автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Авторезонансный асинхронный бездатчиковый электропривод возвратно-вращательного движения динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле

150153

На правах рукописи

ИВАНИК Владислав Владимирович

и-

АВТОРЕЗОНАНСНЫЙ АСИНХРОННЫЙ БЕЗДАТЧИКОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

ДИНАМИЧЕСКИ УРАВНОВЕШЕННОГО БУРОВОГО СНАРЯДА НА ГРУЗОНЕСУЩЕМ

КАБЕЛЕ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические

комплексы и системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 6 июн 2011

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2011

4850153

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном университете.

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор

Загривный Эдуард Анатольевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Соколовский Георгий Георгиевич, кандидат технических наук

Зильберман Алексей Ефимович

Ведущее предприятие - ОАО «Силовые машины».

Защита диссертации состоится 27 июня 2011 г. в 14 ч 30 мин на заседании диссертационного совета Д 212.224.07 при Санкт-Петербургском государственном горном университете по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд.7212.

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

Автореферат разослан 26 мая 2011 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета доктор технических наук, профессор В.В.ГАБОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Известные электромеханические буровые снаряды на грузонесущем кабеле нашли широкое применение для бурения ледников. При бурении слабосвязанных пород и интервалов с кавернами эти снаряды становятся неработоспособными из-за потери способности компенсировать реактивный момент, возникающий при работе бурового снаряда на забое.

Разработанным, запатентованным и изготовленным в СПГГИ (ТУ) традиционным электромеханическим буровым снарядом на грузонесущем кабеле достигнуты наивысшие мировые результаты при бурении ледника в Антарктиде на станции Восток (в феврале 2011 года глубина скважины 5Г составила 3720 м). Используемые за рубежом для тех же целей буровые снаряды на грузонесущем кабеле принципиально не отличаются от указанного.

Динамически уравновешенные буровые снаряды (ДУБС) с электроприводом возвратно-вращательного движения (ВВД), разрабатываемые в СПГГИ(ТУ), не требуют применения редукторов и распорных устройств. Они могут быть использованы для очистки призабойных зон нефтяных и газовых скважин, вскрытия продуктивных пластов, бурения в шельфовых зонах с бортов неспециализированных судов и взятия проб донных отложений морей и океанов, а также для решения важной научно-технической и престижной для СПГГИ(ТУ) и РФ задач взятия донных проб подледникового озера Восток в Антарктиде.

Одним из актуальных вопросов, не рассмотренных ранее, является исследование возможности применения авторезонансного частотно-регулируемого асинхронного бездатчикового электропривода для ДУБС с ВВД на базе серийно выпускаемого погружного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, решению которого и посвящена настоящая работа.

Работа базируется на результатах исследований авторов в областях технологий бурения скважин, теоретической механики, электромеханики, теории колебаний и частотно-регулируемого электропривода: Асташева В.К., Блехмана И.И., Бобина Н.Е., Вайсбер-гаЛ.А., Васильева Н.И., Емельянова А.П., Загривного Э.А., Козяру-каА.Е, Кудряшова Б.Б., Луковникова В.И., Мандельштама Л.И., На-

гаеваР.Ф., Пронина М.В., Рудакова В.В., Соколовского Г.Г., Тимошенко С.П., Усольцева А.А., Шестакова В.М., Яблонского А.А и др.

Цель работы - разработка авторезонансного частотно-регулируемого асинхронного бездатчикового электропривода возвратно-вращательного движения динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле для очистки призабойных зон нефтяных и газовых скважин, а также взятия донных проб морей, океанов и подледникового озера Восток в Антарктиде.

Задачи исследования включают разработку:

1. Расчетной модели электромеханической системы динамически уравновешенного бурового снаряда возвратно-вращательного движения на грузонесущем кабеле.

2. Математической модели ДУБС с ВВД на грузонесущем кабеле.

3. Имитационной компьютерной модели ДУБС с ВВД на грузонесущем кабеле.

4. Алгоритма, обеспечивающего авторезонансный колебательный режим работы частотно-регулируемого асинхронного бездатчикового электропривода ДУБС с заданной линейной скоростью движения буровой коронки.

5. Методики определения основных параметров ДУБС ВВД на грузонесущем кабеле.

6. Лабораторного экспериментального стенда для исследования авторезонансного электропривода ВВД.

Идея работы. Авторезонансный режим колебаний буровой коронки динамически уравновешенного бурового снаряда на основе частотно-регулируемого асинхронного бездатчикового электропривода возвратно-вращательного движения следует реализовы-вать путем реверсирования электромагнитного момента синфазно со скоростью в точках её нулевого значения и стабилизации амплитуды колебаний по данным, вычисленным в наблюдателе координат.

Научная новизна:

1. Обоснованно возбуждение авторезонансных колебаний бездатчикового асинхронного электропривода возвратно-вращательного движения путем реверсирования электромагнитного момента в точках нулевого значения вычисленной угловой скорости.

2. Получена аналитическая зависимость требуемого управляющего воздействия для стабилизации амплитуды резонансных колебаний, определяемого произведением электромагнитного момента на предыдущем полупериоде и отношения амплитудных значений угловых скоростей заданного к вычисленному на предыдущем полупериоде колебаний.

3. Получен метод определения коэффициента эквивалентного вязкого трения на буровом снаряде в режиме резонансных колебаний, определяемый отношением амплитудных значений электромагнитного момента и угловой скорости, вычисленной на текущем полупериоде в наблюдателе координат.

Защищаемые положения:

1. Авторезонансный режим частотно-регулируемого без-датчикового асинхронного электропривода возвратно-вращательного движения обеспечивается изменением знака электромагнитного момента электродвигателя синфазно угловой скорости в точках перехода ее через нулевое значение, вычисленной в наблюдателе координат.

2. Для стабилизации амплитуды авторезонансных колебаний ротора необходимо и достаточно в течение каждого полупериода формировать электромагнитный момент асинхронного двигателя, определяемый произведением вычисленного на предыдущем полупериоде коэффициента эквивалентного вязкого трения и заданного значения угловой скорости.

