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

о

На правах рукописи

СТАРОДЕД Сергей Сергеевич

АВТОРЕЗОНАНСНЫЙ 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

5 [-;о[] г:

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2009

003482243

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 - ФГУ НПП «Севморгео».

Защита диссертации состоится 25 ноября 2009 г. в 14 ч 30 мин 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, д.2, ауд. 7212.

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

Автореферат разослан 23 октября 2009 г.

Загривный Эдуард Анатольевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Прокофьев Геннадий Иванович,

кандидат технических наук, доцент

Соловьев Виктор Сергеевич

диссертационного совета д-р техн. наук, профессор

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

В.В.ГАБОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Электротехнические буровые комплексы на основе электромеханических колонковых буровых снарядов на грузонесущих кабелях получили широкое применение при бурении ледников в Антарктиде, Арктике, Гренландии и др. Достоинствами этих комплексов являются высокая мобильность, низкая металлоёмкость, отсутствие бурильных колонн.

Работы по созданию электромеханических колонковых буровых снарядов на грузонесущем кабеле проводились в СССР и проводятся в России (Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет) - СПГГИ (ТУ), США (СЯЕЬЬ), Дании (КТиК), Франции, Японии. Наивысшие мировые результаты достигнуты при бурении ледника в Антарктиде на станции Восток (3650 м) электромеханическим буровым снарядом на грузонесущем кабеле, разработанным, запатентованным и изготовленном в СПГГИ (ТУ).

К недостаткам существующих буровых снарядов на грузонесущем кабеле можно отнести наличие редукторов и распорных устройств для компенсации реактивного момента на буровой коронке, что усложняет конструкцию, снижает надёжность работы устройства, а также делает снаряд неработоспособным при бурении скважин в слабо сцементированных, рыхлых породах и интервалах с кавернами.

Разрабатываемые в СПГГИ (ТУ) динамически уравновешенные буровые снаряды (ДУБС) с электроприводом возвратно-вращательного движения (ВВД) лишены указанных недостатков. Это позволяет расширить область применения электромеханических буровых снарядов на грузонесущем кабеле и использовать их для взятия донных проб рек, озёр, морей и океанов, подледникового озера Восток в Антарктиде, многорейсового бурения в шельфовых зонах с бортов неспециализированных судов, вскрытия продуктивных пластов, очистки призабойных зон нефтяных и газовых скважин, а также скважин на пресные и минеральные воды.

Исследованиями 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.

Одним из актуальных вопросов создания ДУБС является разработка авторезонансного электропривода ВВД, решению которого и посвящена настоящая работа.

Работа базируется на результатах исследований Кудряшо-ва Б.Б., Бобина Н.Е., Чистякова В.К., Васильева Н.И., Нагаева Р.Ф., Загривного ЭЛ., Горшкова JI.K., Олейникова A.M., Луковни-кова В.И., Аипова P.C., Усольцева A.A., Усынина Ю.С., Альтшулле-ра М.И., Абдулрахманова К.А., Тимошенко С.П., Ланда П.С., Ме-сенжника Я.З., Фоменко Ф.Н., Богданова A.A. и др.

Цель работы - разработка авторезонансного электропривода возвратно-вращательного движения, инвариантного к изменению динамических параметров системы, на основе электродвигателя с явнополюсным ротором и трёхфазным статором погружного электродвигателя для колонкового динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле.

Идея работы состоит в обеспечении на каждом полупериоде колебаний резонансных соотношений электромагнитного момента и скорости ротора относительно статора.

Задачи исследования:

1. разработка математической модели резонансного электропривода ВВД на основе ЭД с явнополюсным ротором и трёхфазным статором;

2. разработка имитационной модели и исследование режимов электропривода ВВД на основе ЭД с явнополюсным ротором и трёхфазным статором;

3. разработка системы управления авторезонансными колебаниями электропривода ВВД для ДУБС;

4. разработка лабораторного макета и экспериментальные исследования авторезонансного электропривода макета ДУБС с искусственным забоем;

5. разработка методики определения основных динамических параметров электромеханической системы и системы автоматического управления электроприводом ДУБС.

Научная новизна:

1. Установлена зависимость электромагнитного момента электродвигателя с явнополюсным ротором и трёхфазным статором от угла поворота ротора и схемы соединения обмоток статора для электропривода возвратно-вращательного движения.

2. Сформулирован способ управления резонансными автоколебаниями электромеханической системы ДУБС, обеспечивающий требуемые фазовые соотношения электромагнитного момента и скорости на каждом полупериоде колебаний.

Защищаемые научные положения:

1. В электроприводе возвратно-вращательного движения на основе электродвигателя с явнополюсным ротором и трёхфазным статором погружного электродвигателя с одной парой полюсов при питании от однофазного инвертора тока одной рабочей обмотки статора и двух других последовательно включённых обмоток возбуждения теоретический размах колебаний ротора составляет 60 геометрических градусов; при этом относительный номинальный пусковой электромагнитный момент на каждом полупериоде составляет не менее 1.11, а относительный номинальный максимальный момент - не менее 1.28.

2. Для обеспечения инвариантных к изменению динамических параметров системы авторезонансных колебаний необходимо и достаточно реверсировать электромагнитный момент электродвигателя на каждом полупериоде синфазно со скоростью в точках перехода её через нулевое значение.

Методы исследований. Теоретические исследования, имитационное моделирование электромеханической системы с использованием пакета МАТЬАВ, анализ полученных результатов. Экспериментальные исследования режимов работы макета на лабораторном стенде разработанной системы авторезонансного электропривода и анализ полученных результатов.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и результатов базируется на использовании известных положений теоретической механики, электромеханики и электрических машин, теории автоматизированного электропривода, методов

моделирования с помощью ЭВМ, и сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований не хуже 90%.

Практическая значимость работы заключается в разработке:

1. Электропривода ВВД с электродвигателем с явнополюс-ным ротором и трёхфазным статором для ДУБС на грузонесущем кабеле, защищенного патентом РФ.

2. Схемы управления авторезонансным электроприводом возвратно-вращательного движения для ДУБС.

