机械驱动钻机和电驱动钻机的比较

机械驱动钻机和电驱动钻机的比较侯郁，郑晓峰（石油勘探开发科学研究院机械研究所）随着西部地区特别是塔里木等地区石油勘探开发的发展，深井和超深井钻机在我国现有钻机中所占的比例不断增加。截至１９９３年１０月，塔里木石油勘探开发指挥部已拥有钻机２４台，参加塔...     

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。     

电驱动钻机技术发展现状及分析

调研分析了国外陆上钻机的最新进展,对交流变频电机的优点进行了分析,并对国内的发展提出了建议。对国内电驱动钻机的综合发展与国外的差距进行了对比分析,并提出了石油钻机的进一步发展趋势。     

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。     

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。     

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。     

国外石油钻机驱动型式的应用与发展

介绍国外石油钻机驱动型式的应用与发展现状。对机械驱动、液压驱动、电驱动和混合驱动等四种钻机驱动型式的适应性、经济性、可靠性和先进性方面进行总结。指出石油钻机驱动型式的技术发展方向。     

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。     

电驱动钻机用1000kW柴油机的研制

为适应我国电驱动钻机发展的需要,在Ｚ１２Ｖ１９０Ｂ型机械驱动钻机用柴油机的基础上,吸取了航船用柴油机、机车柴油机和发电柴油机的成功经验,研制了１种新型的适用于电驱动钻机用Ｇ１２Ｖ１９０ＺＬＤ型柴油机。现介绍该机的结构特点和试验结果;对其可靠性也进行了分析。     

8000 m直流电驱动钻机绞车设计与分析

根据塔里木地区的井深特点,研制了8 000m直流电驱动钻机.分析了绞车的传动原理、功率配置原则.超深井钻机的提升能力和效率是重要考核指标,因此重点分析了该绞车的提升特性曲线.现场试验证明：该绞车满足了塔里木地区的钻井要求,效率高、安全、可靠、钻井成本低.     

ZJ32-SL_I型钻机上台装置

针对在用钻机上台装置移运性差、安装困难和密闭润滑难以保证的问题，设计制造了高钻台、低底座的ＺＪ３２－ＳＬＩ型钻机。这种钻机采用了一种新型上台装置，整体布置有所改变，即取消了正车箱和猫头轴，并采用万向轴加角传动箱的传动驱动转盘，取消了驱动转盘的链条。同时，也改善了移运性能，保证了密闭润滑条件，达到了上台链条和绞车的密闭润滑部位在钻机搬迁时不需拆装的目的。     

MZJ10煤层气钻机的研制

针对我国煤气层钻机多采用水源钻机和物探钻机,而且比较简陋,装机功率小,运行效率低和搬迁费用高的问题,根据煤气层开采的特殊性,研制了MZJ10煤层气钻机。该钻机为车装式、全液压驱动和控制,钻井所需的提升下压功能、旋转功能、循环功能、辅助设备和井口工具等全部实现了液压传动和控制,操作简便,自动化程度高。试验表明,在1000m钻井过程中,各系统运行平稳,各项性能指标符合设计要求。     

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。     

9000m交流变频钻机的研制

针对目前国外9000m钻机技术水平落后,不能实现自动化、智能化操作,无法满足现代超深井、复杂井以及欠平衡钻井等复杂工况要求的状况,研制了我国首台9000m交流变频钻机。该钻机采用全数字交流变频和直流控制技术相结合,钻机的传动、控制及井架、底座等关键技术和集成技术达到了国际陆地钻机领先水平。现场应用表明,该钻机的各项性能指标达到了设计要求和现代钻井工艺要求。     

电动钻机电气控制系统故障排除浅述

文章根据多年的现场工作经验,提出了电动钻机电气控制系统故障排除的一些基本思路,能够时现场工作人员在排除类似故障时,具有一定的指导作用。     

ZJ40CZ车装钻机的研制

采用液压盘式刹车和顶驱等先进技术而开发设计的ZJ40CZ车装钻机,选用高速柴油发动机为行车系统和作业系统提供动力;绞车和转盘采用液力+机械传动方式驱动,绞车为双滚筒,采用液压盘式刹车作为主刹车;井架采用液压油缸起升和伸缩。ZJ40CZ车装钻机可用于复杂地形地区的油井、气井的钻探施工作业,其优越的底盘越野性、较高的作业效率,特别是高移运性,实现了钻机的快速搬家和组装,降低了钻井成本,大大提高了钻机的整体性能,能够满足中深井原油钻探开发的需要。     

交流变频电动钻机电控系统的完善

通过对新疆石油管理局在用的ZJ30DBT、ZJ50DB、ZJ70DB交流变频电动钻机在配套和应用中存在的电控系统标准不统一、绞车在大载荷时无法悬停、转盘倒转、控制系统容错冗余性能差、一体化钻井仪表参数滞后需频繁设置修改等问题的分析和研究,对9000m交流变频电动钻机及其它交流变频电动钻机电控系统进行了完善设计。实施了绞车电动机采用带编码器矢量闭环控制系统;转盘采用防倒转控制和取心稳速控制;控制系统采用硬件和软件双冗余;一体化钻井仪表能实时准确显示参数指导司钻操作等完善措施,并提出电控系统成套的硬件和软件标准有待统一,在系统的标准化方面需开展工作的建议。     

电动钻机动力系统的功率检测及均衡

针对电动钻机动力系统即柴油发电机组的有功功率和无功功率的均衡问题,设计了一种简单实用的功率实时检测及均衡电路。利用功率检测电路的信号,发电机各控制单元可对其输出的电压和频率进行调节,从而保证发电机输出电压和频率的稳定。同时发电机多机组并网运行时,通过功率均衡电路实现各机组有功功率和无功功率的均衡分配。试验结果证明,设计的电路正确,用于钻机动力系统可降低系统故障率,提高机组的利用率,完全满足钻井作业的工况。     

轻型钻机模块化应用技术

在分析了国内钻机模块化技术应用方面同国外钻机的差距后 ,提出了适合中国国情的橇装模块化钻机的设计方案 ,即在符合SY/T5 6 0 9- 1999《石油钻机型式与基本参数》条件的基础上 ,使井架、底座、动力机橇的设计与橇装模块化技术相吻合。实际应用表明 ,南阳石油机械厂根据这种思路研制的ZJ30 / 170 0橇装模块化钻机具有良好的移运性及经济性。     

钻机盘式刹车制动力矩特性的理论研究

钻机绞车刹车系统的制动特性是合理设计和使用刹车装置的理论基础。从分析盘式刹车制动力矩与制动钳缸油压的关系、制动钳缸油压与司钻操作手柄转角的关系入手，分析了影响盘式刹车制动力矩的因素，推导出它们之间的函数关系。研究表明，盘式刹车制动时，制动力矩随时间的变化规律与盘式刹车本身的结构和几何尺寸、司钻的操作方式及司钻阀凸轮半径的分布规律有关。紧急制动时，可认为制动力矩是阶跃变化。