Методы исследований. Теоретические исследования, имитационное моделирование электромеханической системы с использованием пакета МАТЬАВ, анализ полученных результатов. Экспериментальные исследования режимов работы макета на лабораторном стенде с помощью аппаратно-программного комплекса на базе платы АЦП/ЦАП Ь-САЬШ Е14-140-М и программы ЬОгарЬ2, анализ полученных результатов.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и результатов базируется на использовании известных положений теоретической механики, теории колебаний, электромеханики и электрических машин, теории автоматизированного электропривода, методов компьютерного моделирования и сходимостью резуль-

тагов теоретических и экспериментальных исследований (90-95%).

Научная ценность результатов исследования заключается в разработке:

1. Имитационной модели электромеханической системы ДУБС с электроприводом возвратно-вращательного движения на основе погружного асинхронного электродвигателя (АД) с коротко-замкнутым ротором и преобразователем частоты с векторным и алгоритмами прямого управления моментом и стабилизации заданной амплитуды колебаний.

2. Алгоритма вычисления электромагнитного момента частотно-регулируемого асинхронного электропривода для получения авторезонансных колебаний ротора ДУБС с заданной амплитудой угловой скорости.

Практическая значимость работы заключается в разработке:

1. Электромеханического колонкового бурового снаряда, в котором в качестве упругого элемента используется пружина кручения, защищенного патентом РФ №95728.

2. Экспериментального стенда, имитирующего работу ДУБС с электроприводом возвратно-вращательного движения на основе асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором и преобразователя частоты с алгоритмом прямого управления моментом, а также системой управления, выполненной на контроллере, с нагрузкой в виде ЭД постоянного тока.

Апробация работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований обсуждались на Международной конференции «Инновации в геофизических исследованиях, геологии и металлургии», Фрайберг, Германия, 2010 г., ежегодных конференциях молодых ученых СПГТИ (ТУ) в 2007-2009 гг, на научных семинарах кафедры электротехники и электромеханики СПГТИ (ТУ), на Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «XXXVI Неделя науки СПбГПУ» 2008 г,

Личный вклад автора:

1 .Разработана конструктивная схема динамически уравновешенного бурового снаряда возвратно-вращательного движения на грузонесущем кабеле с пружиной кручения (Пат. РФ №95728).

2. Разработана имитационная модель электромеханической системы ДУБС с авторезонансным частотно-регулируемым асинхронным бездатчиковым электроприводом возвратно-вращательного движения.

3. Разработан алгоритм стабилизации амплитуды авторезонансных колебаний ЭМС ДУБС.

4. Создан экспериментальный лабораторный стенд для исследования авторезонансного частотно-регулируемого асинхронного электропривода ВВД с алгоритмом прямого управления моментом.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе 3 работы в журналах, рекомендованных ВАК, 1 патент на изобретение РФ, а также получено положительное решение о выдаче патента РФ.

Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 76 наименований, содержит 63 рисунка и 20 таблиц. Общий объем работы - 119 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и сформулированы цель и идея работы.

В первой главе проведен анализ существующих электромеханических буровых систем на грузонесущих кабелях, способов управления резонансными колебаниями, алгоритмов частотного управления асинхронным двигателем и наблюдателей координат АД.

Во второй главе представлены математическая модель электромеханической системы ДУБС, способ возбуждения авторезонансных колебаний и закон управления электромагнитным моментом АД.

В третьей главе представлены имитационная модель частотно-регулируемого асинхронного бездатчикового электропривода ВВД и результаты исследований режимов с разработанным алго-ритмамом управления при различных комбинациях нагрузок на пород оразрушающем органе ДУБС.

В четвертой главе представлен экспериментальный лабораторный стенд частотно-регулируемого асинхронного электропривода ВВД для исследований авторезонансных режимов, приведены результаты экспериментальных исследований.

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

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Авторезонансный режим частотно-регулируемого бездатчикового асинхронного электропривода возвратно-вращательного движения обеспечивается изменением знака электромагнитного момента электродвигателя синфазно угловой скорости в точках перехода ее через нулевое значение, вычисленной в наблюдателе координат.

Динамически уравновешенный буровой снаряд (ДУБС) представляет собой колебательную электромеханическую систему с двумя степенями свободы и с асинхронным электроприводом возвратно-вращательного движения.

На рис. 1 статорная часть 3, 4 погружного маслозаполнен-ного асинхронного двигателя соединена с роторной частью 5, 8, 10 и 11 пружиной кручения 7. Углы колебаний статорной и роторной частей бурового снаряда связаны следующими соотношениями:

-ф, = а)

1 I Т2 I Ji+J2

где ф = ф2 + ф1 - полный угол закручивания пружины кручения, рад.

При постановке снаряда на забой и подаче на статорные обмотки электродвигателя напряжения, формирующего знакопеременный электромагнитный момент, статорная и роторная части совершают возвратно-вращательные движения в противоположных направлениях. При работе на резонансной частоте электромеханической системы амплитуды колебаний имеют максимальные значения, а сумма моментов вращения, действующих на эти части, равна нулю, т.е. буровой снаряд является динамически уравновешенным.

Рис. 1. Динамически уравновешенный буровой снаряд а) конструктивная схема

(Пат. РФ № 95728): 1 - грузонесущий кабель; 2 - кабельный замок; 3 - отсек электродвигателя; 4 - статорная труба; 5 - крепежное кольцо на роторе; 6 - крепежное кольцо в статорной трубе; 7 - пружина кручения; 8 - конец вала ротора; 9 - подшипниковый узел; 10 - колонковая труба; 11 - буровая коронка; б) расчетная схема

Математическое описание рассматриваемой системы получено из уравнений Лагранжа второго рода для обобщенных координат (р^, (рг\

17, ср;++«р, - сф2 = м ^

1/2Ф* +Ц2<р2 +Mcтsign{^г) + c^2 -ар, =~м'

где - М - электромагнитный момент короткозамкнутого асинхронного двигателя, Нм; //;, цГ коэффициенты жидкостного трения на статорной и роторной частях бурового снаряда соответственно, Нмс/рад; МСт - момент сухого трения, Нм; <р] - угол поворота

статорной части бурового снаряда, рад; <¡>2- угол поворота роторной части бурового снаряда, рад; 3\ и У2- моменты инерции статорной и роторной частей бурового снаряда соответственно, кгм2; с - коэффициент жесткости пружины кручения.