3. Имитационной модели электромеханической системы ДУБС с электроприводом возвратно-вращательного движения на основе ЭД с явнополюсным ротором и трёхфазным статором.

4. Экспериментального стенда, имитирующего работу ДУБС с электроприводом возвратно-вращательного движения на основе электродвигателя с явнополюсным ротором с нагрузкой на буровой коронке при работе на искусственном забое.

Апробация работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований обсуждались на ежегодных конференциях молодых ученых СПГГИ (ТУ) в 2006-2008 гг, на научных семинарах кафедры электротехники и электромеханики СПГГИ (ТУ), на Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «XXXVI Неделя науки СПбГПУ» 2007 г, 4-ой Международной научной школы молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых»

2007 г, Международной конференции «Инновации в геофизических исследованиях, геологии и металлургии», Фрайберг, Германия,

2008 г.

Личный вклад автора:

1. Получено аналитическое выражение электромагнитного момента электродвигателя с явнополюсным ротором и трёхфазным статором при работе в режиме возвратно-вращательного движения.

2. Разработана имитационная модель электромеханической системы ДУБС.

3. Разработан и изготовлен бесконтактный датчик скорости для реализации замкнутой системы управления авторезонансными колебаниями.

4. Создан экспериментальный лабораторный стенд для исследования ДУБС с авторезонансным электроприводом ВВД.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе 2 работы в журналах, рекомендованных ВАК, 1 патент на изобретение РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 88 наименований, содержит 99 рисунков и 26 таблиц. Общий объем работы -141 страница.

Во введении обоснована актуальность темы и сформулирована идея работы.

В первой главе проведен анализ существующих электромеханических буровых систем на грузонесущих кабелях.

Во второй главе представлены математическая модель электромеханической системы ДУБС и статические механические характеристики рассматриваемого электродвигателя.

В третьей главе представлена имитационная модель электропривода ВВД и результаты исследований режимов с различными комбинациями нагрузок на породоразрушающем органе ДУБС.

В четвертой главе представлены экспериментальный лабораторный стенд и макет ДУБС с электроприводом 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. В электроприводе возвратно-вращательного движения на основе электродвигателя с явнополюсным ротором и трёхфазным статором погружного электродвигателя с одной парой полюсов при питании от однофазного инвертора тока одной рабочей обмотки статора и двух других последовательно включённых обмоток возбуждения теоретический размах коле-

баний ротора составляет 60 геометрических градусов; при этом относительный номинальный пусковой электромагнитный момент на каждом полупериоде составляет не менее 1.11, а относительный номинальный максимальный момент - не менее 1.28.

ДУБС представляет собой двухмассовую электромеханическую систему, состоящую из статорной и роторной частей, соединённых между собой упругим элементом. При постановке снаряда на забой и подаче напряжения на статорные обмотки электродвигателя, 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 относительно оси вращения, действующая на эти части, равна нолю, т.е. буровой снаряд является динамически уравновешенным и не требуется применения редукторов и распорных устройств.

Конструктивно колонковый ДУБС на грузонесущем кабеле 1 состоит из статорной части (статор погружного маслозаполненного асинхронного электродвигателя 7, кабельный замок 2 и верхняя труба 8) и роторной части (ротор ЭД 4, колонковая труба 5 и буровая коронка 6), соединённых между собой упругим элементом (торсио-ном или пружиной кручения), подшипниковых узлов 9, 10 (рис. 1а).

На расчетной модели (рис. 16) упругий элемент (торсион) представлен невесомым валом, длиной /. Под действием электромагнитного момента Мэм статорная часть с моментом инерции J¡ перемещается в направлении действия момента Мэм на угол (p¡ в неподвижной системе координат. Под действием этого же момента Мэм роторная часть J¡ поворачивается на угол (fa в противоположном направлении. Узловое сечение А-А на расстоянии а от J¡ и b от J2, остается неподвижным. Со стороны упругого элемента (торсио-на) на массы J¡ и J2 действуют упругие моменты My¡2~My2¡, которые определяются коэффициентом жесткости и углом закручивания тор-сиона. На J2 действует момент сопротивления на буровой коронке Мс, представленный аддитивной комбинацией вязкого Мжт2 и сухого Мст трений.

Рис 1. Динамически уравновешенный буровой снаряд а) конструктивная схема ДУБС; б) расчётная модель ДУБС; в) сечение А-А. При действии на J¡ и J¡ разнонаправленных моментов М/ =М2=М углы поворотов этих частей относительно узлового сечения А-А определяются соотношениями

(р <pJ2 <р (pJx

-ер, =—а = , <р, = —Ь = (1)

1 J{+J2 l Jx+J2

где (p = (p2 +<P\- полный угол закручивания торсиона, рад.

При подаче постоянного тока на обмотки возбуждения "А-Х" и "Y-B" явнополюсный ротор ЭД занимает положение, совпадающее с осью симметрии магнитного поля статора 0-0 (рис. 2а), в котором фиксируется со статорной частью упругим элементом. При питании рабочей обмотки статора "C-Z" от однофазного инвертора тока с резонансной частотой электромеханической системы

ротор совершает возвратно-вращательные движения с амплитудой колебаний 30° и размахом колебаний 60° геом. град. (рис. 26, 3).

Рис.2. Токи и потокосцепления статора и ротора: а) в обмотках возбуждения; б) в режиме пуска

А У

Б

Рис.З.Функциональная схема электропривода ВВД: 1 - управляемый трёхфазный выпрямитель, 2 - однофазный инвертор тока, 3 - однофазный выпрямитель, L - дроссель, "C-Z" - рабочая обмотка, "А-Х", "B-Y" - обмотки возбуждения.

Учитывая, что в рассматриваемом случае все обмотки размещены на статоре и потокосцепление ротора определяется его положением, при определении электромагнитного момента в режиме установившихся вынужденных колебаний электромеханической системы удобно пользоваться выражением

Мэм =ку/сху/Р\ = \у/с\-\у/Р\-%\п(р-к, (2)

где к - коэффициент пропорциональности; у/с - потокосцепление

статора; y/¡, - потокосцепление ротора (р - угол между потокосцеп-лениями статора и ротора, геом. град.

