石油钻探
石油钻机是指用来进行油气勘探、开发的成套钻井设备,是由多种机器设备组成、具有多种功能的联合工作机组。自从电力电子技术的引进,石油钻机的驱动模式发生了巨大的转变,尤其全数字交流变频驱动技术的应用,利用变频技术的特性,使绞车系统在零转速时实现最大转矩输出,保证钻机提升系统的悬停功能,彻底改变了传统的司钻操作方式,利用变频技术和全数字控制技术实现了钻机自动送钻。
2017年12月俄石油项目正式投运,首台国产三电平变频器GD3000在出口陆地钻机上配套并成功应用,一举打破国外品牌在钻机上的长期垄断。2019年9月中石油首套国产多传动变频器GD800在陆地钻机应用,标志着英威腾全面打破国外品牌在钻机上的垄断。
解决方案
石油钻机变频调速系统采用GD800共直流母线多传动方案,整流、逆变、制动均彼此独立,每台电机对应一台逆变装置。绞车双电机驱动,采用机械刚性链接,变频器主机运行速度模式,从机运行转矩模式,采用主从控制,可单机或双机运行,闭环矢量控制;泥浆泵由2台电机共同驱动,两台之间主从控制,功率均衡,开环矢量控制。转盘为独立逆变器控制,闭环矢量控制。每台逆变器通过PN通讯卡与控制PLC进行通讯,实现了集中控制与监控。
方案优势
- 1
优异的电机控制算法,从而降低电机噪声、温升,延长电机寿命;
- 2
优异的驱动性能,多机功率平衡同步运行;
- 3
超强电网适应能力,应对网电及发电机供电模式;
- 4
优异零速悬停功能,提升设备可靠性,避免溜钻;
- 5
柔性扭矩控制,从驱动器端解决钻杆扭矩限幅释放,响应更快,安全等级更高;
- 6
模块化设计,紧凑化设计,有效减小空间体积;
- 7
超高可靠性,功率单元模块化,互为冗余备用。
项目原系统采用4台柴油机驱动,一般情况下2开2备。柴油机通过液藕减速箱和并车离合器跟并车传动箱相联;并车传动箱通过内部的链条传递动力,通过离合器分别输出2组动力给泥浆泵,一组动力给转盘,一组动力给绞车。改造方案为将其中的2台柴油机替换为直驱电机,省去液力耦合器,最大限度提高传动效率,保留原另外2台柴油机作为备用。GD800工程型变频器具有主从控制、功率平衡等功能,方便实现负荷的平均分配。
方案优势
- 1
通过变频调节电机转速实现节能,降低设备运行与维护费用。
- 2
变频调速装置可对电机实现软启动,减小对电网冲击。
- 3
具有过流、短路、过压、欠压、缺相等多项保护,适应电网电压波动能力强。
- 4
操作简单,运行方便,可远程设定或监视运行参数,可实现智能调节。
- 5
Profibus-DP/Profinet通讯+物联网,满足市场主流通讯和联网要求。
方案介绍-项目原系统采用4台柴油机驱动,一般情况下2开2备。柴油机通过液藕减速箱和并车离合器跟并车传动箱相联;并车传动箱通过内部的链条传递动力,通过离合器分别输出2组动力给泥浆泵,一组动力给转盘,一组动力给绞车。改造方案为将其中的2台柴油机替换为高压电动机,省去液力耦合器,最大限度提高传动效率,保留原另外2台柴油机作为备用。采用GD5000高压变频器控制高压电机调速,具有主从控制、功率平衡等功能,方便实现负荷的平均分配。
方案优势
- 1
功率因数高,“完美”无谐波,无需额外配置无功补偿和谐波治理装置。
- 2
采用变频调节后,通过调节电机转速实现节能,降低设备运行与维护费用
- 3
使用变频调速装置后,可对电机实现软启动,减小对电网冲击,延长电机使用寿命。
- 4
具有过流、短路、过压、欠压、缺相等多项保护,适应电网电压波动能力强,电压工作范围宽
- 5
操作简单,运行方便,可远程设定或监视运行参数,可实现智能调节。
- 6
内置主从控制功能控制响应快,从机跟随主机运行,调节响应快,精度高,使用简单,可靠;
- 7
Profibus-DP/Profinet通讯+物联网,满足市场主流通讯和联网要求。
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