Рассмотрены способы формирования электромагнитного момента (ЭМ) асинхронного короткозамкнутого электродвигателя для авторезонансного электропривода возвратно-вращательного движения при векторной системе частотного регулирования, а также в системе частотного регулирования с алгоритмом прямого управления моментом (ОТС).

Для обеспечения авторезонансных колебаний (АК) представленной электромеханической системы ДУБС принят способ по патенту № 2410826 «Способ возбуждения и регулирования авторезонансных колебаний в электроприводе возвратно-вращательного движения».

Устойчивый авторезонансный колебательный режим частотно-регулируемого асинхронного электропривода достигается путем изменения знака электромагнитного момента электродвигателя в моменты равенства нулю угловой скорости вычисленной в наблюдателе координат неполного (НПП) и полного порядков (ПП) по измеренным токам и напряжениям в обмотках асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.

Разработана методика определения динамических параметров электромеханической системы ДУБС с ВВД при заданных частоте резонансных колебаний /, Гц; средней линейной скорости

буровой коронки V, м/с и работы буровой коронки за период \¥к, Дж.

По уравнениям (2) в комбинации с известными имитационными моделями АД, частотного преобразователя и наблюдателя координат в программе МаЙаЬ БитИпк создана имитационная модель ДУБС с асинхронным частотно-регулируемым бездатчиковым электроприводом возвратно-вращательного движения (Рис.2).

Рис. 2. Блок-схема имитационной модели ДУБС: 1 - блок формирования задания для системы управления электроприводом; 2 -блок моделирования системы частотного регулирования электромагнитным моментом; 3,4 - блоки моделирования моментов сопротивления на роторной части снаряда; 5 - блок моделирования момента сопротивления на статорной части снаряда; 6 - осциллографы для отображения динамических параметров бурового снаряда; 7- блок вычисления работ и мощностей; 8 - блок моделирования механической системы ДУБС; 9 - блок моделирования асинхронного электродвигателя; 10 - блок наблюдателя координат

Технологические параметры ДУБС, использованные при моделировании: / = 15 Гц, Уср=5и!с, Ок =0.112м, ШК - ЗЗЗДж.

Вычисленные по методике параметры ДУБС: J1 =0.12кгм2, ./2 =1.2 кг-м2, с = 969 Н м/рад, Мд=51.634 Нм, ц, = 5.084 Н-с/м, ц2 =0.305 Н-с/м, Мст = 16.8Н-м, = 140.25 рад/с. Данные АД: ПЭДУК-22-103: Рн=22 кВт, Цн=700 В, 1н=28.2 А, £=50 Гц, р=1, 1*8=1.1673 Ом, Кк=0.9137 Ом, Ь3=ЬК=0.107 Гн, Ьм=0.103 Гн.

Представленная имитационная модель позволяет исследовать динамические процессы в электромеханической системе ДУБС с алгоритмом прямого управления моментом, а также с векторной системой частотного регулирования (СУ) электромагнитным моментом (ЭМ) АД с разомкнутой и замкнутой системах управления колебаниями при различных нагрузках на коронке бурового снаряда, ко-

торые могут быть представлены сухим, вязким трениями или их комбинацией.

Результаты моделирования, выведенные в виде осциллограмм М3,МД,МС, ф, ф,, ф2, со, юг, со, , представлены на рис.8(а-и).

Лабораторные экспериментальные исследования: Разработан экспериментальный стенд, представленный на рис. 3,4. Асинхронный двигатель типа AMP100S2Y3 (/н = 13.7/7.9, А; Uh = 220/380, В; п = 2850, об/мин; Рн = 4, кВт; Мн = 13.4, Н-м) питание, которого осуществляется от преобразователя частоты ABB ACS601 (5 кВт). Расчетная резонансная частота исследуемого физического макета 11 Гц.

2 з

Рис. 3. Функциональная схема лабораторного стенда: 1-преобразователь частоты; 2-контроллер; 3- генератор сигналов; 4- источник постоянного напряжения; 5- датчики напряжения; 6- тахогенератор; 7- нагрузочная машина постоянного тока; 8-асинхронный двигатель; 9- датчики тока

Система управления электроприводом ДУБС реализована на микроконтроллере АТтеда168РА фирмы Айпе1 с тактовой частотой 16 МГц, вычисляющий моменты времени, в которых угловая скорость равна нулю и формируется команда на реверс электромагнитного момента двигателя в виде сигнала напряжения подводимого к соответствующему входу частотного преобразователя.

Рис. 4. Общий вид узлов экспериментальной установки: 1-преобразователь частоты; 2- контроллер; 3- генератор сигналов; 4- источник постоянного напряжения; 5- датчики напряжения; 6- тахогенератор; 7- нагрузочная машина постоянного тока; 8-асинхронный двигатель; 9- датчики тока; 10- персональный компьютер

На лабораторном стенде реализован авторезонансный режим колебаний в асинхронном электроприводе возвратно-вращательного движения с частотным регулированием на базе алгоритма прямого управления моментом. Экспериментальные осциллограммы представлены на рис.8 (к, л).

2. Для стабилизации амплитуды авторезонансных колебаний ротора необходимо и достаточно в течение каждого полупериода формировать электромагнитный момент асинхронного двигателя, определяемый произведением вычисленного на предыдущем полупериоде коэффициента эквивалентного вязкого трения и заданного значения угловой скорости.

При работе бурового снаряда на забое нагрузка на буровой коронке изменяется в широких пределах: от холостого хода до максимальной. При значительном снижении нагрузки в резонансном режиме углы колебаний могут достигать больших значений, что может привести к аварийному выходу из строя установки. Для стабилизации амплитуды на расчетном уровне разработан

закон управления электромагнитным моментом асинхронного ко-роткозамкнутого двигателя.

