电动钻机的工作理论基础(二)--系列专题之七

近年来，电驱动已成为石油钻机的主要驱动形式，是钻机自动化、智能化的坚实平台。文章就电动钻机的部分工作理论作初步剖析，包括钻机工作机组对电驱动的要求，可控硅直流电驱动和交流变频电驱动的工作原理，直流电动机和交流变频电动机等的特性分析，电动机的四象限运行和能耗制动原理等。     

电动钻机的工作理论基础(二)--系列专题之七

近年来,电驱动已成为石油钻机的主要驱动形式,是钻机自动化、智能化的平台.文章就电动钻机的部分工作理论作初步剖析,包括钻机工作机组对电驱动的要求,可控硅直流电驱动和交流变频电驱动的工作原理,直流电动机和交流变频电动机等的特性分析,电动机的四象限运行和能耗制动原理等.     

发展电驱动钻机势在必行

介绍了电驱动钻机的发展历史和现状，提出了我国石油钻机应大力发展电驱动钻机，迎头赶上世界先进水平，指出优先研制交流变频电驱动钻机的性能及交流变频的优点。     

复合驱动式钻机

概述了复合驱动式钻机具有先进性与经济性、适应面广和改造升级快的特点。分析了国内3种复合驱动式钻机的优缺点。提出了优化复合钻机总体方案:绞车放置在钻台上由交流变频电动机驱动,转盘由另1台交流变频电动机独立驱动,结合本地实际情况,与伸缩、套装、K型等井架配合,另配柴油机驱动钻井泵。提出充分应用交流变频、能耗制动和主电动机自动送钻技术,采用国产柴油机驱动钻井泵及扩大柴油机选择范围等建议。     

交流变频与SCR直流电驱动钻机的分析和比较

介绍了石油SCR传动系统和交流变频传动系统，并对直流SCR电驱动钻机和交流变频驱动钻机的性能及特点进行了分析比较，对钻机方案选型具有一定的参考价值。     

大型钻机采用交流变频驱动的可行性研究

对目前国内外直流电动钻机与交流变频电动钻机的研究表明,大型钻机采用交流变频驱动在钻机绞车、钻井泵、转盘、顶驱、辅助刹车、钻机的经济性和电功率容量等方面有无可比拟的优越性,是现代钻机发展的必由之路;目前影响大型钻机采用交流变频驱动的可靠性问题、价格因素、变频器和交流变频电动机的市场供应问题等已得到解决并具备一定的基础。因此认为,目前立足国内市场,发展7000m以内交流变频电动钻机无论在理论上还是实践上都是可行的。     

研制交流变频电驱动钻机的必要性与可行性

我国在研制石油钻机方面，仍处于对机械传动形式的改进上，对电驱动钻机的研制尚未下大力气。应摆脱国产石油钻机现有的传动模式，研制当今世界上最先进的交流变频电驱动钻机。交流变频电驱动技术已在国内外不少行业中成功地应用，说明这项先进技术已经成熟，把它移植到石油钻机上来，不仅是必要的，而且成功的可能性是很大的。尽管在研制过程中会遇到各种各样的困难，但应该意识到，克服困难，研制交流变频电驱动钻机是我国石油机械行业的当务之急。     

ZJ40JD/2250JD钻机的研制与应用

介绍了一种机电复合驱动石油钻机。钻机绞车、泥浆泵采用机械驱动方式，转盘采用交流变频电驱动。文章分析了钻机的系统配置与特点。     

ZJ40/2250LDB型机电复合驱动石油钻机设计

介绍了一种机电复合驱动石油钻机。钻机的绞车、钻井泵采用机械方式驱动，转盘采用交流变频电驱动。描述了钻机的系统配置，分析了钻机的几大特点。     

变频调速技术在石油钻机上的应用

在阐述交流频调速原理,调频方式和交流电动机在变频调速时机械特性的基础上,分析了石油钻机采用变频调速技术后,钻机绞车,转盘和钻井泵的工况,在列举了国外（美国和加拿大）变频调速电驱动钻的型号及主要技术参数后,着重介绍了国产第一台变频调速电驱动钻机ZJ40／250DB的技术性能及现场试验情况,最后就我国钻井装备更新改造后,如何加大变频调速 技术的研究和开发力度,提出几点建议。     

新型交流变频电驱动石油钻机

介绍了近年来国外新出现的交流变频调速电驱动石油钻机核心技术的发展概况,同机械驱动,直流电驱动石油钻机相比的先进性能及1999年我国研制成功的第1台ZJ40／2250DB型中深井交流变频调速电驱动石油钻机的特点及油田试验情况。     

钻机电驱动控制系统国产化现状与发展

石油钻机驱动控制系统主要由动力及其控制系统,驱动及其控制系统,辅助机械控制系统和井场照明系统组成,钻机电驱动控制水平已从早期的模拟控制上升到目前国际流行的典型三级控制水平,上位监控级采用原装工控机,对钻机的运行参数实施监控,同时下传有关控制,调试参数;过程控制级采用PLC实施工艺及自诊断控制;驱动控制级采用全数字控制,构成通信网络,根据钻井工艺的要求,结合电子技术的发展,应开发起下钻过程的位置闭环控制,采用交流电动机变频调速驱动钻机,实现智能化钻井作业。     

