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。     

电驱动钻机控制系统配置方案探讨

在简述了电驱动钻机控制系统基本构成的基础上 ,着重介绍了控制房结构、一对一与一对二控制方式、串励与他励电动机的控制方式、柴油机调速方式、发电机调压方式和MCC开关柜等结构形式。以 70D电驱动钻机为例 ,说明最佳的系统配置是采用柴油机组并网发电 ,向SCR系统提供AC60 0V电网 ,辅助用电设备和生活用电设施由一台 60 0 /4 0 0V、 12 5 0kAV(SC12 5 0 )的环氧浇注变压器供电。从动力控制系统动力配置、电气传动系统配置和MCC配电控制系统配置等方面 ,论述了各系统控制方案的选择。最后指出 ,由于交流顶驱装置有着直流电驱动不可比拟的优越性 ,未来的电驱动钻机多倾向于发展交流电驱动钻机     

电动钻机控制系统及顶驱控制系统的谐波干扰及其抑制

在电动钻机控制系统及顶驱控制系统运行过程中出现的谐波干扰现象,轻者干扰SCR房和顶驱电控系统的正常运转,重者会烧毁SCR房和顶驱电控系统内重要的控制模块。通过对各种工况下的600V（220V）电压波形拍照,找出了产生谐波干扰的根源。由此提出了减少和消除谐波干扰的具体方案。     

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。     

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...     

石油钻机SCR电驱动系统谐波分析与抑制

针对石油钻机SCR电驱动系统产生的谐波、谐波源在600V母排上的分布以及引起的电网电压波形畸变等问题,提出对每1台SCR波动系统配套1台APF装置的谐波抑制方案和增加进线电抗器的方案,并将两者结合在一起达到更好抑制谐波的目的。实际设计的这种装置,实测波形显示达到了提高小电网电能质量的目的。     

电驱动钻机SCR系统常见故障及排除方法

根据电动钻机的特点及钻井作业现场的维护经验．介绍了SCR控制系统的常见故障及排除方法。     

电驱动钻机大井距丛式井平移装置的研制

为了满足电驱动钻机大井距丛式井各系统整体平移要求,研制开发了相应的快速平移装置。该平移装置在机械钻机平移装置的基础上进行了改进,钻机主机通过π型梁可直接移过井口采油树;电传动平移装置采用新型整体式折叠管线槽,能有效避免控制信号受到干扰;低压钻井液循环通过动力橇转运,实现井口返出钻井液正常净化流程。该平移装置满足多井位、大井间距丛式井作业需求,可实现电驱动钻机与丛式井优势结合,且建井周期短,劳动强度低,搬迁费用少,适用于具备大井距丛式井油区开发。     

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。     

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。     

非电动钻机用钻井液排量控制装置的研究

针对非电动钻机存在钻井液排量调节精度差、费时、费力及不安全等弊端 ,结合钻井生产实际 ,介绍了研制的非电动钻机用钻井液排量控制装置的基本组成、工作原理 ,技术关键、性能指标和使用操作规程等。该装置以远程控制为突破口 ,集液压、电气、控制于一体 ,结构原理简单 ,安装使用方便。采用该装置后 ,钻井液排量可以在小范围内较准确地调节 ,对于处理井下复杂情况及进行常规作业将起到积极的作用 ,具有广阔的应用前景     

钻机顶部驱动电动机的现状与展望

简述了国外钻机顶部驱动系统由直流顶驱逐步演变到变频顶驱的发展历史。结合现有电动顶驱的技术特点,对直流电动机、鼠笼式转子感应电动机、永磁无剧同步电动机和开关磁阻电动机等目前常用和正在开发的几种电动机性能做了分析对比。建议国内研究单位尽快开展开关磁阻电动机驱动方面的资料收集,为新一代顶驱的开发做一些前期工作。     

基于IPC、PLC、PROFIBUS的电动钻机智能控制系统

论述了基于IPC、PLC、PROFIBUS的智能控制系统在国产 70 0 0m交流变频电动钻机中的应用 ,介绍了智能控制网络系统软件、硬件的构成 ,涉及钻机动力监控、绞车自动化控制、转盘软扭控制、软泵控制、自动送钻、电子防碰、一体化仪表、电液气联控、电视监控、智能司钻控制等多个方面。将钻井作业的各种监测控制、预警提示等高度集成于网络中 ,实现了对系统各装置的远程数据传输和状态监控。改变了传统的钻井作业监控模式 ,优化控制和监测整个钻井过程 ,为钻井工艺创建了一个数字化、信息化、网络化、智能化的设备管理平台     

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。     

ZYG320型钻井液固控系统的开发与研制

华北石油管理局第一机械厂开发研制的ＺＹＧ３２０型钻井液固控系统由６个罐体和１套混合房组成，整个循环系统配置五级净化设备，可根据钻井作业的需要实现对钻井液的１～５级净化。系统总有效容积２４０ｍ３，钻井液最大处理量３６０ｍ３／ｈ，具有足够的钻井液储备功能，可满足钻深井和大流量补充钻井液的需要；系统内每一罐体单元不仅设备、技术先进，而且实现了模块化，具有很强的适应性，便于搬迁。这种钻井液固控系统已有１０多套在大庆、辽河和四川油田应用，并且出口到印度尼西亚，获得很高评价。     

石油钻机上增设发电机的利弊

在石油钻机的传动装置上增设一台发电机（简称节能发电机），目的是充分利用钻井柴油机的功率。但是，在整个建井周期中，可以使用这台发电机的时间不多，发出的电能质量也不高，对用电设备的寿命不利，仍需配备专门的发电机组。而且节能发电机的配备，使钻机传动系统更加复杂，传动效率降低，并不能真正取得节省燃料的效果。     

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。     

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。     

顶部驱动钻井装置在陆地石油钻机上的应用

顶部驱动钻井装置在陆地石油钻机上的推广前景广阔。陆地钻机钻井周期短，拆装、搬迁频繁，而且并深范围大，因此顶驱装置必须易于安装和拆卸，重量要轻，其功率和输出扭矩应满足不同并深范围的要求。为了利用陆地钻机现有井架安装顶驱装置，要尽可能缩小顶驱的横截面尺寸，降低主体部分的高度。我国第一台预驱装置已应用于钻深6000m的沙漠钻机上，在塔里木轮古1号准水平井的试用中，成功地处理了多起卡钻和蹩钻事故。该并完钻井深5590m，最大井斜71．5°，水平位移462m。     

从ZJ45L钻机的优劣论机械传动钻机的研究方向

简述了我国石油钻机的现状, 认为我国石油钻机的设计制造水平上了一个新台阶。新型ＺＪ４５Ｌ型钻机是在吸取了国内外先进技术的基础上设计制造的机械传动钻机。这种钻机在模块化设计、整体密封式并车链条箱传动、井架、底座以及气动控制等方面具有明显的优点, 但也有许多尚需改进之处。最后根据ＺＪ４５Ｌ型钻机的优劣, 提出了机械传动钻机和旧钻机的改造升级以及研制新型钻机的基本方向。