Известно, что в резонансном режиме работа, совершаемая за цикл колебаний, в рассматриваемой электромеханической системе может быть записана как:

к к

|мд -ф'Л= л;-фгам - мл =пцАг -со, (3)

о о

где Мд - электромагнитный момент АД, ф' - обобщенная угловая скорость, где ф' = (ф2 - ф,)'; фтм- амплитудное значение полного угла закручивания пружины; ц - коэффициент эквивалентного вязкого трения, действующего на статорной и роторной частях бурового снаряда; со - резонансная частота ЭМС ДУБС.

Из выражения (3) определяется амплитуда резонансных колебаний:

(4)

цсо

Для амплитудного значения угловой скорости выражение (4) примет вид:

м

При известном возмущающем электромагнитном моменте двигателя, действовавшем на предыдущем полупериоде колебаний, Ма(пА) и амплитуде колебаний, вызванной этим возмущением

Фшах(л-1)» коэффициент эквивалентного вязкого трения на предыдущем полупериоде определится выражением:

Фтах(л-1)

С учетом (6) задание электромагнитного момента для частотного преобразователя с целью стабилизации амплитудного значения скорости ф'гш/ получит вид:

МД(.-) - МД(П-1) ,

Ф зад

(7)

Представленный закон управления реализован на имитационной модели, блок-схема которого представлена на рис. 5.

6_ \5_ \£

Рис. 5. Блок схема блока управления авторезонаными колебаниями: 1- блоки реверсирования; 2- блок памяти момента; 3- вычислитель момента; 4-блок памяти скорости; 5- блоки определения амплитудного значения угловой скорости; 6- задание угловой скорости

Осциллограммы амплитудных значений электромагнитного момента Мд, момента сопротивления на буровой коронке Мс и угловой скорости со для различных режимов работы авторезонансного электропривода ДУБС со стабилизацией амплитуды приведены на рис.8 (з, и). На осциллограммах видно, что амплитудное значение угловой скорости колебаний под действием изменяющегося во времени момента трения на рабочем органе бурового снаряда остается практически неизменной, а изменяется электромагнитный момент электродвигателя. В первом случае момент сопротивления на буро-

вой коронке представлен комбинацией сухого - 30%, вязкого - 70% и случайного отклонения этих величин от базовых значений в пределах ±7% по нормального закону распределения, во втором - линейно нарастающей комбинацией сухого и вязкого трения в тех же соотношениях, что и в первом случае.

Для оценки влияния ошибки вычисления нулевого значения скорости (моментов времени изменения знака Мд), искусственно вводились отклонения ±0.01, ±0.03, ±0.05 и ±0.07 долей полупериода от указанного вычисленного значения.

На осциллограммах (рис. 6, 7) отклонение инициализируется ступенчато на 5, 13, 21 и 29 секунде, интервал воздействия равен 3 секундам.

Рис. 6. Осциллограммы амплитудных значений электромагнитного момента и угловой скорости при ошибке вычисления без системы стабилизации амплитуды

КМ.йА*-

Рис.8. Расчетные и экспериментальные осциллограммы: а) ЭМ момент АД с векторной СУ; б) ЭМ момент АД с БТС; в, г) угловые скорости ротора в нормальном режиме и при уменьшении сопротивления ротора, (0А - фактическая, б)г2 - вычислитель НПП, а),2 - вычислитель ПП; д) режим АК при комбинации сухого, вязкого и случайной составляющей трения е) режим АК при линейно нарастающей комбинации сухого и вязкого трения; ж) режим АК при больших ошибках вычислителя угловой скорости; з) режим АК с стабилизацией амплитуды при комбинации сухого, вязкого и случайной составляющей трения и) режим АК с стабилизацией амплитуды при линейно нарастающей комбинации сухого и вязкого трения; к, л) экспериментальные осциллограммы токов и напряжений с датчиков токов и напряжений (согласно схеме экспериментальной установки) в режиме АК.

I

I

Рис. 7. Осциллограммы амплитудных значений электромагнитного момента и угловой скорости при ошибке вычисления с системой стабилизации амплитуды

Установлено, что ошибка до 5% практически не влияет на качественные и количественные характеристики авторезонансного режима и частично компенсируются системой стабилизации амплитуды.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, представляющей собой законченную научно-квалификационную работу, приведены теоретические и экспериментальные исследования, которые в совокупности представляют научно-технические решения по выбору параметров ДУБС и авторезонансного асинхронного электропривода ВВД с прямым и векторным алгоритмами частотного регулирования электромагнитным моментом, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса в области колонкового бурения и позволит создавать новые буровые комплексы, обладающие существенно большей эффективностью.

Основные научные и практические выводы и рекомендации заключаются в следующем:

1. В частотно-регулируемом бездатчиковом электроприводе возвратно-вращательного движения с алгоритмом прямого и векторного управления электромагнитным моментом авторезонансный режим колебаний буровой коронки ДУБС обеспечивается изменением знака электромагнитного момента синфазно скорости в точках нулевого значения угловой скорости, вычисленной в наблюдателе координат.

2. Стабилизация амплитуды авторезонансных колебаний частотно-регулируемого бездатчикового асинхронного электропривода возвратно-вращательного движения обеспечивается формированием электромагнитного момента асинхронного двигателя на каждом полупериоде, определяемого произведением заданного значения угловой скорости и вычисленного на предыдущем полупериоде коэффициента эквивалентного вязкого трения.

3. Имитационная модель ДУБС с авторезонансным частотно-регулируемым (с векторной СУ и алгоритмом прямого управления моментом) асинхронным бездатчиковым электроприводом ВВД позволяет исследовать режимы работы при различных видах нагрузки (вязкое и сухое трение, линейно-нарастающая и их комбинации) с вычислением работ за период диссипативных и внешних сил.

4. В авторезонансном частотно-регулируемом бездатчиковом асинхронном электроприводе возвратно-вращательного движения предельная частота автоколебаний может составлять 35-40Гц.

5. Возможность получения углов более 120 геометрических градусов позволяет обеспечивать средние линейные скорости буровой коронки значительно выше (7 м/с при диаметре коронки 112 мм и частоте колебаний 20Гц), чем при традиционном вращательном бурении.

6. Искусственное введение ошибки определения нулевого значения скорости ±5 % от времени полупериода не приводит к нарушению качественных и количественных характеристик авторезонансного режима, а величина амплитуды колебаний частично корректируется системой стабилизации.