Потокосцепления статора у/с и ротора у/,, в режиме установившихся вынужденных авторезонансных колебаний формируются тремя фазными обмотками статора (рис. 26) (при движении от оси 02-02)

¥с= З^о. (3)

у/р = 3y/0 .sin(a, +(р), (4)

где у/й - потокосцепление фазы статора, а, = а2 = 30° геом. град. При движении от оси Oj-Oi

Ve (5)

у/р = Ъу/0 -sin(ar2 (6)

Максимальное значение электромагнитного момента МЭШах достигается при (р —15° геом. град.

^3iWmax =K-9-\¡fl • sin(a, + (р) ■ sin(^0 - (р) = к ■ 4.5 ■ у/], (7) где (р0 = 60° - теоретический угол колебания ротора при принятой схеме включения обмоток статора (рис. 26), 0 < < 60°. При

> 60° Мэм меняет знак и обеспечивает тормозной режим, что позволяет работать устройству в любых режимах вплоть до холостого хода (рис. 8а) без превышения <р0 и механических нагрузок.

Пусковой Мэм при движении от оси ОрО] при (р = 0

Мп = к ■ 9• у/\ ■ sin(tf, + 0) • sin(^0 -0) = к ■ 3.89 -у/\ . (8) Относительный максимальный пусковой момент

г Мп к ■ 3.89 • у/\ 3.89

-м

Рис.4. Характеристика Мэм=А((р). Номинальный электромагнитный момент макетного асинхронного двигателя АИР10082УЗ мощностью 4 кВт равен

Р 4000

М„ = 9.55—^ = 9.55——— = 13.4 (Н м). л„ 2850

(10)

Относительные номинальные пусковой и максимальный моменты электродвигателя с явнополюсным ротором и трёхфазным статором не менее

М" 14'8 :1.1. (П)

77 м„

М* =Мшх

МАХ

13.4 17.1

= 1.28.

(12)

М„ 13.4

Значения пускового Мп=\А.%Н-м и максимального МАШ =17.1 Н-м моментов макетного ЭД определены экспериментально при номинальных токах в обмотках статора.

Относительный максимальный пусковой момент

т.

М

МАХ

м

МАХ

м:

Мг

1.28 17.1 1.1 ~ 14.8

= 1.16. (13)

Полный пусковой момент определяется суммой момента кручения упругого элемента Му и пускового электромагнитного момента М„

= Му + Мп =с(р + Мп =136-0.449 + 14.8 = 76 (Я-л),(14) где с - коэффициент жесткости торсиона макета ДУБС, Н м/рад.

Колебания с указанными параметрами могут быть получены с одной обмоткой возбуждения и при поочерёдном включении на каждом периоде двух рабочих обмоток в точках ((>' = 0 при питании их однополярным током, что заметно упрощает источник питания.

2. Для обеспечения инвариантных к изменению динамических параметров системы авторезонансных колебаний необходимо и достаточно реверсировать электромагнитный момент электродвигателя на каждом полупериоде синфазно со скоростью в точках перехода её через нулевое значение.

Уравнение движения рассматриваемой электромеханической колебательной системы может быть представлено выражением

ф' + Ь-у' + + 0.\(р = ¿у, (15)

где (р, (р , (р" - угол, скорость и ускорение точки системы, рад, рад/с, рад/с2; Мс - момент сопротивления на буровой коронке, Нм; Мс = Мсг + Мв, МСТ - момент сухого трения, Нм; Мв - момент вязкого трения, Нм; Мэм - амплитуда возмущающего момента, Нм;

£20 - резонансная частота система, 1/Гц; О.^ = с—--; - коэффициент вязкого трения, Нмс/рад, Л - суммарный момент инерции электромеханической системы ДУБС.

Амплитуда колебаний на резонансной частоте в линейных

системах с сухим трением при условии ^сг < даже при зна-

4

чительном трении стремится к бесконечности. Известно также, что при комбинации сухого трения с вязким эквивалентный коэффициент вязкого трения определяется выражением

4 -Мгт

Мэкв=-(16)

а амплитуда колебаний (р0 в этом случае оказывается ограничена.

Из анализа линеаризованной системы ДУБС установлено, что для обеспечения режима автоколебаний в рассматриваемую сис-

тему необходимо ввести положительную обратную связь по скорости. Система становится консервативной и обладает колебательной устойчивостью при коэффициенте обратной связи

к = V = (4Мсг (п)

Из (17) следует, что при построении системы управления по традиционной системе для обеспечения автоколебательного режима необходимо точно знать в любой момент времени значения момента сопротивления на буровой коронке Мс, амплитуды колебаний (рй, моментов инерции статорной У/ и роторной частей. Это

условие практически не реализуемо. Поэтому создание системы управления таким путём признано бесперспективным.

В резонансном режиме сдвиг фаз между возмущающей силой и вынужденными колебаниями составляет % (Рис- 5а).

Рис. 5. Графики процесса установившихся вынужденных колебаний электромеханической системы а) при различных значениях

демпфирования; б) резонансные колебания при ш/р=1. Сформулирован способ управления авторезонансными колебаниями: для обеспечения автоколебаний на резонансной частоте необходимо и достаточно, чтобы на каждом полупериоде колебаний электромагнитный момент электродвигателя Мэм совпадал по фазе со скоростью колебаний электромеханической системы у' и менял свой знак в точках (р' = 0 (рис. 56).

Указанный способ управления достаточно просто реализуется в рассматриваемом нетрадиционном электроприводе на основе ЭД с явнополюсным ротором и трёхфазным статором.

На рис.6 показана имитационная модель колебательной системы ДУБС, на которой показан блок I пуска (стартер), блок II выявления нулевого значения скорости <р и управления реверсом в момент времени ф=0 электромагнитного момента колебательной системы Мэм, блок III задания нелинейности коэффициента жесткости упругого элемента (торсиона, пружины кручения) (рис. 8в).

Мд

9

ОатЗ

0лт2

Рис.6. Имитационная модель автоколебательной системы с учётом нелинейности коэффициента жесткости с упругого элемента.

В имитационной модели колебательной системы (рис.6) нелинейность коэффициента жесткости с упругого элемента задаётся квадратичной зависимостью с = 1 + 0.9/2 (рис. 76), либо двумя значениями с: при ф<я/6 принимается равным расчётному значению с,, при ф>я/6 с2 = 2с, (рис. 7а).

<02

"О 0.2 0.4 0.6 0.8 2 4 ^

Рис. 7. Изменение жесткости упругого элемента: а) при определённом угле закручивания; б) по квадратичной зависимости. На имитационной модели исследовались режимы пуска и установившихся режимов автоколебаний при различных формах

электромагнитного момента (рис. 86) и различных видах коэффициента жесткости упругого элемента.

10.1 ¿»с

ш.05

0 0.05 0.1 0.15 0.2 Л 10 10.05 t,c

Рис.8. Результаты имитационного моделирования: а) с учетом генераторного режима; б) пуск и втягивание в авторезонансный режим; в) автоколебания с нелинейным коэффициентом жесткости с; и с2\ г) обеспечение резонансных соотношений при Мд прямоугольной формы.

Результаты моделирования

подтвердили малую чувствительность к форме электромагнитного момента (прямоугольная, синусоидальная и др.); инвариантность к изменению динамических параметров; ограничение амплитуды колебаний при переходе в тормозной режим при увеличении амплитуды сверх теоретической (30°).

Рассмотренный выше принцип управления авторезонансными колебаниями реализован на лабораторном стенде электропривода возвратно-вращательного движения на основе ЭД с явнополюсным ротором и трёхфазным статором и макетом ДУБС (рис. 9, 10, 11). На рис.9 I -грузонесущий кабель, II - статорная часть, III -электродвигатель с явнополюсным ротором и трёхфазным статором, IV - колонковая труба с алмазной буровой коронкой, V - искусственный Рис.9. Лаборатор- цементный забой.

ный макет ЛУБС. Разработан и изготовлен

бесконтактный датчик скорости ДС, состоящий из магнитного явно-

полюсного ротора с одной парой полюсов и статора с двумя кольцевыми полуобмотками с полюсным делением, равным л, размещёнными на кольцевом магнитопроводе. Ротор датчика скорости размещён на валу электродвигателя с совмещением продольных осей симметрий роторов датчика иэлектродвигателя.

Разработанная схема управления авторезонансными колебаниями (рис. 10) инвариантна к изменению характера нагрузки на буровой коронке (сухое и комбинированное трение).

X А

Рис. 10. Схема управления авторезонансными колебаниями при

питании рабочих обмоток однополярным током, а)4-5_1>А в)и,в_

к

1-7 -7|:

0.02 0Х)4 0.0« 0Я8 0.1 0.03 ОСИ 0.06 0118 о.:

г,с ас г,сек

б)" В_1,А Г) и,Б I,А

/ст —|-10 / 21-

1 /1 ?п А

1/и

10 -2

0.04 0Л8 0.12 0.16 0.2 1,сек

р*

1 1

0.02 004 0.06 0 0$ 0.1 1, сек

Рис. 11. Осциллограммы, полученные на экспериментальном лабораторном стенде: а) работа без нагрузки; б) сигналы на входе БУ; в) работа под нагрузкой; г) сигнал управления на тиристорах.

Экспериментальные исследования электромагнитного момента рассматриваемого электродвигателя с достаточной степенью точности (не хуже 5%) подтвердили форму кривой механической

характеристики, соотношение максимального и пускового моментов, а также относительных номинальных пускового

(М"п=^П- = 1.1) и максимального (М* = = 1.28) мо-

Ми Ми

ментов.

Показано, что при использовании исследуемого электропривода с применением для питания обмоток статора источников тока время переходных электромагнитных процессов при коммутации токов в обмотках статора не менее чем на два порядка меньше периода колебаний (рис. 11), что позволяет пренебречь в первом приближении этими процессами при рассмотрении установившихся авторезонансных колебаний электромеханической системы динамически уравновешенного бурового снаряда.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, представляющей собой законченную научную квалификационную работу, приведены теоретические и экспериментальные положения, которые в совокупности представляют научно-технические решения по выбору параметров авторезонансного электропривода возвратно-вращательного движения для динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле, внедрение которых в практику буровых работ 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. Электродвигатель с явнополюсным ротором и трёхфазным статором позволяют получать авторезонансные колебания возвратно-вращательного движения с размахом 60° или 120° и частотой 15-25 Гц, что обеспечивает среднюю линейную скорость 2-3 м/с буровой коронки диаметром 112 мм.

2. Относительный номинальный пусковой момент электродвигателя с явнополюсным ротором и трёхфазным статором при

возвратно-вращательного движения составляет не менее 1.11, а относительный номинальный максимальный момент - не менее 1.28.

3. Авторезонансные колебания электропривода возвратно-вращательного движения для динамически уравновешенного бурового снаряда обеспечиваются путём реверсирования электромагнитного момента электродвигатель на каждом полупериоде синфазно со скоростью в точках перехода её через нулевое значение.

4. Разработанный бесконтактный датчик скорости имеет простую конструкцию, состоит из магнитного явнополюсного ротора с одной парой полюсов и статора с двумя кольцевыми полуобмотками с полюсным делением, равным л:, размещёнными на кольцевом магнитопроводе, обеспечивает надёжное определение положения ротора при возвратно-вращательном движении в точке <р' = 0.

5. Разработанная система управления позволяет получать авторезонансные колебания, инвариантные к изменениям и нели-нейностям динамических параметров системы.

6. Особенностью авторезонансного режима работы динамически уравновешенного бурового снаряда является значительный суммарный пусковой момент (Мп=(4+8)Мц) на каждом полупериоде движения, что обеспечивает надёжную работу бурового снаряда при переменных нагрузках на буровой коронке.

7. Экспериментально подтверждена работоспособность макета динамически уравновешенного бурового снаряда в авторезонансном режиме при бурении цементного блока с получением керна.

8. Разработанный авторезонансный электропривод возвратно-вращательного движения может найти применение как в горной промышленности (вибрационные дробилки, виброгрохоты, вибротранспорт), так и в других отраслях.

