基于功率补偿的电动修井机控制系统.pdf

《基于功率补偿的电动修井机控制系统.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、工业自DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2013．09．003基于功率补偿的电动修井机控制系统徐刚，王树龙，韩菊，顾芳，刘峥(1．渤海石油装备制造有限公司，天津300457；2．渤海石油职业技术学院，河北任丘062552)摘要：针对修井机原始动力“油改电”在实际应用中遇到的问题，设计了一种配置电容补偿系统的电动修井机控制系统，捕述了控制系统的整体设计方案，并介绍控制系统各组成部分的功能，包括PWM整流器、逆变器、双向直流变换器、控制系统数字化平台等。该系统较好的实现修井机原动力

2、的“油改电”。关键词：功率补偿；修井机；双向直流变换器中图分类号：TH186文献标识码：A文章编号：1009—9492(2013)09—001l一05AKindofControlSystemofElectricWellServicingRigsBasedonPowerCompensationXUGang，WANGShu-long，HANJu，GUFang，LIUZheng(I．CNPCBohaiEquipmentManufacturingCo．，Ltd．，Tianjin300457，China；2．B

3、ohaiPetroleumVocationalCollege，Renqiu062552，China)Abstract：T0handletheproblemsarisingfrom0il—t0一electricityapplicationsforelectricwellservingrigs，thepaperpresentsanovelcontrolsystemdesignusingcapacitancecompensationtechnique．Thedesignalternativesofcontr

4、olareillustrated，inaddition，thefunctionsotcontrolmodulesarespecified，includingthespecifiedPWMrectifier，invertors，bidirectionalDCconvertersandtheproposeddigitalcontrolinterface．Thedesignhasbeendemonstratedtobeeffectiveinoil—to—electricityapplicaitonsonri

5、gs．Keywords：powercompensation；wellservingrigs；bidirectionalDCconverter0引言变压器。此种方法每次作业都需专业高压电工重修井机是油田修井作业的主要设备，用于对新连接，且需高压端断电连接，限制了产品的使发生故障或损坏的油管、抽油杆、抽油泵等井下用范围；(2)由井场供电变压器供电。多数情况采油设备和工具起下作业，大部分以柴油机作为下，总供电容量往往小于修井机总负荷容量，属原动力。与电机相比，柴油机驱修井机整机效率于小电网供电。受井场变压器

6、容量限制，配备电低、功率利用率低。柴油机的工作原理是将柴油机功率较小，影响了作业时效，增加了修井机的在汽缸中燃烧产生的热能转变成活塞的机械运作业时间，无法大规模推广使用。动，在能量转化过程中能量转化效率较低。另外修井机原动力的“油改电”是实现修井机节在修井作业中，需要有被吊物的装卸时间。修井能减排的一条重要途径，若推广应用电动修井机提升和下放作业时间与人工装卸时间之比大约机，需要解决修井机的作业时效问题，为此提出是1：2，意味着柴油机将有66％左右时间处于空了一种基于电容功率补偿的电动修井机控制系统载

7、运行状态u，柴油机功率利用率低。的解决方案。随着环保和节能减排要求的不断提高，出现1工作原理了以交流变频技术为基础的电动修井机，实现修修井机作业提升过程包括以下步骤：提升井机原动力“油改电”。电动修井机的电源解决方——悬停——卸扣——排放油管——摘掉卡——案大体为两种：(1)在井场电源高压端接大容量挂吊卡。每个步骤的耗费功率不同，见图1。最中国石油集团公司重大科技项目(编号：20l1B一1707)收稿日期：2013—06—19FI．_一—-■0■≥。—可I——I——l——Tl__●—。—_H-_’]I

8、G自大功率需求主要出现在油管提升工况，而一个完统的功率输出，保证修井作业时效。同时在修井整的提升过程，提升时间只占整个作业周期的1／作业排放油管的轻负荷的时间段内，由井场电网4—1／3，其余时间负荷小。修井机绞车配置功率快速为电容功率补偿系统充电，为下一个提升作以提升油管的功率为设计点，一般为150kW，但业周期储备能量。整个周期的平均功率为50kW。控制系统采用DP总线的网络结构，主控制器为主站，PWM整流器、逆变器、双向直流变换器⋯一个提升过程～已个