7. Для реализации авторезонансного асинхронного бездат-

чикового электропривода возвратно-вращательного движения следует использовать преобразователи частоты, поддерживающие функцию прямого управления моментом.

8. Разработанный авторезонансный частотно-регулируемый асинхронный бездатчиковый электропривод возвратно-вращательного движения может найти применение при создании других вибрационных машин (вибрационные дробилки, виброгрохоты, вибромельницы, вибротранспорт и др.).

Основные результаты диссертации представлены в следующих печатных работах:

1. Иваник В.В. Лабораторные экспериментальные исследования физического макета динамически уравновешенного бурового снаряда возвратно-вращательного движения с асинхронным приводом при питании от преобразователя частоты // Записки Горного института / РИЦ СПГТИ (ТУ). СПб., 2011. Том 189. С. 99-102.

2. Иваник В.В. Стабилизация амплитуды колебаний авторезонансного асинхронного электропривода возвратно-вращательного движения динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле / Э.А. Загривный, В.В. Иваник // Записки Горного инстшута / РИЦ СПГГИ (ТУ). СПб., 2011. Том 189. С. 91-94.

3. Иваник В.В. Моделирование резонансного асинхронного электропривода возвратно-вращательного движения с алгоритмом прямого управления моментом // Записки Горного института / РИЦ СПГГИ (ТУ). СПб., 2009. Том 182. С. 81-84.

4. Ivanik V.V. Autoresonant asynchronous electric drive of dynamically counterbalanced drilling string on carrying cable with swinging movement // Scientific Reports on Resource Issues, vol. 3, TU Bergakademie Freiberg, 2010 . - p.307-310.

5. Иваник B.B. Авторезонансный асинхронный электропривод возвратно-вращательного движения динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле /Э.А. Загривный, В.В. Иваник // Народное хозяйство республики Коми, научно-технический журнал т.18, №1, 2009 г. - С. 92-95.

6. Иваник В.В. Резонансный асинхронный электропривод возвратно-вращательного движения с алгоритмом прямого управле-

ния моментом // Материалы Всероссийской межвузовской научной конференции студентов и аспирантов «XXXVII НЕДЕЛЯ НАУКИ СПбГПУ»: материалы конференции (24-29 ноября 2008 г., Санкт-Петербург): ч. УШ. - СПб: СПбГПУ, 2008. - С.176-177.

7. Электромеханический колонковый буровой снаряд. Патент РФ №95728 /ЭЛ. Загривный, А.Н. Фоменко, В.В. Иваник // МПК Е21В4/04 (2006.01)//Бюл.№ 19,10.07.2010.

РИЦ СПГГУ. 24.05.2011. 3.289 Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ БУРОВЫХ СНАРЯДОВ НА ГРУЗОНЕСУЩЕМ КАБЕЛЕ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ.

1.1. Буровые электромеханические снаряды на грузонесущем кабеле.

1.2. Расширение области применения колонковых буровых снарядов на грузонесущем кабеле.

1.2.1. Морское бурение.'.

1.2.2. Глубоководное бурение.

1.2.3. Механическое бурение скважин в ледниковых отложениях.

1.2.4. Озеро Восток в Антарктиде.

1.2.5. Пескопроявление добычных нефтяных скважин.

1.3. Погружные электродвигатели.

1.4. Грузонесущие кабели.

1.5. Системы частотного регулирования электроприводом.

1.5.1. Математическое описание асинхронного двигателя.

1.5.2. Система векторного управления.

1.5.3. Система прямого управления моментом.

1.6. Бездатчиковые системы.

1.6.1. Наблюдатель координат полного порядка.

1.6.2. Наблюдатель координат неполного порядка.

1.7. Способ управления авторезонансными колебаниями.

Выводы к первой главе.

Цели и задачи исследования.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АВТОРЕЗОНАНСНОГО АСИНХРОННОГО ЧАСТОТНО-УПРАВЛЯЕМОГО БЕЗ ДАТЧИКОВ ОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ДИНАМИЧЕСКИ УРАВНОВЕШЕННОГО БУРОВОГО СНАРЯДА.

2.1. Предварительные замечания.

2.2. Конструктивная схема динамически уравновешенного бурового снаряда возвратно-вращательного движения.

2.3. Математическое описание динамически уравновешенного бурового снаряда возвратно-вращательного движения.

2.4. Математическое представление моментов сопротивления среды действующих на элементы динамически уравновешенного бурового снаряда.

2.5. Формирование электромагнитного момента возвратно-вращательного движения в авторезонансном частотно-регулируемом асинхронном бездатчиковом ЭПВВД.

2.6. Способы стабилизации амплитуды.

2.6.1. Способ первый.

2.6.2. Способ второй.

2.7. Структура резонансного электропривода.

2.8. Методика определения основных динамических параметров динамически уравновешенного бурового снаряда с асинхронным электроприводом возвратно-вращательного движения.

2.8.1. Пример определения основных параметров ДУБС для очистки призабойных зон скважин.

Выводы ко второй главе.

ГЛАВА 3. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АСИНХРОННОГО ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ.

3.1. Принципы построения имитационной модели в среде визуального программирования Зішиїіпк пакета МаНаЬ.

3.2. Имитационная модель асинхронного частотно-регулируемого ЭПВВД.

3.3. Возможности имитационной модели ДУБС с частотно-регулируемым асинхронным ЭПВВД.

3.4. Исследование разомкнутой системы управления.

3.5. Исследование наблюдателей координат.

3.6. Исследование алгоритмов частотного регулирования.

3.7. Исследования замкнутой системы без стабилизации амплитуды.

3.8. Исследования замкнутой системы со стабилизации амплитуды (способ первый).:.

3.9. Исследования замкнутой системы со стабилизацией амплитуды способ второй).

Выводы к третьей главе.

ГЛАВА 4. ЛАБОРАТОРНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДВАНИЯ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИ УРАВНОВЕШЕННОГО БУРОВОГО СНАРЯДА

4.1. Экспериментальная установка.

4.1.1. Асинхронный электродвигатель.

4.1.2. Двигатель по стоянного тока.

