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500KW/380V 国产大功率变频器在石油钻机上的应用

时间:2014-12-03 18:23攀遧:未知阅读次数: 复制分享 我要评论

摘 要:针对国外变频器价格昂贵、调试周期和维修周期长等特点,我公司自主研发了可替代进口机的高性能钻机国产专用变频器。该变频器能够从零开始调速,当钻井卡钻时,能及时断开电动机,在低速提升时,能最大限度地发挥电动机的动力特性,提供 220% 的转矩输出。变频器易安装、调试 、 维护,性能稳定,在油田钻井变频领域填补了国内空白。 
关键词: 钻机 变频器 传动系统 控制系统  
Abstract: In consideration of the disadvantage of high price, long periods of debugging and maintenance of foreign inverters, a special inverter is developed for the high quality domestic drill rig, which can be used to replace the imported rigs. The inverter can start from zero to the modulate velocity, when low speed increases, power performance of the motor will be brought into full plays and 220% torque input is provided. The inverter is easy to be installed and debugged, repaired and with high stability , has filled the domestic gaps in the field of well drilling frequency conversion of oil field. 
Key words: Drill rig Inverter Actuating system Control system 
    1 引言 
    油田钻机是油井生产的最主要的设备之一,它的正常运转和工作效率直接关系到油井的经济建设和成井率 。 由于其钻井工艺的特殊性,对钻机电控设备要求特别苛刻,特别在变频器选用上非常谨慎,长期以来一直是国外产品的天下。由于国外变频器存在价格昂贵,调试周期长,维修周期长的特点,油田上因变频器故障得不到及时维修 , 造成质量事故的现象时有发生。在这种形式下,我公司针对钻机的特殊工况,自主研发了可替代进口机的钻机国产专用变频器。该变频器体积小,重量轻,便于安装、调试 、 维护 , 效率高,性能稳定。 
    变频驱动钻机较传统钻机有以下优点:节能,操作简单,无级调速,控制精度高,工作效率高。变频技术在油田钻机上的开发应用,不仅提高了钻机的水平,改善了钻机的操作性能,更重要的是加强了钻机的作业能力,提高了钻井效率和质量。 
    2 原油田钻机系统存在的问题 
    大庆市石油管理局井下钻井公司原有一套可打 3000m 深度的钻井设备。该设备控制系统主要包括三大部分:动力系统(由 2 × 500KW 柴油发电机组构成, 2 台机组并网于 3 相, 380V/50Hz 交流母线);泥浆循环系统;钻井传动系统(包括 1 套 500KW 电机转盘和绞车驱动系统、 4 台 45KW 液压泵等)。现场设备图如下图 1 示。针对原控制系统存在工作效率低,操作复杂等诸多问题,我们配合大庆市石油管理局井下钻井公司对该油田钻机进行了变频改造。具体来说该控制系统存在以下问题: