ZJ50DBS,5000米钻机,1500HP石油钻机电控系统
(1) ZJ50DBS 钻机的电控系统是建立在总线通讯技术基础上的数字控制系统,对变频系统及各个功能部件进行自动控制,用程序来确保整个系统的高效、安全运行。该钻机设计有较为完善的钻井参数和电气参数调控、显示、采集、储存和传输设置系统,为钻井工程实现信息化、智能化创造了必要条件。
(2) ZJ50DBS 钻机电传动系统:为满足强化钻井工艺的要求,钻机配 3 台 1020kW 数控电喷主柴油发电机组加 1 台 292kW 辅助发电机组,为钻机提供动力。 2 台 1600hp 泥浆泵分别由单台基频功率 1200kW 交流变频电动机驱动;绞车由 2 台 600kW 交流变频电动机驱动,绞车配有 45kW 辅助驱动电机,具备自动送钻和应急操作功能;转盘由 1 台 600kW 交流变频电动机独立驱动。主电机系统选定 690V 欧洲制式,可较大幅度地降低制造成本,简化传动。绞车、转盘及泥浆泵驱动采用直接转矩控制的交流变频技术,钻机主要功能实现数字程序控制。绞车实现能耗制动和数控恒钻压自动送钻。
(3) 转盘由 1 台 600kW 变频电机通过万向轴直接驱动,转盘转速可在 0 ~ 300r/min 之间无级调节。电机动力特性柔和,有较大的调速范围和较强的超扭矩能力,转盘正常工作最大扭矩达 32.36kN.m 。转盘控制系统具备完善的监控和过扭保护功能,保护扭矩值可在 0 ~ 100 %范围内任意设置。因此,在钻井过程中,可随时准确判断井下钻头的运行状况,避免掉牙轮等事故的发生,最大限度地保证钻井工程的顺利进行。转盘设惯性刹车,并与电气传动连锁控制,确保断电时自动刹车,避免操作过程中意外事故的发生。
(4) JC50DB 绞车为单轴齿轮传动,无级调速,具有重量轻、体积小、维护工作量小等特点。绞车速度及功能控制采用能耗制动及交流变频控制,正常情况下液压盘刹仅起驻车、定位和紧急停车作用,但同时具有手动控制下放钻具功能。绞车所有运行参数,包括起下钻速度、大钩位置、各种安全设置、数控变频自动送钻、能耗制动等功能,均通过计算机和电控系统实现了全数字控制。
(5) 钻机井架为 K 型结构,底座为弹弓式 ( 双升式 ) 结构,利用绞车动力起升;钻台主要设备及司钻控制室等均可低位安装。 并配有可靠、防爆的液压井口吊装装置。钻台面预留安装全套液压机具的位置。
(6) 电气传动系统特点
① 直接转矩控制
采用直接转矩控制,具备优异的转矩响应特性,优良的低速性能。直接转矩控制用空间矢量分析方法,直接在定子坐标系下计算和控制交流电动机的转矩,对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得转矩的高动态性能。
②变频系统采用共用直流母线
采用两套完全独立的整流单元向直流母线供电,可互为备用。采用这种模式构成变频调速系统,比单传动模块的外型尺寸大幅度低。
③能耗制动
利用钻具下放使绞车电机工作在发电状态,形成制动力矩。用能耗制动替代传统的电磁涡流刹车,改变了传统的辅助刹车概念,使刹车系统和变频技术有机的融合在一起。
④数控变频自动送钻
利用变频技术和全数字控制技术实现钻机自动送钻。送钻时由数字化变频拖动系统设定恒力矩反拖滚筒,自动调速和保护,达到恒压稳速送钻目的,送钻钻压误差小于± 500kg 。自动送钻系统与捞砂绞车共用一套变频系统。
⑤全数字化操作控制系统
一体化司钻控制室融电 ( 数 ) 、气、液控制和视讯功能为一体,能实现钻井参数和电气参数的调控、显示、储存、打印、监控和远程管理,为司钻提供安全、集中、方便、舒适的工作环境。
⑥零转速输出最大转矩
利用变频技术的特性,使绞车系统在零转速时实现最大转矩输出,保证钻机提升系统的悬持功能,彻底改变了传统的司钻操作方式。
(7) 钻机设计满足 350 ~ 500t 顶驱的安装要求,电传动及电控系统与顶驱兼容。
电气传动系统备有 600V 顶驱的电源接口,顶驱的司钻控制台安装在司控房内,便于操作。
(8) 钻机配套步进式液压平移装置,可根据不同平移要求进行纵向或横向平移以及转向平移,以满足丛式井作业的要求。
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