

- Амплитуда возвратно-вращательных колебаний на собственной частоте асинхронного динамически уравновешенного преобразователя при частотном управлении формированием знакопеременного электромагнитного момента с неизменным пото-косцеплением статора на холостом ходу прямо пропорциональна отношению амплитудных значений угловых скоростей электромагнитного поля асинхронного двигателя и ротора относительно статора, а под нагрузкой уменьшается обратно пропорционально отношению моментов сопротивления на валу ротора и критического момента асинхронного двигателя.

- Положительная регулируемая обратная связь по скорости ротора относительно статора резонансного асинхронного преобразователя обеспечивает устойчивую работу на собственной частоте в диапазоне изменения значений коэффициента передачи этой связи от нуля до величины прямо пропорциональной момен-

ту нагрузки и обратно пропорциональной коэффициенту жесткости линейной части механической характеристики асинхронного двигателя и соотношению моментов инерции статорной и роторной частей преобразователя.

- Номинальный тепловой режим работы резонансного преобразователя на базе погружного маслозаполненного короткозамк-нутого асинхронного электродвигателя обеспечивается при питании от преобразователя частоты со скалярным управлением при средних действующих значениях фазных токов и моментов, равных номинальным (паспортным) значениям, а при питании от реверсивных тиристорных блоков при скважности подачи номинального напряжения 0,4-0,6 в каждый полупериод колебаний и включением-отключением его при скоростях движения ротора относительно статора, соответствующих указанной скважности.

Методы исследований. Для решения поставленных задач использованы методы теории автоматизированного электропривода, теории колебаний, математического моделирования с использованием пакета МАТЪАВ, физическое моделирование.

Научная новизна работы состоит в установлении аналитических зависимостей:

- амплитуды резонансных колебаний породоразрушающего инструмента бурового снаряда на грузонесущем кабеле от динамических параметров электромеханической системы.

- диапазона изменения коэффициента передачи положительной обратной связи по скорости движения ротора относительно статора асинхронного двигателя, при котором обеспечивается устойчивая работа в резонансном режиме.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и результатов - базируется на использовании известных положений теоретической механики, теории автоматизированного электропривода, численных методов решения уравнений в интегрально-дифференциальной форме, методов моделирования с помощью ЭВМ, а также достаточной сходимостью теоретических и экспериментальных исследований.

Практическая значимость работы заключается в разработке:

1. Конструкции динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле с электрическим приводом, защищенной патентом РФ.

2. Математической модели асинхронного электромеханического преобразователя возвратно-вращательного движения.

3. Имитационной модели асинхронного электромеханического преобразователя возвратно-вращательного движения с питанием от преобразователя частоты (ПЧ) и от реверсивных тиристор-ных блоков.

4. Методики определения параметров динамически уравновешенного бурового снаряда.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались, на конференциях молодых ученых «Полезные ископаемые России и их освоение» в 2000 г. в СПГГИ(ТУ), на научных семинарах кафедры электротехники и электромеханики СПГГИ (ТУ). Результаты работы получили положительную оценку на II Международной научно-практической конференции «Интеллектуальные электромеханические устройства, системы и комплексы» в г. Новочеркасске.

Личный вклад автора. Разработка математической модели динамически уравновешенного бурового снаряда на базе погружного асинхронного двигателя. Теоретические исследования динамически уравновешенного бурового снаряда при использовании различных источников питания и систем управления. Разработка и лабораторные исследования асинхронного электромеханического преобразователя возвратно-вращательного движения.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 научных работы в периодических изданиях и в сборниках научных трудов.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 73 наименований и 1 приложения. Основной текст диссертации изложен на 116 страницах, включает в себя 42 рисунка и 8 таблиц. Общий объем работы - 125 страниц.

Во введении обоснована актуальность темы работы и сформулирована идея работы.

В первой главе проведен анализ существующих электромеханических буровых систем на грузонесущих кабелях. Рассмотрены схемы возбуждения колебательных режимов. Проведен анализ существующих колебательных систем. Рассмотрены способы и технологии бурения скважин. Сформулированы цели и задачи исследований.

Во второй главе разработана математическая модель электромеханического преобразователя. Проведены теоретические исследования двухмассовой электромеханической системы с колебательным асинхронным приводом, приведена методика расчета основных параметров динамически уравновешенного бурового снаряда.

В третьей главе представлена имитационная модель асинхронного электромеханического преобразователя возвратно-вращательного движения. Проверены теоретически полученные зависимости. Приведены результаты математического моделирования на ЭВМ. Проведены исследования режимов работы асинхронного электромеханического преобразователя возвратно-вращательного движения при питании от различных источниках питающего напряжения.

В четвертой главе приводится описание экспериментальной установки, результаты экспериментальных исследований.

Заключение отражает обобщенные выводы по результатам исследований в соответствии с целью и решенными задачами.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЯХ 1. Амплитуда возвратно-вращательных колебаний на собственной частоте асинхронного динамически уравновешенного преобразователя при частотном управлении формированием знакопеременного электромагнитного момента с неизменным потокосцеплением статора на холостом ходу прямо пропорциональна отношению амплитудных значений

угловых скоростей электромагнитного поля асинхронного двигателя и ротора относительно статора, а под нагрузкой уменьшается обратно пропорционально отношению моментов сопротивления на валу ротора и критического момента асинхронного двигателя.