4.1.3. Преобразователь частоты.

4.1.4. Контроллер.

4.1.5. Компаратор.

4.1.6. Источники питания системы управления.

4.1.7. Генератор сигналов.

4.2. Исследование разомкнутой системы управления ЭПВВД на лабораторной установке.

4.3. Исследование замкнутой системы управления ЭПВВД на лабораторной установке.

4.4. Характеристики устройств, применённых в исследовниях.

4.4.1. Упругий элемент - торсион.

4.4.2. Датчик тока.

4.4.3. Датчик напряжения.

4.4.4. Внешний модуль ввода-ввывода.

4.5. Программа сбора и регистрации данных.

Выводы к четвертой главе.

Известные электромеханические буровые снаряды на грузонесущем кабеле нашли широкое применение для бурения ледников. При бурении слабосвязанных пород и интервалов с кавернами эти снаряды становятся неработоспособными из-за потери способности компенсировать реактивный момент, возникающий при работе бурового снаряда на забое.

Разработанным, запатентованным и изготовленным в СПГГИ (ТУ) традиционным электромеханическим буровым снарядом на грузонесущем кабеле достигнуты наивысшие мировые результаты при бурении ледника в Антарктиде на станции Восток (в феврале 2011 года глубина скважины 5Г составила 3720 м). Используемые за рубежом для тех же целей буровые снаряды на грузонесущем кабеле принципиально не отличаются от указанного.

Динамически уравновешенные буровые снаряды (ДУБС) с электроприводом возвратно-вращательного движения (ВВД), разрабатываемые в СПГГИ (ТУ), не требуют применения редукторов и распорных устройств. Они могут быть использованы для очистки призабойных зон нефтяных и газовых скважин, вскрытия продуктивных пластов, бурения в шельфовых зонах с бортов неспециализированных судов и взятия проб донных отложений морей и океанов, а также для решения важной научно-технической и престижной для СПГГИ(ТУ) и РФ задач взятия донных проб подледникового озера Восток в Антарктиде.

Исследованиями, проводимыми на кафедре Электротехники и Электромеханики в СПГГИ(ТУ), электроприводов ВВД на основе электродвигателей (ЭД) постоянного и переменного токов показана работоспособность ДУБС на грузонесущем кабеле. Определены основные динамические параметры и исследованы режимы работы электроприводов ДУБС с разомкнутыми системами управления. Продолжаются исследования авторезонансных режимов работы ДУБС с замкнутой системой управления с различными видами электроприводов.

Одним; из актуальных вопросов, не рассмотренных ранее, является исследование возможности применения авторезонансного частотно-регулируемого асинхронного бездатчикового электропривода для ДУБС с ВВД на базе серийно выпускаемого погружного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, решению которого и посвящена настоящая работа.

Цель работы - разработка авторезонансного частотно-регулируемого асинхронного бездатчикового электропривода возвратно-вращательного движения динамически уравновешенного: бурового снаряда на грузонесущем кабеле с использованием погружного асинхронного электродвигателя для очистки призабойных зон нефтяных и газовых скважин, а также для взятия донных проб морей, океанов и подледникового озера Восток в Антарктиде.

Научная новизна:

1. Обоснованно возбуждение авторезонансных колебаний бездатчикового асинхронного электропривода возвратно-вращательного движения путем реверсирования электромагнитного момента в точках нулевого значения вычисленной угловой скорости.

2. Получена аналитическая: зависимость требуемого управляющего воздействия для; стабилизации амплитуды резонансных колебаний, определяемого произведением электромагнитного момента на предыдущем полупериоде и отношения амплитудных значений угловых скоростей заданного к вычисленному на предыдущем полупериоде колебаний.

3. Получен метод определения коэффициента эквивалентного вязкого трения на буровом снаряде в режиме резонансных колебаний, определяемый отношением амплитудных значений электромагнитного момента и угловой скорости, вычисленной на текущем плупериоде в наблюдателе координат.

Научные положения; выносимые на защиту:

1 Авторезонансный режим частотно-регулируемого бездатчикового асинхронного электропривода возвратно-вращательного движения обеспечивается изменением знака электромагнитного момента электродвигателя синфазно угловой скорости в точках перехода ее через нулевое значение, вычисленной в наблюдателе координат.

2. Для стабилизации амплитуды авторезонансных колебаний ротора необходимо и достаточно в течение каждого полупериода формировать электромагнитный момент асинхронного двигателя, определяемый произведением вычисленного на предыдущем полупериоде коэффициента эквивалентного вязкого трения и заданного значения угловой скорости.

Работа базируется на результатах исследований авторов в областях технологий бурения скважин, теоретической механики, электромеханики, теории колебаний и частотно управляемого электропривода: Асташева В.К., Блехмана И.И., Бобина Н.Е., Вайсберга Л.А., Васильева Н.И., Емельянова А.П., Загривнош Э.А., КозярукаА.Е, Кудряшова Б.Б., ЛуковниковаВ.И., Мандельштама Л.И., Нагаева Р.Ф., Пронина М.В., Рудакова В.В., Соколовского Г.Г., Тимошенко С.П., Усольцева A.A., Шестакова В.М., Яблонского А.А и. многих др.

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

Автор выражает искреннюю глубокую благодарность заведующему кафедрой «Э и ЭМ» СПГГИ(ТУ) д.т.н., профессору Козяруку А.Е., научному руководителю д.т.н., проф. Загривному Э.А., к.т.н., доц. Емельянову А.П., к.т.н. Стародеду С.С., к.т.н. Гаврилову Ю.А., инж. Мельниковой Е.Е., инж. Коллиной Т.А., аспиранту Фоменко А.Н. и всем сотрудникам кафедры за помощь в подготовке диссертационной работы.

Выводы к четвертой главе

1. Модернизирована лабораторная установка и физический макет для исследования авторезонансного частотно-регулируемого асинхронного без-датчикового электропривода возвратно-вращательного движения.

2. Момент сопротивления на валу ротора исследуемого электродвигателя представлен моментом сопротивления двигателя постоянного тока (в виде вязкого трения).