9. Дальнейшие работы по совершенствованию электропривода возвратно-вращательного движения следует направить на разработку источников питания, системы стабилизации амплитуды колебаний и определения рациональной формы тока рабочих обмоток.

Основные результаты диссертации представлены в следующих печатных работах:

1. Стародед С.С. Электромеханический колонковый буровой снаряд на грузонесущем кабеле для очистки призабойных зон нефтяных скважин / Стародед С.С., Загривный Э.А. // Записки Горного института. Том 173 - РИЦ СПГГИ(ТУ), СПб, 2007 г. С. 105-108.

2. Стародед С.С. Имитационное моделирование резонансного электропривода возвратно-вращательного движения динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле // Записки Горного института. Том 182 - РИЦ СПГГИ(ТУ), СПб, 2009 г. С. 110-113.

3. Электромеханический колонковый буровой снаряд. Патент Российской Федерации, №2337225 / Загривный Э.А., Рудаков В.В., Стародед С.С., Гаврилов Ю.А. // от 27.10.2008 г.

4. Стародед С.С. Буровые комплексы на основе динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле / Загривный Э.А., Стародед С.С. // Материалы 4-ой Международной научной школы молодых ученых и специалистов «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых». Москва, 2007 г. С. 130-134.

5. Стародед С.С. Электромеханический колонковый буровой снаряд на грузонесущем кабеле для очистки призабойных зон нефтяных скважин / Загривный Э.А., Стародед С.С. // Техника и оборудование для нефтегазового комплекса, СПб, 2007 г. С.30-31.

6. Стародед С.С. Применение динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле для повышения эффективности очистных работ скважины / Загривный Э.А. // Материалы Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «XXXVI Неделя науки СПбГПУ». СПб., СПбГПУ, 2008 г. С. 132-134.

7. Стародед С.С. The electric drive of back rotary motion for dynamically counterbalanced chisel shell on cargo carrying cable / Загривный Э.А. // Инновации в геофизических исследованиях, геологии и металлургии, Фрайберг, Германия, 2008 г. С. 268-271.

РИЦ СПГГИ. 20.10.2009. 3.560. Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. КРАТКИЙ КРИТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО ПРИМЕНЕННИЯ БУРОВЫХ СНАРЯДОВ НА ГРУЗОНЕСУЩЕМ КАБЕЛЕ И ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ.

1.1. Область применения и конструкции известных буровых снарядов на грузонесущем кабеле.

1.2. Принципы построения электроприводов колебательного движения.

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

1.3.1. Морское бурение.

1.3.2. Глубоководное бурение.

1.3.3. Механическое бурение скважин в ледниковых отложениях.

1.3.4. Озеро Восток в Антарктиде.

1.3.5. Пескопроявление в нефтяных скважинах.

1.4. Грузонесущие кабели.

1.5. Погружные электродвигатели:.

1.5.1. Погружные электродвигатели серии ПЭД.

1.5.2. Погружные электродвигатели серии ЭДБ.

Выводы к первой главе.

Цели и задачи исследования.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ В АВТОРЕЗОНАНСНОЙ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ ДИНАМИЧЕСКИ УРАВНОВЕШЕННОГО БУРОВОГО СНАРЯДА.

2.1. Предварительные замечания.

2.2. Конструктивная и расчётная схемы ДУБС.

2.3. Математическая модель ДУБС.

2.4. Разомкнутая система управления.

2.5. Замкнутая положительной обратной связью система управления.

2.6. Принцип управления авторезонансными колебаниями.

2.7. Формирование электромагнитного момента возвратно-вращательного движения в электроприводе ДУБС.

2.8. Электромагнитный момент электродвигателя с явнополюсным ротором и трёхфазным статором.

2.8.1. Формирование электромагнитного момента с двумя обмотками возбуждения и одной рабочей обмоткой.

2.8.2. Формирование электромагнитного момента с одной обмоткой возбуждения и одной рабочей обмоткой.

2.9. Методика определения основных параметров ДУБС.

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

Выводы ко второй главе.

ГЛАВА 3. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ АВТОРЕЗОНАНСНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ДИНАМИЧЕСКИ УРАВНОВЕШЕННОГО БУРОВОГО СНАРЯДА.

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

3.2. Имитационная модель возвратно - вращательных колебаний электромеханической системы с учетом генераторного режима.

Выводы к третьей главе.

ГЛАВА 4. ЛАБОРАТОРНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АВТОРЕЗОНАНСНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ВОЗВРАТНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ.

4.1. Экспериментальная установка.

4.2. Электродвигатель.

4.3. Принципиальная схема лабораторной экспериментальной установки.

4.4. Лабораторный экспериментальный электропривод возвратно-вращательного движения.

4.4.1. Источник тока.

4.4.2. Разомкнутая система.

4.4.3. Исследование разомкнутой системы на лабораторной установке

4.4.4. Замкнутая система.

4.4.5. Датчик скорости.

4.4.6. Блок управления.

4.4.7. Исследование замкнутой системы на лабораторной установке.

4.5. Экспериментальное определение электромагнитного момента электродвигателя с явнополюсным ротором и трёхфазным статором при размахе колебаний 60°.

4.5.1. При формировании электромагнитного момента одной обмоткой возбуждения и одной рабочей обмоткой.

4.5.2. При формировании электромагнитного момента двумя обмотками возбуждения и одной рабочей обмоткой.

4.6. Характеристики устройств, применённых в исследованиях.

4.6.1 Упругий элемент.

4.6.2. Датчик тока.

4.6.3. Датчик напряжения.

4.6.4. Генератор импульсов.

4.6.5. Источник питания системы управления.

4.6.6. Лабораторный автотрансформатор.

4.6.7. Компаратор.

Выводы к четвёртой главе.

Электротехнические буровые комплексы на основе электромеханических колонковых буровых снарядов на грузонесущих кабелях получили широкое применение при бурении ледников в Антарктиде, Арктике, Гренландии и др. Достоинствами этих комплексов являются высокая мобильность, низкая металлоёмкость, отсутствие бурильных колонн.

