独立转盘变频改造.doc

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1、石油钻机独立转盘变频改造丁宝东（胜利油田高原石油装备，东营257013）[摘要]：本文以胜利油田黄河钻井五公司40666井队转盘变频改造为例，论述了变频器在石油钻机电传动系统中的应用，并对系统总体方案进行了介绍。[关键词]：石油钻机；转盘；变频改造；PLCFrequencyConversionTransformingonIndependentRotaryTableofDrillingRigDingBao-dong(ShengliOilFieldHighlandPetroleumEquipmentCo.,Ltd.,ShandongDongying2

2、57013)Abstract：ThepapertakesfrequencyconversiontransformingonindependentrotarytableofCrew40666inHuangheDrillingCo.ofShengliOilFieldforanexample.Applicationoffrequencyconverterinelectricdrivingsystemofdrillingrigisintroduced.Inaddition,totalsystemschemeisexpounded.Keywords:Dri

3、llingrig;Rotarytable;Frequencyconversiontransforming;PLC[中图分类号]:TP273[文献标示码]:A1引言随着石油钻机的发展，无论是交流、直流电驱动石油钻机，还是机电复合驱动（半电动）石油钻机，对于转盘的独立电驱动方式得到越来越广泛的应用。目前来说，国更趋向于对于转盘采取变频的方式进行控制。2009年2月，应胜利油田黄河钻井五公司机动科的需求，对其下属40666井队一套ZJ40DB钻机进行转盘变频改造。与转盘的机械驱动方式相比，变频驱动转盘具有调速方便、响应快速、节能等重要优点，同时，可以大

4、幅度降低司钻工的劳动强度。原钻机转盘部分为机械驱动方式，而原有ZJ40DB钻机电控系统采用应急操作模式控制，没有采用目前在电控系统中广泛使用的总线技术，无法在原有电控系统上进行扩展。因此，我们设计独立转盘电控房和独立司钻台，以总线模式和应急模式两种方式完成对于转盘的变频改造。2总体方案新配转盘电机为永济电机厂产品，主要电气参数如表1所示。我们选择SIEMENS变频器规格为600VAC，630KW，型号为6SE7136-5HG62-3BA0，完全满足电机应用要求。表1转盘电机参数型号YJ23B额定功率(kW)600额定电压(V)600额定输入电流(

5、A)714额定转速(r/min)660恒功最高转速(r/min)1060额定频率(Hz)33．5额定转矩(N.m)8684极数6冷却风机参数11KW380V50Hz综合考虑钻井五公司机动科对此项变频改造的具体要求，我们设计系统方案图如图1所示。系统动力电源从原VFD房预留的顶驱电源接口取得，经转盘电控房的对外接线板接入房主开关Q1，另外有断路器Q2向房变压器供电，产生400/230VAC电源，供控制电源、风机、油泵、房照明、插座等使用。图1转盘变频改造方案将本系统具体为以下三个部分：1)转盘电控房房体由两部分组成，左侧为转盘电控房主体，右侧为电缆

6、储藏室。房由三台柜体组成，分别是综合控制柜，开关柜，转盘变频柜。综合控制柜柜设有PLC总线系统，完成转盘控制工艺的逻辑功能、保护功能、监控功能及其他辅助功能。柜还装有继电器应急控制系统（又称旁路系统），当PLC或总线故障时，应急控制系统可以完成基本的转盘操作功能。另外配备600/400变压器一台，海尔空调两台，170KW制动电阻一台等。转盘电控房布局图如图2所示。图2转盘电控房布局图2)转盘司钻台司钻通过操作转盘司钻台上的转换开关、给定手轮和按钮等可以控制转盘的各种工况以及紧急停机。司钻台面板上安装的主要器件是可供司钻工操作的操作元件与显示仪表板

7、。操作元件包括按钮、功能选择开关、给定手轮、转盘力矩限制旋钮等。显示仪表板上主要有仪表和指示灯。3)转盘电机电机是整个变频改造的控制目标和中心。通过SIEMENS6SE71变频柜对转盘电机的控制，可以可靠地实现电机的正、反转控制、调速及扭矩限制功能。3系统软件进入20世纪90年代，石油钻机的控制系统已由模拟式控制技术逐步转化为数字式控制技术，由继电器控制模式逐步转化为总线智能控制模式，并继续朝着智能化控制方向发展和改进。由于PROFIBUS-DP现场总线技术比较成熟，可靠性高，模块化功能强大，组态灵活方便，故障率低，现场维护方便，现已广泛应用于电

8、驱动钻机系统中。40666井队独立转盘变频改造设立两种控制方式，PROFIBUS-DP总线控制方式和继电器应急控制方式。其中，总线控制方