-М=МП

-ТТГТ

Рис. 1. а - конструктивная схема динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле, б - расчетная схема. Динамически уравновешенный буровой снаряд (рис.1.а) с приводом породоразрушающего элемента (коронки) от АД представляет собой двухмассовую колебательную электромеханическую систему возвратно-вращательного движения, в которой одним выходом вал ротора соединен через колонковую трубу с коронкой, а другим - упругим элементом (торсионом) со статорной

частью снаряда. Давление на забой и момент сопротивления на коронке определяются общей массой снаряда.

К нижней массе (роторной части) бурового снаряда (рис.1.а.) относятся: колонковая труба 1, коронка 2, керноприемная труба 3, переходник 4, шламовая труба 5, фильтр 6, шламоподъемная труба 7, насосный переходник 8, насос 9, переходник 10, вал 11, ротор электродвигателя 12. К верхней массе (статорной части) относятся следующие элементы: статор электродвигателя 13, верхний корпус 14, кабельный замок 15, муфта 16, грузонесущий кабель 18. Упругим элементом служит торсион 17.

На расчетной схеме упругий элемент представлен невесомым стержнем, длиной / (рис.1.б). Под действием момента электромеханического преобразователя Мд масса с моментом инерции J¡ перемещается в направлении действия момента Мд на угол -<p¡ в неподвижной системе координат. Под действием этого же момента М0 масса поворачивается на угол (р2 в противоположном направлении. Узловое сечение А-А на расстоянии а от J¡ и Ь от J2, относительно которого происходит вращение верхней и нижней масс, остается неподвижным.

Со стороны упругого элемента на массы J¡ и -h действуют упругие моменты Myi2=My>2i, которые определяются коэффициентом жесткости и углом закручивания торсиона. На J2 (роторная часть снаряда), со стороны коронки и колонковой трубы, действует момент сопротивления Мс, который может быть представлен суммой моментов сухого и вязкого трений Мс2-Мст+Мжт2. На статорную часть снаряда действует момент вязкого трения Мжт!.

Система уравнений, описывающая движение двухмассовой механической системы на основании расчетной схемы (рис.1.6): J,<p"l-c((p1-(pl) = Mxm¡-M

¿2<Р" + С(<Р3~<Р,) = М-МС2 где q>, и <р2 - углы поворота статора и ротора, рад; (p'¡ и <р"2 -ускорения статора и ротора, рад/с2; J¡ и J? - моменты инерции статорной и роторной частей, кгм2; с - коэффициент жесткости торсиона, Нм/рад; М- момент на валу двигателя, Нм; Мжт!, Мс2 -

моменты трения, соответственно, на статорной и роторной частях бурового снаряда, Нм.

Для существенного упрощения аналитического исследования целесообразно ввести координату (р=(р2- (p¡. Движение системы в новых координатах определится уравнением:

ф' + nfo = (2)

J2 J |

где Qo - собственная частота двухмассовой механической системы, рад/с; у = {j¡ + J2)/ J,.J2 - конструктивный коэффициент, 1/кгм2; ср- полный угол закручивания торсиона, рад.

Для существенного упрощения анализа выражения (2) сумму моментов сухого (Мст) и жидкостного (Мжт) трений на обе части снаряда можно заменить эквивалентным моментом вязкого трения. При этом считается, что при действии момента сухого трения, как и в случае действия эквивалентного момента вязкого трения, вынужденное установившееся движение с возмущающим моментом M=Mosincot совершается по гармоническому закону (p=Asin(cot+a), а также, что рассеянная за период энергия одинакова в обоих случаях. Известно, что такое представление моментов сухого трения дает удовлетворительные для практики результаты, когда требуется определить амплитуду установившихся вынужденных колебаний.

Тогда эквивалентный коэффициент вязкого трения с учетом наличия Мжт/, Мжт2, Мст определится выражением:

М' (3)

mp2f2\J i +J 2)

где Мс - момент сухого трения на коронке, Нм; Í2 - угловая частота колебаний электромеханической системы, 1/с.

Особенностью замены коэффициента сухого трения коэффициентом вязкого трения является зависимость последнего от амплитуды и частоты колебаний.

В работе рассмотрены два способа получения знакопеременного момента на валу АД при питании обмоток статора АД от:

а).ПЧ с поддержанием во всех режимах неизменного потокосцеп-ления статора Ч/1 = Const; б), реверсивных тиристорных блоков (тиристорного реверсивного пускателя).

Применение ПЧ при управлении с = Const позволяет обеспечить работу АД на линейной части механической характеристики без пусковых токов, а также получить аналитические выражения амплитуд колебаний <р1, (р2 и электромагнитного момента в зависимости от моментов трения на коронке и подвижных частях рассматриваемого бурового снаряда в режиме резонансных колебаний и разработать методику определения параметров системы при заданных технологических условиях.

Использование реверсивных тиристорных блоков позволяет значительно упростить систему питания асинхронного электромеханического преобразователя возвратно-вращательного движения и сформировать знакопеременный электромагнитный момент АД без пусковых токов подачей полного напряжения питания в отдельные полупериоды с заданной скважностью и изменением порядка следования фаз при изменении направления движения. Однако получение вышеуказанных аналитических зависимостей сопряжено со значительными математическими трудностями в связи с существенными нелинейными зависимостями тока и момента в пусковых режимах АД.