Работы по созданию электромеханических колонковых буровых снарядов на грузонесущем кабеле проводились в СССР и проводятся в России (Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет) - СПГТИ (ТУ), США (СКЕГХ), Дании (ЙШК), Франции, Японии. Наивысшие мировые результаты достигнуты при бурении ледника в Антарктиде на станции Восток (3650 м) электромеханическим буровым снарядом на грузонесущем кабеле, разработанным, запатентованным и изготовленном в СПГТИ (ТУ).

К недостаткам существующих буровых снарядов на грузонесущем кабеле можно отнести наличие редукторов, и распорных устройств для компенсации реактивного момента на буровой коронке, что усложняет конструкцию, снижает надёжность работы устройства, а также делает снаряд неработоспособным при бурении скважин в слабо сцементированных, рыхлых породах и интервалах с кавернами.

Разрабатываемые в СПГТИ (ТУ) динамически уравновешенные буровые снаряды (ДУБС) с электроприводом возвратно-вращательного движения лишены указанных недостатков. Это позволяет расширить область применения электромеханических буровых снарядов на грузонесущем с1 кабеле и использовать их для взятия донных проб рек, озёр, морей и океанов, подледникового озера Восток в Антарктиде, многорейсового бурения в шельф овых зонах с бортов неспециализированных судов, вскрытия продуктивных пластов, очистки призабойных зон нефтяных и газовых скважин, а также скважин на пресные и минеральные воды.

Исследованиями электроприводов возвратно-вращательного движения на основе электродвигателей постоянного и переменного токов показана работоспособность ДУБС на грузонесущем кабеле. Определены основные динамические параметры и исследованы режимы работы электроприводов ДУБС с разомкнутыми системами управления. Разработанные конструкции ДУБС защищены патентами РФ. Работ по исследованию электроприводов возвратно-вращательного движения ДУБС не обнаружено ни в отечественной, ни в зарубежной литературе.

Одним из актуальных вопросов создания ДУБС является разработка авторезонансного электропривода возвратно-вращательного движения, решению которого и посвящена настоящая работа.

Цель работы заключается в разработке авторезонансного электропривода возвратно-вращательного движения, инвариантного к изменению динамических параметров системы, на основе электродвигателя с явнополюсным ротором и трёхфазным статором погружного электродвигателя для колонкового динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле.

Научная новизна:

1. Установлена зависимость электромагнитного момента электродвигателя с явнополюсным ротором и трёхфазным статором от угла поворота ротора и схемы соединения обмоток статора для электропривода возвратно-вращательного движения.

2. Сформулирован способ управления резонансными автоколебаниями электромеханической системы ДУБС, обеспечивающий требуемые фазовые соотношения электромагнитного момента и скорости на каждом полупериоде колебаний.

Научные положения, выносимые на защиту:

- В электроприводе возвратно-вращательного движения на основе электродвигателя с явнополюсным ротором и трёхфазным статором погружного электродвигателя с одной парой полюсов при питании от однофазного инвертора тока одной рабочей обмотки статора и двух других последовательно включённых обмоток возбуждения теоретический размах колебаний ротора составляет 60 геометрических градусов; при этом относительный номинальный пусковой электромагнитный момент на каждом полупериоде составляет не менее 1.11, а относительный номинальный максимальный момент - не менее 1.28.

- Для обеспечения инвариантных к изменению динамических параметров системы авторезонансных колебаний необходимо и достаточно реверсировать электромагнитный момент электродвигателя на каждом полупериоде синфазно со скоростью в точках перехода её через нулевое значение.

Работа базируется на результатах исследований Кудряшова Б.Б., Бобина Н.Е., Чистякова В.К., Васильева Н.И., Нагаева Р.Ф., Загривного Э.А., Горшкова Л.К., Олейникова A.M., Луковникова В.И., Аипова P.C., Усольцева A.A., Усынина Ю.С., Альтшуллера М.И:, Абдулрахманова К.А., Тимошенко С.П., Ланда П.С., Месенжника Я.З., Фоменко Ф.Н., Богданова A.A. и др.

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., аспирантам Гаврилову Ю.А., Фоменко А.Н. и всем сотрудникам кафедры за помощь в подготовке диссертационной работы.

Выводы к четвёртой главе

В ходе выполнения лабораторных экспериментальных исследований получены следующие результаты и выводы:

1. Разработана техническая документация и собраны экспериментальная лабораторная установка и физический макет динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле с искусственным цементным забоем для исследования электропривода возвратно-вращательного движения.

2. Разработана техническая документация и изготовлены явнополюсные роторы (два варианта) для макетного электродвигателя марки АИР10082УЗ мощностью 4кВт.

3. После предварительных испытаний для дальнейших исследований выбран гладкий массивный ротор (конструкционная сталь СтЗ) с одной парой полюсов и полюсной дугой 70 геом. град, (шихтованный из-за ограниченных материально-технических и временных сроков изготовить не удалось).

4. По ряду причин (простота реализации, наличность элементов, надёжность коммутации, малое время переходных электромагнитных процессов) для исследований принят источник тока с параметрической стабилизацией тока при помощи сглаживающего дросселя.

5. Из-за значительных потерь в массивном роторе при питании рабочих обмоток статора знакопеременным током в лабораторном макете принят источник однополярного тока с поочерёдным подключением одной из двух рабочих обмоток в момент изменения знака скорости.

6. Для реализации предложенного способа управления авторезонансными колебаниями ротора разработана рабочая документация и изготовлено два варианта бесконтактных датчиков скорости:

7. Для коммутации токов в рабочих обмотках принят источник тока с «отсекающими» диодами, обеспечивающих переключение токов без образования колебательного контура «коммутирующая ёмкость. С^ - рабочая обмотка Ьл - рабочая обмотка Ьв».

8. В системе управления авторезонансными колебаниями для формирования управляющего сигнала использован компаратор, на вход которого подключена обмотка датчика скорости.

9. Момент сопротивления на валу ротора лабораторного макета динамически уравновешенного бурового снаряда представлен моментом сопротивления разрушению искусственного цементного забоя.

