剖析交流变频钻机的技术难点下载

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1、剖析交流变频钻机的技术难点及其发展方向李军张继伟于继成佟旭明新疆石汕管理局钻井二公司2005年7月10H摘要11、概述22、交流变频钻机的应用现状及技术难点33、交流变频技术在钻机行业的发展方向44、结论5参考书目6剖析交流变频钻机的技术难点及其发展方向作者：李军张继伟于继成佟旭明新疆石油局钻井公司摘要:木文主要介绍了交流变频钻机所采用全数字变频调速欠虽控制技术在国内钻机上的应用的现状及其发展方向进行探讨，对交流变频钻机的控制方式的选型具有一定的参考价值。关键词：电驱动钻机、变频技术、调速，仪表系统、控制、发展方向第一章概述传统

2、的机械传动钻机由于结构复杂、性能差、可操作性差、效率低、机械维护费用高等弊端,逐渐退出了历史的舞台。1996年以来,新廻油田相继开发了ZJ10DB.ZJ30DB.ZJ50DB、、ZJ70DB等系列SIEMENS矢量控制全数字变频调速钻机，系统运行可靠、参数稳定、调试简便、维护方便、动态性能好，稳速精度高,并具有强人的通讯接口和扩展开发能力，可实现系统网络化、自动化。随着交流变频技术的不断成熟和发展，我公司交流变频钻机在钻井现场的到了广泛应用，以上钻机的成功开发和应用，为以后钻机提供了成熟的经验，打下了坚实的技术基础。第二章交流变

3、频钻机的应用现状及技术难点探讨系统概述现以2001年集团公司、国家经贸委、新蹭石油管理局钻井公司与宝鸡石油机械有限责任公司联介开发ZJ70/4500DB钻机为例来剖析交流变频钻机，该套交流变频钻机为国内第一台深井交流变频钻机，集数字化、白动化、网络化、智能化为一体，该套钻机于2003年3月20mil新疆石油管理局钻井二分公司70137队承接配套并在克八区T80288井顺利—开，于4月28日顺利完井，在该井对ZJ70DB钻机的各系统进行工业性试验，各项技术性能指标达到了预期目的。ZJ70DB钻机的控制系统，是在直流SCR钻机成熟技

4、术基础上，充分吸收国外同类钻机控制系统的先进技术，利用全数字变频控制技术和通讯网络优势，通过现场总线将各子系统组成三级网络，实现对生产全方位的控制和管理，按照司钻控制智能化、人性化和一体化设计理念,组成了完整的钻机口动化控制系统，并对以通过系统扩展和升级实现因特网远程监控，为汕田最终实现钻井作业的远程网络控制提供了可能。1、发电机控制部分动力系统的配置选用4台CAT3512B/SR4B型电喷柴油发电机组，输出功率1310KW/1200KW,其控制系统由柴油机电喷电源系统、手动自启动电源电路、同步并车系统、接地检测系统、功率限制系

5、统等纽成，机组运行稳定，可靠性高，系统电网功率因数高（2C0Sd）0.83）发电机组具有优界的闭环调节系统（K0SH1LL控制系统），动态响应快。该钻机在克八区T80288井施工过程中，3#车启动怠速跑温，怠速不稳，并车后断路器自动掉线，柴油机并未自动停车，重新启动上线并网运行短暂时讪故障重现，针对此现象对交流柜AC交流组件、脉冲调速、油门执行器、励磁板、油门转速转换输入模块等电路进行了详细检查，最后确定为油门转速转换输入模块受温度影响性能劣化所至。市于发电机控制系统的所有数据采集与故障显示没有-与PROFTBUS现场总线进行结

6、合，不能对发电机运行参数、交流控制运行参数和运行故障进行监控，使故障不能得到及时的处理。2、变频传动系统采用“1对1”控制方案，由9+1套SIEMENS新型全数字矢量控制电压型交流变频调速装直，具有V/F特性

7、11

8、线的频率控制和磁场泄向矢量控制方式。驱动绞车、转盘和3台泥浆泵主电机及送钻电机，实现无级调速、满足传动耍求。但因设计采用T对1"控制方案，钻机笫一次投入费用较高，如变频传动系统采用共直流母线方式，它不仅可以减少控制系统体积,还可以减少在整流单元的一半投入费川，在5000米以卜-的交流变频钻机得到了广泛的应用，但其可靠

9、性和抗干扰性都不如“1对V控制方案稳定，特别是700()米钻机人功率系统，对绞车能耗制动系统的稳定性尤为垂要。3、单轴绞车驱动控制主要动力由两台功率为700KW的电机提供，转速为2800r/min,YJ13型交流电机提供，输入转速0-2800r/min范围内无级调节,挡数为1正1倒无级调节，采用矢量方式控制电机运行,在零速时可实现大转矩输出，可设定速率和上升时间上升，恒转矩输出1()0%(O-33.5HZ)怛功率输出100%(33.5Hz・61Hz)电动机通过调速于柄或调速手伦设定转速可精确控制游车起放位置，并可实现悬停功能，同

10、时具有状态联锁，防碰与绞车联锁，盘刹与绞车的联锁,参数的联锁，绞年速度与钩载及与工程参数的联锁，无论那一项出现问题，电机变频器都会保护动作，使绞车停转，盘刹动作。绞车为双电机同轴驱动，两台电机可以单独运行。变频器之间都采JIJCBP2板与PROFIBUS总线相连