При работе АД на линейной части механической характеристики при питании от ПЧ динамические свойства АД аналогичны свойствам двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Для диапазона изменения электромагнитного момента АД -0.8МК <М <0,8МК можно воспользоваться уравнением:

(Тэр + 1)М = 0(а>о-а>), (4)

где Тэ- 1/(о0ЭП ■ sK - электромагнитная постоянная времени; /? - 2Мк /озозп ■ sK - модуль жесткости линеаризованной статической характеристики; со0 = 2т$0 / Рп - угловая скорость электромагнитного поля АД, рад;/о - выходная частота ПЧ, Гц; Рп - чис-

ло пар полюсов АД; Мк, & - критические момент и скольжение АД; соиЭл - номинальная угловая скорость напряжения сети, рад/с.

При питании АД от ГГЧ регулирующим воздействием является ю0 = оз0т , где /2 - угловая частота задания на входе ПЧ (аналог напряжения на якоре IIя двигателя постоянного тока независимого возбуждения).

Система уравнений движения асинхронного электромеханического преобразователя в операторной форме принимает вид: | (р{р) ■ Рр + М{р\Тэр + 1) = /5со0 {р)

здесь а>п(р) - возмущающее воздействие. Поделив уравнения (5) на а>0(р), получим:

\а2^(р) + а221Гм(р) = 0 где а21 = р2 + № + П] ; а„ = /Зр; а12 = (Тэр +1); а22 = -у;

уу (р) = Р) ; уум(р) = ^^Р) - передаточные функции угла 10 0)д(р) со0(р)

закручивания торсиона (р(р) и электромагнитного момента АД по синхронной скорости АД со0(р). Получены выражения для амплитудных значений установившихся колебаний ротора относительно статора (ру при входном возмущающем воздействии со,, = о)0т 5ш(/2г) на резонансной частоте системы О0:

и0\1 + кмс /МК ] 2

где к =■ ^К - конструктивный коэффициент; (р2РАСЧ -

п(РгГАСЧ&о

расчетное значение амплитуды колебаний коронки для обеспече-

ния заданных параметров бурения: (р1Ч, срг2 - амплитуда колебаний статора и ротора относительно узлового сечения.

Полученные выражения позволяют определить параметры системы и выбрать АД по заданным технологическим условиям.

2. Положительная регулируемая обратная связь по скорости ротора относительно статора резонансного асинхронного преобразователя обеспечивает устойчивую работу на собственной частоте в диапазоне изменения значений коэффициента передачи этой связи от нуля до величины прямо пропорциональной моменту нагрузки и обратно пропорциональной коэффициенту жесткости линейной части механической характеристики асинхронного двигателя и соотношению моментов инерции статорной и роторной частей преобразователя.

Передаточная функция системы замкнутой положительной обратной связью по скорости (рис.2.) имеет вид:

з 2 ,-г , (8)

где ах =(гэц + 1); а2 =(ру + ц).

Из (8) видно, что при а2 > К/Зу - система устойчива, при а2 <АГРу - система неустойчива, при а2 - система вырож-

дается в консервативное звено с корнями характеристического уравнения, расположенными на мнимой оси и обладает колебательной устойчивостью (неасимптотическая устойчивость). Диапазон изменения коэффициента передачи К лежит в переделах:

О < А" <1 + —^ , (9)

ур

Практический интерес представляет режим работы при К = 1 + ц/ у/3 . В этом случае система, проявляя характер консервативного (нейтрального) звена, не требует подачи на вход ПЧ (или другого источника питания) управляющего воздействия, обеспечивая сигналом положительной обратной связи устойчи-

вые колебания на собственной частоте. При изменении момента трения на коронке коэффициент К должен быть изменен в соответствии с (9).

------, -<"1^

Ч-|1=сопз1 |

2-кЪ \ й>0(_р)

Ртг 1 1

Мг

к2

<Р(Р)

К(я)

р —

Рис.2.Структурная схема замкнутой регулируемой положительной обратной связью по скорости электромеханической системы с АД при питании от преобразователя частоты, где = II0 ■ -

напряжение задания, 11УЧ - задания частоты, IIун - задания напряжения; Кь К2, Кз - коэффициенты усиления системы.

100

А,рад /Л ' /\ ъ. /\ /V

/ V.)

0.5

1.5

А, рад с.

<

0.5

1.5

Рис.3. Поведение системы при снятии входного управляющего сигнала в момент времени t=:l с при различных значениях коэффициентах К. а). Входной управляющий сигнал; Ь). Колебания системы при К -1 + /и/уР \ с). Колебания системы при К < 1 + /и/у(3\ А). Колебания системы при К > 1 + ц/у(3, где Р=4,8 Нмс, у=10,5 1/кгм2, ц=22

Нмс/рад, К=1,44.

Параметры бурового снаряда, принятые при моделировании.

Критический момент АД Мк 266 Нм

Момент сопротивления АД (МС=МН) Мс 164 Нм

Критическое скольжение АД 8К 0.35 о.е.

Собственная частота механической системы По 2 Гц

Момент инерции статорной части 11 1.26 кгм2

Момент инерции роторной части ь О.ЮЗкгм2

Средний диаметр коронки вср 0.103 м

Средняя линейная скорость резцов коронки V ¥ ср 2 м/с

Скорость вращения электромагнитного поля ®оэл 314 рад/с

Масса снаряда гп 800 кг.