3. Показана возможность реализации авторезонансного режима работы электропривода возвратно-вращательного движения на базе асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором и серийного преобразователя частоты с векторной системой регулирования и алгоритмом прямого управления моментом.

4. Перспективным является применение для питания ЭВВД преобразователей с алгоритмом прямого управления моментом, обладающим более высоким быстродействием по сравнению с векторными системами.

5. Наличие в серийно выпускаемом преобразователе частоты функции прямого управления крутящим моментом позволит применить алгоритмы стабилизации амплитуды угловой скорости колебаний.

заключение

Основные научные и практические выводы и рекомендации заключаются-в следующем:

1. В частотно-регулируемом бездатчиковом электроприводе возвратно-вращательного движения с алгоритмом прямого и векторного управления электромагнитным моментом авторезонансный режим колебаний буровой коронки ДУБС обеспечивается изменением знака электромагнитного момента синфазно скорости в> точках нулевого значения угловой скорости, вычисленной в наблюдателе координат.

2. Стабилизация амплитуды авторезонансных колебаний» частотно-регулируемого бездатчикового асинхронного электропривода возвратно-вращательного движения обеспечивается формированием электромагнитного момента асинхронного двигателя на каждом полупериоде, определяемого произведением! заданного значения угловой скорости- и вычисленного на предыдущем полупериоде коэффициента эквивалентного вязкого трения.

3. Имитационная модель ДУБС с авторезонансным частотно-регулируемым (с векторной СУ и алгоритмом прямого управления моментом) асинхронным бездатчиковым электроприводом ВВД позволяет исследовать режимы работы при различных видах нагрузки (вязкое и сухое трение, линейно-нарастающая и их комбинации) с вычислением работ за период дис-сипативных и внешних сил.

4. В авторезонансном частотно-регулируемом бездатчиковом асинхронном электроприводе возвратно-вращательного движения предельная частота автоколебаний может составлять 35-40Гц.

5. Возможность получения углов более 120 геометрических градусов позволяет обеспечивать средние линейные скорости буровой коронки значительно выше (7 м/с при диаметре коронки 112 мм и частоте колебаний 20Гц), чем при традиционном вращательном бурении.

6. Искусственное введение ошибки определения нулевого значения скорости ±5 % от времени полупериода не приводит к нарушению качественных и количественных характеристик авторезонансного режима, а величина амплитуды колебаний частично корректируется системой стабилизации.

7. Для реализации авторезонансного асинхронного бездатчикового электропривода возвратно-вращательного движения следует использовать преобразователи частоты, поддерживающие функцию прямого управления моментом.

8. Разработанный авторезонансный частотно-регулируемый асинхронный бездатчиковый электропривод возвратно-вращательного движения может найти применение при создании других вибрационных машин (вибрационные дробилки, виброгрохоты, вибромельницы, вибротранспорт и др.).

1. A.c. №1716067, Буровой снаряд. 1992, Бюл.№ 8. Васильев Н.И., Талалай П.Г., Чистяков В.К.

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

3. A.c. № 1417259 СССР. Электропривод колебательного движения // В.И. Луковников, В.В. Тодарев, С.А. Грачев. Опубл. в БИ, 1988, №30!

4. A.c. № 1632689 СССР. Способ управления колебательным электроприводом с асинхронным двигателем // В.И. Луковников, В.В. Тодарев, М.Н. Погуляев. Опубл. в БИ, 1991, №8.

5. A.c. № 1715835 СССР. Электропривод колебательного движения // A.B. Аристов, И.Л. Плодистый, A.A. Тимофеев, Д.Ю. Щербенко. Опубл. в БИ, 1992, №42.

6. A.c. №2209912, Колонковый электромеханический буровой снаряд -Бюл.№22. Литвиненко B.C., Кудряшов Б.Б., Соловьев Т.Н., Загривный Г.А., Васильев Н.И.

7. A.c. №399000, Электробур для бурения скважин во льду. 1973, Бюл. №39.Кудряшов Б.Б., Фисенко В.Ф., Степанов Т.К.

8. Антипов В.И., Асташев В.К. О принципах создания энергосберегающих вибрационных машин // Вестник научно-технического развития, № 1 (5), 2008 г.

9. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя (том 3) 8-е изд. Под ред. И.Н. Жестковой М.: Машиностроение, 2001. - 804 с.

10. Асташев В.К. Системы возбуждения авторезонансных вибротехнических устройств // Вестник научно-технического развития, №1 , 2007 г.

11. Байбаков H.A. Термические методы добычи нефти в России и за рубежом / H.A. Байбаков, А.Р. Гарушев, Д.Г. Антониади и др. // М. :ВНИИОЭНГ, 1995 г.

12. Бойцов Ю.А. Автоматизированный электропривод с упругими связями / Соколовский Г.Г. СПб.: Энергоатомиздат, 1992.

13. Блехман И.И. Вибрационная механика М.: Физматлит, 1994.

14. Горшков Л. К. Математико-механическая модель разрушения пород при бурении / A.A. Яковлев, H.A. Павлов. Породоразрушающий и металлообрабатывающий — техника и технология его изготовления и применения, № 12,2009.

15. Горбань Р.Н. Современный частотно-регулируемый электропривод /Янукович А.Т.- СПб, СПЭК. 2001.

16. Зотиков И.А. Антарктический феномен озеро Восток // Природа. 2000. №2.

17. Иваник В.В. Моделирование резонансного асинхронного электропривода возвратно-вращательного движения с алгоритмом прямого управления моментом // Записки Горного института / РИЦ СПГТИ (ТУ). СПб., 2009. Том 182. С. 81-84.

18. Каминский В.Д., Егоров Ю.П., Гусев Е.А., Смирнов Б.Н. Опыт бурения, пробоотбора и телепрофилирования в Арктических морях. // Технико-технологическое обеспечение геологоразведочных работ. Проблемы и перспективы. Тезисы конференции. Москва, 2008.

19. Карлов Б., Есин Е. Современные преобразователи частоты: методыуправления«и аппаратная реализация. -М.: Силовая электроника, №1'2004'.

20. Козярук А.Е., Рудаков В.В. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемых электроприводов / Под редакцией Народицкого А.Г. Спб, СПЭК, 2004 г.