10. В качестве породоразрушающего инструмента использована алмазная буровая коронка диаметром 46 мм.

11. Искусственный забой изготовлен из цемента М400.

12. Экспериментально получена зависимость электромагнитного момента рассматриваемого электродвигателя от угла поворота ротора при его формировании одной обмоткой возбуждения и однополярным питанием с поочерёдным подключением одной из двух рабочих обмоток, при этом определены максимальное- Ммах и пусковое Мп значение моментов на каждом полупериоде, относительные максимальный и пусковой моменты.

13. Экспериментально получена зависимость электромагнитного момента рассматриваемого электродвигателя от угла поворота ротора при его формировании двумя обмотками возбуждения и питанием знакопеременным током одной рабочей обмотки, при этом определены максимальное Мшх и пусковое Мп значение моментов на каждом полупериоде, относительные максимальный и пусковой моменты.

14. Полученный результат определения максимального ММ/1Х и пускового Мп электромагнитных моментов можно считать- результатом первого приближения и при выборе электродвигателя для- режима авторезонансных колебаний возвратно-вращательного движения* принимать максимальный электромагнитный момент М\{лх не менее Ммлх=1.28Мц и пусковой электромагнитный момент Мп не менее МП=1.1МИ номинального момента штатного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором.

15. Проведённые исследования авторезонансных режимов подтверждают полученный результат имитационного моделирования процессов с рассматриваемым нетрадиционным электроприводом подтвердили практически эффективность тормозных режимов, обеспечивающих при работе на холостом ходу системы амплитуду, не превышающую теоретическое значение (30° или 60° геом. град.).

16. Разработанный авторезонансный электропривод возвратно-вращательного движения может найти применение как в горной промышленности (вибрационные дробилки, виброгрохоты, вибротранспорт), так и в других отраслях.

17. Дальнейшие работы по совершенствованию электропривода возвратно-вращательного движения следует направить на разработку источников питания, системы стабилизации амплитуды колебаний и определения рациональной формы тока рабочих обмоток.

132

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические выводы и рекомендации заключаются в следующем:

1. Электродвигатель с явнополюсным ротором и трёхфазным статором позволяют получать авторезонансные колебания возвратно-вращательного движения с размахом 60° или 120° и частотой 15-25 Гц, что обеспечивает среднюю линейную скорость 2-3 м/с буровой коронки диаметром 112 мм.

2. Относительный номинальный пусковой момент электродвигателя с явнополюсным ротором и трёхфазным статором при возвратно-вращательного движения составляет не менее 1.11, а относительный номинальный максимальный момент - не менее 1.28.

3. Авторезонансные колебания электропривода возвратно-вращательного движения для динамически уравновешенного бурового снаряда обеспечиваются путём реверсирования электромагнитного момента электродвигатель на каждом полупериоде синфазно со скоростью в точках перехода её через нулевое значение.

4. Разработанный бесконтактный датчик скорости имеет простую конструкцию, состоит из магнитного явнополюсного ротора с одной парой полюсов и статора с двумя кольцевыми полуобмотками с полюсным делением, равным я, размещёнными на кольцевом магнитопроводе, обеспечивает надёжное определение положения ротора при возвратно-вращательном движении в точке ср' = 0.

5. Разработанная система управления позволяет получать авторезонансные колебания, инвариантные к изменениям и нелинейностям динамических параметров системы.

6. Особенностью авторезонансного режима работы динамически уравновешенного бурового снаряда является значительный суммарный пусковой момент (Мп=(4^8)Мц) на каждом полупериоде движения, что обеспечивает надёжную работу бурового снаряда при переменных нагрузках на буровой коронке.

7. Экспериментально подтверждена работоспособность макета динамически уравновешенного бурового снаряда в авторезонансном режиме при бурении цементного блока с получением керна.

8. Разработанный авторезонансный электропривод возвратно-вращательного движения может найти применение как в горной промышленности (вибрационные дробилки, виброгрохоты, вибротранспорт), так и в других отраслях.

9. Дальнейшие работы по совершенствованию электропривода возвратно-вращательного движения следует направить на разработку источников питания, системы стабилизации амплитуды колебаний и определения рациональной формы тока рабочих обмоток.

134

1. Kudryashov В.В., Vasiliev N.I, Vostretsov R.N. et al. // Mem. of National Inst, of Polar Research (Japan). 2002. Spec. Issue №56.

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

3. A.c. №1472613, Колонковый электромеханический буровой снаряд. 1989, Бюл. №14. Кудряшов Б.Б.,Васильев В.И., Уфаев В.В.

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

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

6. Аипов P.C. Линейный электропривод колебательного движения. Уфа, 1994.

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

8. Антипов В.И., Асташев В.К. О принципах создания энергосберегающих вибрационных машин. — М.: Вестник научно-технического развития ВНТР, №1, 2008.

9. Аристов A.B. Рабочие характеристики электропривода колебательного движения с машиной двойного питания // Известия Томского политехнического университета, Т. 306, №3 ИПФ ТПУ, Томск, 2003.

10. Асташев В.К. Система возбуждения авторезонансных вибротехнических устройств. М.: Вестник научно-технического развития ВНТР, №1, 2007.

11. Бабаков H.A., Воронов A.A., Воронова A.A. Теория автоматического управления: Учебник для вузов. — 2-е изд., доп. и перераб. — М.: Высшая школа, 1986.

12. Басарыгин Ю.М., Булатов А.И, Проселков Ю.М. Технология бурения нефтяных и газовых скважин. "Нефтяное хозяйство" №2, 2001.

13. Бебенин В.Ю. Анализ забойных процессов в алмазном бурении с целью стабилизации работы породоразрушающего инструмента: Автореферат, М, 2006.

14. Бобин Н. Е., Васильев Н. И., Кудряшов Б. Б. и др. Механическое бурение скважин во льду. JL, ЛГИ, 1998.

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

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

17. Виноградов А. Бездатчиковый электропривод подъёмно-транспортных механизмов. М.: Силовая электроника, №1 '2007.

18. Волков Н.И., Миловзоров В.П. Электромашинные устройства автоматики. — М.: Высшая школа, 1986.