Расчетная амплитуда колебаний коронки ф2расч 4.8 рад

Т.о., передаточное звено К может явиться регулятором по возмущающему воздействию, а асинхронный электромеханический преобразователь возвратно-вращательного движения - системой с комбинированным управлением, обладающей частичной инвариантностью. Для создания такой системы требуются дополнительные сведения о моменте трения на коронке, который в рассматриваемом режиме не исследовался.

Имитационное моделирование проводилось с использованием следующих параметров конкретного динамически уравновешенного бурового снаряда с погружным АД ПЭД-103 мощностью Рном-16 кВт (табл.).

3. Номинальный тепловой режим работы резонансного преобразователя на базе погружного маслозаполненного коротко-замкнутого асинхронного электродвигателя обеспечивается при питании от преобразователя частоты со скалярным управлением при средних действующих значениях фазных токов и моментов, равных номинальным (паспортным) значениям, а при питании от реверсивных тиристорных блоков при скважности подачи номинального напряжения 0,4-0,6 в каждый полупериод колебаний и включением-отключением его при скоростях движения ротора относительно статора, соответствующих указанной скважности.

16

Охлаждение погружного маслозаполненного АД практически не зависит от скоростного режима работы, поэтому при использовании этих двигателей в колебательных режимах при питании от ПЧ с неизменным потокосцеплением статора f/l = х¥ш - Const во всех режимах работы приводит к потерям в стали и в меди не превышающим номинальные значения. Тепловой режим АД в колебательном режиме не отличается от теплового режима при обычной работе АД ( вращение на номинальной, паспортной, частоте) при обеспечении равенства действующих фазных токов статора и номинальных токов.

Рис.4. 1). Принципиальная схема экспериментального стенда, где АД - асинхронный двигатель; Т1-Т4 - тиристорные ключи; К-50 -измерительный блок; ДТ - датчик тока; ДН - датчик напряжения; ТГ - тахогенератор; ЦО - цифровой осциллограф; ГИ - генератор импульсов; Р1-Р2 - реле; Д1-Д2 - диоды; TP - регулируемый под нагрузкой трансформатор; V - вольтметр; FTp - сила трения на тормозной колодке; С - упругий элемент. 2). Принципиальная схема тиристорного ключа, где R - добавочное сопротивление, Р21 - контакт 1 реле Р2.

Аналитическое определение действующих фазных токов статора и моментов при работе асинхронного электромеханического

1L/-P>7 b).

= F1I

преобразователя возвратно-вращательного движения от тири-сторных блоков затруднено, поэтому действующие значения определялись на имитационной модели, программа МАТЪАВ, приложение 8птш1шк, на которой математическое описание маслоза-полненного погружного АД представлено классическими уравнениями Парка-Горева, а двухмассовая механическая система уравнениями (1).

При введении скважности питающего напряжения в каждый полупериод колебаний в пределах 0,4-0,6 можно получить тепловой режим равный номинальному режиму. Регулирование скважностью питающего напряжения осуществлялось обратной связью по скорости колебания ротора относительно статора, причем открытие и закрытие тиристорных блоков соответствовало определенной скорости колебаний.

Проверка амплитудно-частотных характеристик колебаний ротора относительно статора, средних токов и моментов, полученных при имитационном моделировании, проведена на экспериментальном стенде.

На (рис.4.1) показана принципиальная схема экспериментального стенда, упрощенная модель асинхронного электромеханического преобразователя возвратно-вращательного движения при питании от трехфазной сети с тиристорными ключами, которые производят изменение порядка следования фаз АД. ГИ управляет открытием тиристорных ключей Т1, Т2, ТЗ, Т4 с необходимой частотой и скважностью. Тиристорный ключ содержит два встречно-параллельно соединенных тиристора (рис.4.2). Т1, ТЗ открываются положительным импульсом с ГИ, а отрицательным импульсом открываются Т2 и Т4. Также экспериментальный стенд содержит измерительную аппаратуру и тормозную колодку, моделирующая момент сопротивления.

Экспериментальные исследования асинхронного электромеханического преобразователя возвратно-вращательного движения (рис.4.1) подтвердили справедливость полученных теоретических положений. Экспериментально полученные значения с точно-

стью до 15 % совпадает со значениями, полученными при имитационном моделировании.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В диссертации, представляющей собой законченную научную работу, приведены теоретические и экспериментальные положения, которые в совокупности можно квалифицировать как научно-технические решения по выбору параметров асинхронного электромеханического преобразователя возвратно-вращательного движения для динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле, внедрение которого в практику буровых работ вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса и позволит создавать новые буровые комплексы, обладающие существенно большей эффективностью.

Основные научные и практические выводы заключаются в следующем:

1. Перспективным направлением развития технологии и техники бурения скважин буровыми снарядами на грузонесущем кабеле следует считать создание резонансного динамически уравновешенного безредукторного снаряда на базе АД.

2. Существенным техническим преимуществом динамически уравновешенного бурового снаряда является отсутствие неподвижных конструктивных частей, что снижает аварийность выполнения спускоподъемных операций.

3. Перспективными областями применения предлагаемого бурового снаряда можно считать очистку призабойных зон добычных нефтяных и газовых скважин, отрабатывающих продуктивные пласты с пескопроявлением, пласты с высоковязкой нефтью с применением забойных электротермических устройств, а так же взятие проб со дна Мирового океана, бурение ледников.

4. Амплитуда колебаний ротора относительно статора на холостом ходу ограничена отношением амплитудных значений угловых скоростей электромагнитного поля АД и механических резонансных колебаний, а при номинальной нагрузке - расчетными значениями амплитуды колебаний и резонансной частоты, а так же электромеханическими параметрами системы.

