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电动钻机控制系统

交流变频电动钻机是国外20世纪90年代新发展起来的一种先进的电动钻机。90年代后期，我国的科技人员和有关单位将交流变频调速技术应用于石油钻采设备，尤其是电驱动钻机，成为当今最受青睐的钻机。交流变频电动钻机与机械钻机和直流钻机相比，它采用了交流变频调速技术，能够适应钻井工艺的要求，简化了钻机的机械结构，减轻了维护保养工作，提高了安全性、可靠性和移运性。交流变频绞车体积小、质量轻、故障少、维护方便；调速范围宽，可实现无级调速；能够以极低的速度恒扭矩输出，实现数控恒钻压自动送钻，对提高钻井时效、优化钻井工艺、处理井下事故等十分有利。新型司钻控制系统控制精确、操作简单，使司钻摆脱了繁重的体力劳动，并注重了操作技巧和钻井参数的优选。油田电驱动钻机自动控制系统采用成熟、先进的技术装备完成对油田钻机的电气传动及自动化监控功能，其动力控制系统、交流输出特性、控制操作和各种保护功能、互锁功能、模块化设计等完全满足油田野外钻机的工作参数和传动特性，达到钻井工艺要求，具有优异的调速性能、过载能力强、可靠性高、抗干扰能力强、设计布局合理、操作简便可靠、易于维护及维修等特点，系统将包括绞车、转盘、泥浆泵的全变频交直交调速、双备份自动送钻、一体化仪表及监控、游车位置自动控制、智能化远程司钻等先进的控制功能。该系统变频单元采用全数字矢量控制电压源型交流变频调速装置，具有V/f特性曲线的频率控制方式和磁场定向矢量控制方式。“一对一”控制驱动绞车，转盘、泥浆泵主电机及送钻电机，实现无级调速，满足高精度钻井工艺要求。同时，系统配置有辅助自动送钻装置，自动送钻系统控制钻机的钻速及钻压，实现送钻电机在0-36m/h范围内恒钻压送钻，可以对设定参数进行修改，监控钻进过程的钻压、钻速、游车位置等参数，自动控制游车减速和软停、紧急故障刹车等功能，有效的防止溜钻、卡钻、事故的发生，提高钻速及钻进质量。本项目适用于陆地及海洋钻井的新建或改造电驱动钻机，井深范围1000m～7000m。

北京科技大学 2021-04-11