19. Воробьёв В.Е. Основы электромеханики: Письменные лекции. -СПб.: СЗТУ, 2003.

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

21. Гордеев О.Г. Современное состояние и перспективы развития нефтедобывающей отрасли России // Нефтяное хозяйство. -2005 г., №9.

22. Горшков Л.К, Гореликов В.Г. Температурные режимы алмазного бурения. М.: Недра, 1992.

23. Горшков Л.К, Мураев Ю.Д. Особенности применения пены при алмазном бурении глубоких скважин // Горные машины и автоматика №8, М, 2004.

24. Дегтярева Е.Л, Потапов Л.А. «Исследование механических характеристик электрических машин с массивным ферромагнитным ротором». Известия ВУЗ № 2-3, 1998.

25. Загривный Э.А., Рудаков В.В., Стародед С.С., Гаврилов Ю.А. Патент РФ № 2337225, Электромеханический колонковый буровой снаряд. 2008.

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

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

28. Иориш И. Виброметрия. М., 1963.

29. Кардыш В. Г., Мурзаков Б. В., Окмянский А. С. Энергоемкость бурения геологоразведочных скважин. М., Недра, 1984.

30. 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.

31. Карлов Б., Есин.Е. Современные преобразователи частоты: методы управления и аппаратная реализация. М.: Силовая электроника, №1 '2004.

32. Ключев В.И., Терехов В.М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов: Учебник для вузов. М.: Энергия, 1980.

33. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория электропривода: Учебник для вузов. — М.: Энергоатомиздат, 1992.

34. Колпаков А. Перспективы развития электропривода. — М.: Силовая электроника, №1'2004.

35. Копылов И.П. Электромеханические преобразователи энергии. -М.: Энергия, 1973.

36. 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.

37. Кудряшов Б.Б., Чистяков В.К., Бобин Н.Е. // Материалы гляциол. исслед. 1984. Вып.51.

38. Кудряшов Б.Б., Чистяков В.К., Литвиненко B.C. Бурение скважин в условиях изменения агрегатного состояния горных пород. Л., 1991.

39. Кудряшов Б.Б. Механическое бурение скважин во льду, Лениниград, 1988.

40. Ланда П.С. Автоколебания в системе с конечным числом степеней свободы. -М.: Наука, 1980.

41. Леонтьев А.Г., Пинчук В.М., Семёнов И.М. Электромеханические системы. СПб.: СПбГТУ, 1997.

42. Лойцянский Л.Г., Лурье А.И. Курс теоретической механики. 4.1 и И.-М.: Физматгиз, 1954.

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

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

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

46. Лукошков A.B. Бурение неглубоких разведочных скважин в море с борта плавсредств. -М: Недра, 1980.

47. Мартынов Б.А. Теория колебаний. Математические модели динамических систем: Учебное пособие. СПб.: Издательство СПбГПУ, 2002.

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

49. Месенжник Я.З. Кабели и провода специального назначения для нефтегазового комплекса // ЭЛЕКТРО, 2000 г., №1.

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

51. Михайлова Н.Д. Практические расчёты при колонковом бурении. -Л, 1973.

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

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

54. Николаи Е.Л. Теоретическая механика. — М.: Физматгиз, 1952.

55. Окунева H.A. Разработка и исследование электропривода для нефтедобывающих насосов с погружным магнитоэлектрическим электродвигателем: Автореферат. -М.: типография МЭИ, 2008.

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

57. Петров Л.П. Моделирование асинхронных электроприводов с тиристорным управлением. -М.: Энергия, 1977.

58. Пиотровский Л.М. Электрические машины. Л.: Энергия, 1974.

59. Плехов A.C., Зайцев А.И. Предельные возможности вентильного электропривода. — Электрические комплексы и системы управления, №2/2007.

60. Пронин М.В., Воронцов А.Г., Калачиков П.Н., Емельянов А.П. Электроприводы и системы с электрическими машинами и полупроводниковыми преобразователями. СПб.: Ира-Принт, 2004.

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

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

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

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

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

66. 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.

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

68. Стародед С.С. , Загривный Э.А. The electric drive of back rotary motion for dynamically counterbalanced chisel shell on cargo carrying cable // Инновации в геофизических исследованиях, геологии и металлургии, Фрайберг, Германия, 2008 г.

69. Стародед С.С. Имитационное моделирование резонансного электропривода возвратно-вращательного движения динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле // Записки Горного института. Том 182 РИЦ СПГГИ(ТУ), СПб, 2009 г.

70. Стародед С.С., Загривный Э.А. Электромеханический колонковый буровой снаряд на грузонесущем кабеле для очистки призабойных зон нефтяных скважин // Записки Горного института. Том 173 РИЦ СПГГИ(ТУ), СПб, 2007 г.

71. Стародед С.С., Загривный Э.А. Электромеханический колонковый буровой снаряд на грузонесущем кабеле для очистки призабойных зон нефтяных скважин // Техника и оборудование для нефтегазового комплекса, СПб, 2007 г.

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

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

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

75. Терехов В.М., Осинов О.И. Система управления электроприводов: Учебник для вузов. М.: Академия, 2005.

76. 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.

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

78. Усольцев A.A. Частотное управление асинхронными двигателями: Учебное пособие. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2006.

79. Усынин Ю.С. Системы управления электроприводом. — Челябинск.: Издательство ЮУрГУ, 2004.

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

81. Чижечко И.М. Справочник по преобразовательской технике. -Теника, 1978.

82. Чиликин М.Г., Сандлер A.C. Общий курс электропривода: Учебник для вузов. 6-е изд, доп. и перераб. - М.: Энергоиздат, 1981.

83. Шкурко O.A. Электромеханический преобразователь для бурового снаряда на грузонесущем кабеле. Автореф. канд. дисс. СПГГИ (ТУ), СПб, 1998, 23 с.

84. Яблонский A.A., Никифорова В.М. Курс теоретической механики. Ч. I. М.: Высшая школа, 1971.

85. Яблонский A.A., Норейко С.С. Курс теоретической механики. — М.: Высшая школа, 1966.