5. Колебания на собственной частоте механической системы может быть обеспечено введением регулируемой положительной обратной связи по скорости, при этом коэффициент передачи определяется выражением К = 1 + ^^.

6. Для обеспечения технологических параметров бурового снаряда момент АД должен удовлетворять условию О 8МК > Мс .

7. Разработанная методика позволяет выбирать динамические параметры системы как с использованием в качестве источника питания ПЧ со скалярным управлением, так и с питанием от реверсивных тиристорных блоков, при этом основным требованием при расчете параметров является обеспечение теплового режима работы АД равного номинальному режиму.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Соловьев В.А. Особенности электропривода динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле // Сборник научных трудов ЮРГТУ. №4, 2001. г., Новочеркасск, с.38-40.

2. Соловьев В.А. Влияние устройства продольной емкостной компенсации на работу асинхронного двигателя в режиме возвратно-вращательного движения // Проблемы машиноведенья и машиностроения: Межвузовский сборник, Вып. №29, 2002 г., СПб.: СЗТУ, с.68-71.

3. Соловьев В.А. Колонковый электромеханический буровой снаряд / В.А.Соловьев, Э.А.Загривный // Бюллетень Российского агентства по патентам и товарным знакам, 2003 г., №2. стр.215.

4. Пат. 2228420 РФ, МКИ3 Е 21 В 4/04. Колонковый буровой снаряд с электрическим приводом/ Загривный Э.А, Соловьев В.А. - №2002118405; Заявлено 08.07.02; Опубл. 10.05.04, Бюл. №13, Приоритет 08.07.02 - Зс.: ил. УДК 621.313.333:622.233.6 (088.8).

РИЦ СПГТИ 28 04 2005 3.196 Т 100 экз. 199106 Саша-Петербург, 21-я линия, д.2

»'9416

РНБ Русский фонд

2ША 5337

Введение.

Глава. 1. Анализ существующих электромеханических систем.

1.1. История развития электрического бурения.

1.2. Принципы построения электроприводов колебательного движения.

1.3. Буровые электромеханические снаряды на грузонесущем кабеле.

1.4. Режимы работы породоразрушающего инструмента.

1.5. Особенности технологии бурения электробурами.

1.6. Современное состояние электробурения.

1.7. Асинхронные двигатели со специальным ротором.

1.8. Погружной электродвигатель.

1.9. Вентильный двигатель.

1.10. Аспекты морского бурения.

1.11. Пескопроявление.

1.12. Цели и задачи исследования.

Выводы к главе 1.

Глава 2. Теоретические исследования электромеханического преобразователя.

2.1. Конструктивная и расчетная динамические схемы бурового снаряда с электромеханическим преобразователем возвратно-вращательного действия.

2.2. Математическая модель электромеханического преобразователя.

2.3. Разомкнутая система со статическим модулем жесткости.

2.4. Замкнутая система со статическим модулем жесткости.

2.5. Методика определения основных параметров динамически уравновешенного бурового снаряда.

2.6. Пример расчета основных параметров динамически уравновешенного бурового снаряда.

2.7. Реализация знакопеременного момента на валу двигателя.

Выводы к главе 2.

Глава.З. Имитационное моделирование процессов в асинхронном электромеханическом преобразователе.

3.1. Моделирование вынужденных колебаний в механической системе с комбинацией сухого трения с вязким трением.

3.2. Имитационное моделирование механических колебаний с разомкнутой системой управления.

3.3. Имитационное моделирование механических колебаний с замкнутой системой управления.

3.4. Имитационная модель с учетом электромагнитных процессов.

3.5. Результаты анализа при питании асинхронного электромеханического преобразователя от преобразователя частоты.

3.6. Результаты анализа при питании асинхронного электромеханического преобразователя от блока реверса.

Выводы к главе 3.

Глава.4. Лабораторно-экспериментальные исследования асинхронного электромеханического преобразователя.

4.1. Экспериментальная установка.

4.2. Конструкция лабораторной установки асинхронного электромеханического преобразователя.

4.3. Определение момента инерции.

4.4. Исследование режимов работы электромеханического преобразователя на физической модели.

Выводы к главе 4.

Повышение эффективности ряда поисковых, разведочных и вспомогательных буровых работ может быть достигнуто применением буровых снарядов на грузонесущем кабеле. Буровые установки при этом обладают высокой мобильностью, малой металлоемкостью и не требуют применения наземных систем циркуляции промывочных жидкостей.

К указанным работам можно отнести: бурение скважин в ледниковых отложениях в отдаленных областях Земли (Антарктида, Арктика, и т.д.), взятие проб грунтов со дна Мирового океана на больших глубинах, алмазное бурение с предельно допустимыми линейными средними скоростями движения породоразрушающего инструмента, очистка призабойных интервалов эксплуатационных нефтяных и газовых скважин в продуктивных пластах, склонных к пескопроявлению.

Работы по созданию колонковых буровых снарядов на грузонесущем кабеле проводились в СССР, России, США, Дании, Франции, Японии.

Наивысшие результаты, занесенные в Книгу рекордов Гиннеса, получены при бурении ледниковых отложений в Антарктиде (3623 м) электромеханическим буровым снарядом на грузонесущем кабеле, разработанным и изготовленном в России (Санкт-Петербургский Государственный горный институт).

