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数控变频电动钻机ZJ70DBS
发布时间:2014-4-16
 钻机主要技术规范

(1) 名义钻深 (5 ″钻杆 ) 7000m 
(2) 
最大钩载 4500kN 
(3) 
最大钻柱重量 2520kN 
(4) 
提升系统绳系 6 × 7 顺穿
(5) 
钻井钢丝绳直径 φ 38.1mm 
(6) 
绞车额定输入功率 1940kW(2600hp) 
(7) 
绞车速度 无级调速 
(8) 
转盘开口直径 φ 950mm  37 1 / 2 ″ 
(9) 
泥浆泵额定功率×台数 
     1176kW(1600hp)×3 

(10) 
井架有效高度 / 型式 45m/ K 
(11) 
钻台高度 10.5m 
     
钻台面积 126m2  11.4m × 11.08m 
(12) 
底座净空高度 9.2m 
(13) 
供气系统 
     
储气罐容量 2 × 3 m 3 +2m3 
     
最高工作压力 1MPa 
(14) 
双立管高压管汇 4 ″× 35MPa 
(15) 
钻机装机总功率 5200kW 
     
主发电机组柴油机型号 CAT3512B × 4 
     
发电机型号 SR4B 
     
发电机功率 1200kW × 4 
     
电压 690V 
     
辅助发电机组型号 CAT3412 400kW 
     
发电机型号 SR4B 
     
电压 400V 
(16) 
传动方式 AC-VFD-AC 
(17) 
交流变频电动机总功率 5885kW 
     
绞车电机 970kW × 2 
     
泥浆泵电机 1100kW × 3 
     
转盘电机 600kW 
     
绞车辅助驱动电机 45kW 
(18) 
逆变调速柜 
     
台数 5  
     
额定输出电压 0  690V(AC) 
     
额定效率 97% 

钻机主要特点

(1) ZJ70DBS 钻机的电控系统是建立在总线通讯技术基础上的数字控制系统,对变频系统及各个功能部件进行自动控制,用程序来确保整个系统的高效、安全运行。该钻机设计有较为完善的钻井参数和电气参数调控、显示、采集、储存和传输设置系统,为钻井工程实现信息化、智能化创造了必要条件。

(2) ZJ70DBS 钻机电传动系统:为满足强化钻井工艺的要求,钻机配 4  1200kW 数控电喷主柴油发电机组加 1  400kW 辅助发电机组,为钻机提供动力。 3  1600hp 泥浆泵分别由单台基频功率 1100kW (持续功率达 1176kW )交流变频电动机驱动;绞车由 2  970kW 交流变频电动机驱动,绞车配有45kW 辅助驱动电机,具备自动送钻和应急操作功能;转盘由 1  600kW 交流变频电动机独立驱动。主电机系统选定 690V 欧洲制式,可较大幅度地降低制造成本,简化传动。绞车、转盘及泥浆泵驱动采用直接转矩控制的交流变频技术,钻机主要功能实现数字程序控制。绞车实现能耗制动和数控恒钻压自动送钻。

(3) 转盘由 1  600kW 变频电机通过万向轴直接驱动,转盘转速可在 0  300r/min 之间无级调节。电机动力特性柔和,有较大的调速范围和较强的超扭矩能力,转盘正常工作最大扭矩达 32.36kN.m 。转盘控制系统具备完善的监控和过扭保护功能,保护扭矩值可在 0  100 %范围内任意设置。因此,在钻井过程中,可随时准确判断井下钻头的运行状况,避免掉牙轮等事故的发生,最大限度地保证钻井工程的顺利进行。转盘设惯性刹车,并与电气传动连锁控制,确保断电时自动刹车,避免操作过程中意外事故的发生。

(4) 绞车布置在低位,使钻台面更加宽敞,还可减少钻台面的振源,也方便绞车吊装。 JC70DB 绞车为单轴齿轮传动,无级调速,具有重量轻、体积小、维护工作量小等特点。绞车速度及功能控制采用能耗制动及交流变频控制,正常情况下液压盘刹仅起驻车、定位和紧急停车作用,但同时具有手动控制下放钻具功能。绞车所有运行参数,包括起下钻速度、大钩位置、各种安全设置、数控变频自动送钻、能耗制动等功能,均通过计算机和电控系统实现了全数字控制。

(5) 综合国际先进井架底座之所长,结合本钻机绞车下台的特点,充分考虑国内材料及工艺技术,采用了第一节井架与底座合为一体,一次旋升新型结构,钻台随井架一并起升到位。传统的井架与底座的连接只有 2  4 个销连接,该创新设计则为 8 个销连接,使井架底座稳定性大为提高,重量减轻,减少了安装和吊运工作量。并配有可靠、防爆的液压井口吊装装置。钻台面预留安装全套液压机具的位置。

(6) 电气传动系统特点

 直接转矩控制

采用直接转矩控制,具备优异的转矩响应特性,优良的低速性能。直接转矩控制用空间矢量分析方法,直接在定子坐标系下计算和控制交流电动机的转矩,对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得转矩的高动态性能。

变频系统采用共用直流母线

采用两套完全独立的整流单元向直流母线供电,可互为备用。采用这种模式构成变频调速系统,比单传动模块的外型尺寸大幅度降低。

能耗制动(宏华公司专利技术 , 专利号: ZL02 2 22560.9 利用钻具下放使绞车电机工作在发电状态,形成制动力矩。用能耗制动替代传统的电磁涡流刹车,改变了传统的辅助刹车概念,使刹车系统和变频技术有机的融合在一起。

数控变频自动送钻(宏华公司专利技术,专利号: ZL02 2 22561.7 利用变频技术和全数字控制技术实现钻机自动送钻。送钻时由数字化变频拖动系统设定恒力矩反拖滚筒,自动调速和保护,达到恒压稳速送钻目的,送钻钻压误差小于± 500kg 。自动送钻系统与捞砂绞车共用一套变频系统。

全数字化操作控制系统

钻机操作控制系统实现了全数字化化,实现参数(信号)的显示、存储、打印、远程监控和管理。

零转速输出最大转矩

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持功能,彻底改变了传统的司钻操作方式。

钻机满足顶驱安装的要求,电气系统提供 600V 顶驱的电源接口,顶驱的司钻控制台安装在司控房内,便于操作。

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