ZJ40LDB复合驱动钻机的研制

介绍了一种占地面积小的机电复合驱动钻机。钻机绞车、钻井泵采用机械方式驱动,转盘采用交流变频电驱动,井架采用直立套装自升式。钻机需进一步改进创新的方面。     

电驱动绞车设计方案探讨

石油钻机绞车是石油钻机上一个极重要的工作部件。设计绞车的主要依据 ,就是要求要适合钻井工艺。现用绞车有机械驱动和电驱动 2种 ,机械驱动绞车 ,基本模式相同 ,结构较为复杂 ;而电驱动绞车有较大的发展 ,且绞车结构逐步趋于简单化。1　早期高压交流电驱动钻机我国早在 60年代就使用了交流驱动钻机。只是该种钻机的绞车在结构上无改进 ,是用交流电动机代替小功率柴油机。在大庆油田使用的БＹ 40型钻机和与此同级别的钻机上 ,有若干数量钻机采用电驱动方式。但原钻机的传动系统 ,绞车结构上都无改动。 1 967年前后 ,胜利油田用 660 0Ｖ的…     

国外顶驱AC变频驱动的应用与发展

阐述了电驱动石油钻井装备经历的AC－AC、DC－DC、AC－SCR－DC和AC变频驱动4个技术发展阶段，总结了AC变频驱动的优缺点，认为目前AC变频驱动是顶驱最先进的电驱动型式。列举了挪威、美国、加拿大等国一些公司AC变频驱动在顶驱上的应用实例。重点介绍了美国Varco公司TDS－9S型项驱结构与钻井性能、AC变频驱动的电动机结构与工作特性以及变频控制系统。研究与分析认为，AC变频驱动是电驱动项驱的发展方向，也是电驱动石油钻采装备的发展方向。     

5000m交直流复合电驱动钻机应用

针对直流驱动与交流变频驱动钻机2种驱动形式的优缺点,结合钻井施工过程中对绞车、转盘、自动送钻及泥浆泵的工艺要求,研究并应用了绞车、转盘与自动送钻用交流变频驱动及泥浆泵用直流驱动2种电驱动形式。实际应用表明,交直流复合驱动钻机结合了钻机2种驱动形式的优点,结构简单,维护方便,综合效益显著。     

国外AC变频电驱动石油钻机的现状及发展

ＡＣ变频电驱动石油钻机是８０年代发展起来的一种新型电驱动石油钻机,根据技术发展预测结果,将会有更大的技术发展,以代替现有的ＡＣ－ＳＣＲ－ＤＣ电驱动石油钻机。本文介绍了国外ＡＣ变频电驱动系统和ＡＣ变频电驱动石油钻机的优点和特点、适用范围,重点介绍了美国Ｎａｔｉｏｎａｌ－Ｏｉｌｗｅｌｌ公司、ＩＲＩ公司;加拿大Ｄｒｅｃｏ公司;挪威Ｈｉｔｅｃ公司;罗马尼亚ＩＥ公司;德国Ｗｉｒｔｈ公司ＡＣ变频电驱动石油钻机     

基于传递函数方法电动钻机起升系统的理论分析

应用多自由度弹性振动的分析方法,建立了ZJ30DB型交流变频调速电驱动钻机起升系统的理论模型并得到了其动力学微分方程组,采用传递函数的方法得到了数值解及仿真结果。结果表明,ZJ30DB型交流变频电驱动钻机起升系统具有较好的起升特性,能满足起升过程的要求,钻机起升加速时间约3 s。理论分析得到的钻机起升系统动载系数为1.98,而现场实测得到的起升动载系数为1.34。二者产生差别的原因在于理论模型的误差、钻机本身具有的软特性和人为操作因素等。理论分析和试验结果对进一步深入研究电驱动钻机及其绞车特性和产品设计都具有一定的参考价值。     

更新改造钻机驱动与传动方式浅析

在钻机的更新改造中,驱动方案和驱动方式的选择备受关注。就驱动方案而言,单独驱动、统一驱动和分组驱动各有千秋,应根据不同驱动方式和施工作业环境优选其一。对于驱动方式,国内现有钻机多属机械驱劝。对机械驱动、电驱动、液压驱动和混合驱动的比较分析表明,电驱动在特性匹配、传动效率、可靠性、运移性和环保性等方面更具优势,因此为国外钻机普遍采用,只是因其造价较高,尚未为国内钻机广泛采用。而近年来开始采用的交流变频驱动,则是钻机驱动与传动技术的发展方向。     

瑞恩交流变频电动机在DQ70BS型顶驱中的应用

简述了瑞恩RPMTM AC交流变频电动机的结构特点及工作特性。该电动机具有过载能力强、运行效率高、结构形式紧凑以及“无电晕”绝缘系统和“电流屏蔽”设计等诸多先进的特点。在新疆霍 001井及巴基斯坦SPA-2井的现场应用表明, 采用配备了高性能的瑞恩RPMTM AC交流变频电动机的DQ70BS顶部驱动钻井装置作业, 极大地提高了钻井作业效率, 减少了事故发生, 提高了工作的安全性。