Все известные электромеханические буровые снаряды включают в себя электродвигатель, редуктор, колонковую трубу, шламосборник, циркуляционный насос и распорное устройство для компенсации реактивного момента породоразрушающего инструмента (коронки). Одним из перспективных направлений совершенствования электромеханического бурового снаряда на грузонесущем кабеле может явится разработка безредукторного динамически уравновешенного бурового снаряда. Современное состояние силовой преобразовательной техники и систем управления позволяет создать электромеханический преобразователь на основе короткозамкнутого асинхронного двигателя, обеспечивающего резонансные гармонические возвратно-вращательные движения коронки.

Анализу процессов в динамически уравновешенном колонковом электромеханическом буровом снаряде с возвратно-вращательным движением коронки на базе погружного маслозаполненного асинхронного двигателя посвящена настоящая работа.

Научные положения выносимые на защиту:

- Амплитуда возвратно-вращательных колебаний на собственной частоте асинхронного динамически уравновешенного преобразователя при частотном управлении формированием знакопеременного электромагнитного момента с неизменным потокосцеплением статора на холостом ходу прямо пропорциональна отношению амплитудных значений угловых скоростей электромагнитного поля асинхронного двигателя и ротора относительно статора, а под нагрузкой уменьшается обратно пропорционально отношению моментов сопротивления на валу ротора и критического момента асинхронного двигателя.

- Положительная регулируемая обратная связь по скорости ротора относительно статора резонансного асинхронного преобразователя обеспечивает устойчивую работу на собственной частоте в диапазоне изменений значений коэффициента передачи этой связи от нуля до величины прямо пропорциональной моменту нагрузки и обратно пропорциональной коэффициенту жесткости линейной части механической характеристики асинхронного двигателя и соотношению моментов инерции статорной и роторной частей преобразователя.

- Номинальный тепловой режим работы резонансного преобразователя на базе погружного маслозаполненного короткозамкнутого асинхронного электродвигателя обеспечивается при питании от преобразователя частоты со скалярным управлением при средних действующих значениях фазных токов и моментов, равных номинальным (паспортным) значениям, а при питании от реверсивных тиристорных блоков при скважности подачи номинального напряжения 0,4-0,6 в каждый полупериод колебаний и включением-отключением его при скоростях движения ротора относительно статора, соответствующих указанной скважности.

Работа базируется на результатах исследований отечественных ученых в области бурения электромеханическими буровыми снарядами под руководством заслуженного деятеля науки и техники, проф. Б.Б. Кудряшова, Г.К. Степанова, В.Ф. Фисенко, В.К. Чистякова, Н.И. Васильева, Н.Д. Михайловой, Г.К. Степанова., в области электропривода А.А. Булгакова, О.В. Иванова, И.П. Копылова, В.И. Луковникова, в области теоретической механики В.В. Болотина, Г.Ю. Бать, Р.Ф. Нагаева, С.П. Тимошенко, в области автоматического регулирования В.А. Бесекерского, JI.C. Гольдфарба.

Диссертационная работа выполнена на кафедре «Электротехники и Электромеханики» Санкт-Петербургского государственного горного института (технического университета).

Автор выражает искреннюю глубокую благодарность заведующему кафедрой «ЭиЭМ» СПбГГИ(ТУ) д.т.н., проф. Козяруку А.Е., научному руководителю д.т.н., проф. Загривному Э.А., к.т.н., доц. Емельянову А.П., к.т.н., доц. Коновалову Б.П. за помощь в подготовке диссертационной работы.

ГЛАВ АЛ. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4

1. Экспериментально подтверждена работоспособность бурового снаряда с асинхронным двигателем в качестве привода.

2. С увеличением момента сопротивления происходит незначительное уменьшение резонансной частоты.

3. Использование для реверса тиристорных ключей приводит к перегреву асинхронного двигателя даже на холостом ходу, а снижение амплитуды питающего напряжения и введение скважности приводит к потерям мощности.

4. Использование преобразователя частоты для питания и реверса установки приводит к улучшению теплоэнергетических показателей асинхронного двигателя.

5. Целесообразно использование положительной обратной связи по скорости для настройки системы на резонансную частоту.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические выводы заключаются в следующем:

1. Перспективным направлением развития технологии и техники бурения скважин буровыми снарядами на грузонесущем кабеле следует считать создание резонансного динамически уравновешенного безредукторного снаряда на базе АД.

2. Существенным техническим преимуществом динамически уравновешенного бурового снаряда является отсутствие неподвижных конструктивных частей, что снижает аварийность выполнения спускоподъемных операций.

3. Перспективными областями применения предлагаемого бурового снаряда можно считать очистку призабойных зон добычных нефтяных и газовых скважин, отрабатывающих продуктивные пласты с пескопроявлением, пласты с высоковязкой нефтью с применением забойных электротермических устройств, а так же взятие проб со дна Мирового океана, бурение ледников.

4. Амплитуда колебаний ротора относительно статора на холостом ходу ограничена отношением амплитудных значений угловых скоростей электромагнитного поля АД и механических резонансных колебаний, а при номинальной нагрузке - расчетными значениями амплитуды колебаний и резонансной частоты, а так же электромеханическими параметрами системы.

5. Колебания на собственной частоте механической системы может быть обеспечено введением регулируемой положительной обратной связи по скорости, при этом коэффициент передачи определяется выражением К = 1 + у^р •

6. Для обеспечения технологических параметров бурового снаряда момент АД должен удовлетворять условию 0.8МК > Мс.