21. Копылов И.П. Математическое моделирование асинхронных машин. -М: Энергия, 1969.

22. Косенко И.А. Сравнение частотно-токового и частотно-напряженческого способов релейно-векторного управления асинхронными электроприводами с автономным инвертором тока // Электротехника и электроэнергетика, №1 ЗНТУ, Запорожье, 2008.

23. Кудряшов Б. Б., Васильев В. И., Уфаев В. В. и др. Колонковый электромеханический буровой снаряд. А. С. №1472613, 1989, Б. И. №14.

24. Кудряшов Б.Б. Механическое бурение скважин во льду, Ленини-град, 1988.

25. Лихачев В.Л. Электродвигатели асинхронные. «Солон-Р», Москва,2002.

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

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

28. Луковников В.И. «Электропривод колебательного движения», -М. Энергоатомиздат, 1984.

29. Магнус К. Колебания: Введение в исследование колебательных систем. Пер. с нем. М.: Мир, 1982. - 304 с.

30. Месенжник Я. 3. Грузонесущий кабель как электромеханическая система взаимосвязанных элементов // Электро. 2004. № 3.'

31. Мещеряков, В.М., Рысляев P.C., Зотов В.А. Формирование электромагнитного момента асинхронного двигателя в частотном электроприводе. Электротехнические комплексы и системы управления, №1/2006.

32. Минин A.A., Погарский A.A. Форсирование механической скорости беструбного электробура. — «Нефтяное хозяйство», 1956, №3.

33. Минин A.A., Погарский A.A., Чефранов К.А. Техника беструбного бурения скважин. М., Гостоптехиздат, 1956.

34. Михайлова Н. Д. Техническое проектирование колонкового бурения. М., "Недра", 1985, 198 с.

35. Остриров В.И., Микитченко А.Н. Современное состояние и тенденции развития электроприводов горных машин для открытых разработок // Привод и управление, 2007. (

36. Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. М.: Наука, 1971.

37. Патент Респ. Беларусь №4959. Автоколебательный электропривод. // В.И. Луковников, В.В. Тодарев, Л.В. Веппер. 30.03.2003.

38. Патент РФ № 95728. Электромеханический колонковый буровой снаряд. // Э.А. Загривный, А.Н. Фоменко, В.В. Иваник // МПК Е21В4/04 (2006.01)//Бюл.№ 19, 10.07.2010.

39. Патент РФ № 2006173. Колебательный электропривод // А.И. Ко-пейкин, A.C. Грибакин. Опубл. в БИ, 1994, №1.

40. Патент РФ № 2025890. Способ управления синхронным двигателем в режиме колебаний // А.И. Копейкин, С.И. Малафеев. Опубл. в БИ, 1994, №24.

41. Патент РФ № 2050687. Электропривод колебательного движения // А.И. Копейкин, С.И. Малафеев. Опубл. в БИ, 1995, №35.

42. Патент РФ № 241082. Способ возбуждения и регулирования.авторезонансных колебаний в электроприводе возвратно-вращательного движения. 6 / Э.А. Загривный, Ю.А. Гаврилов // Бюл. № 3, 27.01.2011.

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

44. Петров Л.П. Моделирование асинхронных электроприводов с ти-ристорным управлением. -М.: Энергия, 1977.

45. Пронин М. В., Воронцов А. Г., Калачиков П. Н., Емельянов А. П. Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями. Под ред. Крутякова Е. А. СПб, «Силовые машины» «Электросила», 2004 г. 252 с.

46. Рождественский В.Х., Мельников М.Е., Пономарёва И.Н:, Туголе-сов Д.Д. Результаты бурения кобальтоносных марганцевых корок на гайотах Магеллановых гор (Тихий океан). Тихоокеанская геология №5, том 24, 2005.

47. Розанов Ю.К. Основы силовой электроники. -М: Энергоатомиздат,1992.

48. Сандлер A.C. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. -М.: Энергия, 1974.

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

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

51. Соловьёв В.А. Асинхронный электромеханический преобразователь возвратно-вращательного движения для динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле. Автореф. канд. дисс. СПГГИ (ТУ), СПб, 1998, 21 с.

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

53. Стародед С.С. Авторезонансный электропривод возвратно-вращательного движения динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле. Автореф. канд. дисс.СПГГИ (ТУ); СПб, 2009, 20 с.

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

55. Тараканов С.Н., Кудряшов Б.Б. и др Технология и техника разведочного бурения, и др. Изд. 3-е, перераб. и доп. М., Недра, 1983. 565 с.

56. Талалай П.Г., Чистяков В.К. Экологические проблемы бурения в Антарктиде // Рос. наука: грани творчества на грани веков. М., 2000.

57. Терехов В.М., Осипов О.И. Система управления электроприводов / Под ред. В.М. Терехова, 2004 г.

58. 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.

59. Уайт Д., Вудсон Г. Электромеханическое преобразование энергии. -М.: Энергия, 1964.

60. Усолыдев A.A. Частотное управление асинхронными двигателями: Учебное пособие. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2006.

61. Усынин Ю.С. Системы управления электроприводом. — Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2004, 328с .

62. Фоменко Ф. Н. Бурение скважин электробуром. М.: "Недра", 1974.

63. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MatLab, SimPowerSystems и Simulink. M.: ДМК Пресс; Спб.: Питер, 2008. -288 е.: ил.

64. Чиликин М.Г. Основы автоматизированного электропривода. М.: Энергия. 1974.

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

66. 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.

67. Шкурко О.А. Электромеханический преобразователь для бурового снаряда на грузонесущем кабеле. Автореф. канд. дисс. СПГГИ (ТУ), СПб, 1998, 23 с.

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

69. Яблонский А.А., Никифорова В.М. Курс теоретической механики. Ч. I. — М.: Высшая школа, 1971.

70. Яблонский А.А., Норейко С.С. Курс теоретической механики. -М.: Высшая школа, 1966.

71. Ivanik V.V. Autoresonant asynchronous electric drive of dynamically counterbalanced drilling string on carrying cable with swinging movement // Scientific Reports on Resource Issues, vol. 3, TU Bergakademie Freiberg, 2010 . p.307-310.