7. Разработанная методика позволяет выбирать динамические параметры системы как с использованием в качестве источника питания ПЧ со скалярным управлением, так и с питанием от реверсивных тиристорных блоков, при этом основным требованием при расчете параметров является обеспечение теплового режима работы АД равного номинальному режиму.

1. Cibon. New drilling technique with motordriven bit. "World Oil.", vol. 126, No 6, 1947, p.37-39.

2. A.c. №1716067, Буровой снаряд. 1992, Бюл.№8. Васильев Н.И., Тала-лай П.Г., Чистяков В.К.

3. А.с. №20028405, Колонковый буровой снаряд с электроприводом. 2004, Бюл.№1. Загривный Э.А., Соловьёв В.А.

4. А.с. №2209912, 10082003, Колонковый электромеханический буровой снаряд Бюл.№22. Литвиненко B.C., Кудряшов Б.Б., Соловьев Г.Н., Загривный Г.А., Васильев Н.И.

5. А.с. №399000, Электробур для бурения скважин во льду. 1973, Бюл. №39.Кудряшов Б.Б., Фисенко В.Ф., Степанов Г.К.

6. А/д. Аксенова Н.А. Исследование и разработка техники, технолгии за-канчивания скважин с неустойчивыми коллекторами. «НИПИ ТСС» при ГОУ ВПО ТюмГНГУ. 2004.

7. А/д. Федотов В.М. Асинхронный колебательный электропривод с регулируемой собственной частотой. Томск, ПолиТех, 1982.

8. Абдулрахманов К.А. Асинхронные электроприводы с регулируемой ЭДС двигателя. «Электротехника» №04/01.

9. Адкинс Б. Общая теория электрических машин. М.; Л.: ГЭИ, 1970.

10. АиповР.С. Линейный электропривод колебательного движения. Уфа, 1994.

11. Альтшуллер М.И. Регулируемый электропривод с вентильным двигателем для погружных насосов нефтяных скважин. «Электротехника» №2/01.

12. Бабков Н. А., Воронов А. А. и др. Теория автоматического управления, ч. I. М., "Высшая школа", 1977.

13. БатьМ.И. Теоретическая механика в примерах и задачах. Механика. — М.: Наука.

14. Бирюков В.Я. Перспективы инженерно-геологического бурения подводными буровыми станками-автоматами. Рига: ВНИИморгео, Сборник научных трудов, 1987.

15. Богданов А.А. Погружные центробежные электронасосы. М., Гостоп-техиздат, 1957.

16. Богданов А.А. Тенденции в нефтяном бурении США. Американская техника и промышленность. Амторг, 1948, №8-9

17. Булатов А. И., Аветисов А. Г. Справочник инженера по бурению. Том 1, М., "Недра", 1985.

18. Васильев А.И. Оптимальные процессы в электроприводах. М.: Энергия, 1966.

19. Васильев Н.И. Результаты испытаний электромеханического снаряда КЭМС-112 на станции Восток, и др./ №79, 1995.

20. Вешеневский С.Н. «Характеристики двигателей в электроприводе». JI. Энергия, 1977.

21. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0. Учебное пособие. СПб.: КОРОНА принт., 2001.

22. Дегтярева E.JL, Потапов JI.A. «Исследование механических характеристик электрических машин с массивным ферромагнитным ротором». Известия ВУЗ №2-3, 1998.

23. Иванов О.В., Комаров Б.И., Сигаррета А.Д. «Асинхронный двигатель с последовательными конденсаторами при периодической нагрузке». Записки ЛГИ, t.LXX, выпуск 1, «Блочные оптимальные системы электроприводов горных машин».

24. Кадеев Г.Д. «Момент трехфазного асинхронного двигателя и теория качающегося магнитного поля», Электромеханика №3, 1977.

25. Климентов М.Н. «Новые буровые снаряды с фильтровыми колоннами для сооружения наклонно-восстающих скважин». "Шахтное строительство" №10, 1990.

26. Ковач К.П., Рац И. «Переходные процессы в машинах переменного тока». М: Госэнергоиздат. 1963.

27. Копылов И.П. и др. Математическое моделирование асинхронных машин. -М: Энергия, 1969.

28. Копылов И.П. Электромеханические преобразователи энергии. — М.: Энергия, 1973.

29. КудряшовБ.Б. Механическое бурение скважин во льду, Лениниград, 1988.

30. Куцевалов В.М. Вопросы теории и расчета асинхронных машин с массивными роторами. М: 1986.

31. ЛандаП.С. Автоколебания в распределенных системах. М.: Наука 1983.

32. ЛандаП.С. Автоколебания в системе с конечным числом степеней свободы. М.: Наука, 1980.

33. Лисичкин С.М. Очерки по истории развития отечественной нефтяной промышленности. М., Гостоптехиздат, 1954.

34. Луковников В.И. «Проблемы разработки и исследования электродвигателей периодического движения», ДЭМ, Омск, 1984.

35. Луковников В.И. «Рабочие характеристики обобщенного колебательного электродвигателя»., Электричество, №5, 1979.

36. Луковников В.И. «Электропривод колебательного движения», -М. Энер-гоатомиздат, 1984.

37. Луковников В.И. О статье КадееваГ.Д. «Момент трехфазного асинхронного двигателя и теория качающегося магнитного поля», Изв. ВУЗов, Электромеханика, №7, 1982.

38. Луковников В.И. Символический метод расчета характеристик электродвигателя колебательного движения. Электричество, №4, 1978.

39. Луковников С.А. Исследование электромеханических переходных процессов при колебательном режиме электродвигателей серий ДИД, АДП, ЭМ. -Изв. Томского политехи, ин-та, 1975.

40. Лукошков А.В. Бурение неглубоких разведочных скважин в море с борта плавсредств. -М: Недра, 1980.

41. Минин А.А., Погарский А.А. Форсирование механической скорости беструбного электробура. «Нефтяное хозяйство», 1956, №3.

42. Минин А.А., Погарский А.А., ЧефрановК.А. Техника беструбного бурения скважин. М., Гостоптехиздат, 1956.

43. Мительман Б.И. К вопросу о сравнении балансовой мощности при бурении глубоких скважин электробурами и турбобурами. «Гидравлика в бурении». М., «Недра», 1965.

44. Михайлова Н.Д. Техническое моделирование колонкового бурения. -М: Недра, 1985.

45. Могильников B.C. «Асинхронный двигатель с двухслойным ротором», -М: Энергия 1983.

46. Олейников A.M. «Экспериментальное сравнение асинхронных двигателей с короткозамкнутыми и двухслойными роторами в различных режимах работы», Электричество №3, 1975.

47. Петров И.И., Мейстель A.M. Специальные режимы работы асинхронного электропривода. М: Энергия, 1968.

48. Петров Л.П. Моделирование асинхронных электроприводов с тиристор-ным управлением. М.: Энергия, 1977.

49. Пиотровский Л.М. Электрические машины. М., Госэнергоиздат, 1950.

50. Сандлер А.С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. — М.: Энергия, 1974.

51. Свиридов B.C., Паненко И.А. Повышение нефтеотдачи пластов месторождений на поздней стадии разработки: "Нефтяное хозяйство" №4, 1993.

52. Сили С. Электромеханическое преобразование энергии. М., 1968.

53. Скворцов Ю. Бурение бурению рознь. «Нефтегазовая Вертикаль» №9, 2000.

54. Соловьёв В.А «Влияние устройства продольной емкостной составляющей на работу асинхронного двигателя в режиме возвратно-вращательного движения.» Межвузовский сборник «Проблемы машиноведения и машиностроения» №29, СПб. 2003.

55. Соловьёв В.А. «Особенности электропривода динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле». Сборник научных трудов ЮРГТУ г. Новочеркасск. №12, 2001.

56. Солтыш В. М., Меерсон Е.Г., Бубнов Е.С. Руководство по алмазному бурению геологоразведочных скважин. М., Госгеолтехиздат, 1963.

57. Столяров И. М. Автоматизированный электропривод станков шарошечного бурения. JL, ЛГИ, 1979.

58. Строганов В. Состояние и развитие работ в области крепления приза-бойной зоны пескопроявляющих скважин. «Освоение и добыча трудноизвле-каемых и высоковязких нефтей». Сборник докладов 2-й Международной конференции, "Советская кубань", 2000.

59. Счастливый Г.Г., Семак В.Г., Федоренко Г.М. Погружные асинхронные электродвигатели. М.: Энергоатомиздат, 1983.

60. Тараканов С.Н., Кудряшов Б.Б. и др Технология и техника разведочного бурения, и др. Изд. 3-е, перераб. и доп. М., Недра, 1983.

61. Теодорчик К.Ф. Автоколебательные системы. -М. Л.:ГИТТЛ, 1952.

62. Тетельбаум И.М., Электрическое моделирование. Физматгиз, 1959.

63. Тимошенко С.П., Янг Д.Х., Уивер У. Колебания в инженерном деле. / Пер. с англ. Л.Г. Корнейчука; Под. ред. Э.И. Григолюка. М: Машиностроение, 1985.

64. Фоменко Ф.Н. «Бурение скважин электробуром». М.: Недра, 1974.

65. Хайруллин X. и др. Вибрационный электродвигатель со спиральным вторичным элементом. Электротехника, № 9, 1994.

66. ЧиликинМ.Г. Основы автоматизированного электропривода. М.: Энергия. 1974.

67. Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. «Теория автоматизированного электропривода». М.: Энергия, 1979.

68. Чувашев В.А., Железняков А.В. Математическая модель взрывозащи-щенного асинхронного погружного электродвигателя для привода центробежных бесштанговых насосов. «Электротехника» №10/2.

69. Шкурко О.А. Бесконтактный электропривод возвратно-вращательного движения для бурового снаряда. // Сборник трудов молодых ученых СПбГГИ. СПб, 1998.

70. Шкурко О.А. Динамически уравновешенный буровой снаряд на грузонесущем кабеле. // Ежегодная научная конференция молодых ученых "Полезные ископаемые России и их освоение". Тезисы докладов. СПб, 1996.

71. Шкурко О.А. Математическая модель процесса бурения скважин. // Ежегодная научная конференция молодых ученых "Полезные ископаемые России и их освоение". Тезисы докладов. СПб, 1997.

72. Шкурко О.А., Козярук А.Е. Автономный буровой снаряд на грузонесущем кабеле с поворотноугловым движением породоразрушающего инструмента. // Молодежная научная конференция в рамках 26й недели науки СПбГТУ. Материалы докладов, ч. 2. СПб, 1998.