石油钻机电气介绍
〈石油钻采新装备》(电驱动钻机)
是当今电驱动钻机的最高水平。最终将全 部取代AC—SCR—DC电驱动钻机。
第二节 电动机的机械特性
一、机械特性的分类
机械特性：电动机的转速n随转矩M而变化的关系。一般用曲线表示， 称机械特性曲线。 按转速n随转矩M变化的程度不同，机械特性可分为三类：
1、当
2、当
M n
时，为特硬特性；在 n—M曲线上，表现为一条水平线。
b、用单相电力变压器将电网中的交流电降压，经半导体二极管构成
的桥式整流电路转换成直流电，供给它励直流电动机的励磁线圈。 c、利用触发电路控制晶闸管的触发角，从而调节电枢电压。
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二、可控硅控制柜的电路
可控硅控制柜的电路主要有： a、整流电路；b、触发控制电路；c、保护电路；
—— 本章完 — —
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第一章 电驱动钻机
本章目录
第一节 电驱动钻机的类型及特点
一、AC—AC 电驱动钻机 二、DC—DC 电驱动钻机 三、AC—SCR—DC 电驱动钻机 四、AC—CF—AC 电驱动钻机
第二节 电动机的机械特性
一、机械特性的分类 二、电动机的固有机械特性 三、直流电动机的人为机械特性 四、钻机用它励直流电动机的人为机械特性
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2、降低电枢电压调速（见曲线） 特点： 1）转速只能下调；硬特性不变（固有特性曲线平移）； 2）调速方便；调速范围大；经济性好。 可适用场合：石油钻机。
3、在励磁电路中串电阻调速（见曲线） 特点： 1）转速只能上调；随所串电阻增大，特性变软； 2）调速方便；经济性较好。转速不得超过额定值的20%。 可适用场合：石油钻机。
（3）直流电动机，具有人为的柔特性，调速范围宽，可实现 无级调速，绞车、钻盘只需设少量的机械档；
浅谈石油钻机电气传动系统的最新发展
浅谈石油钻机电气传动系统的最新发展石油钻机电气传动系统是石油钻井过程中的关键技术之一，它主要是指将电能转换为机械能，通过传动系统将能量传递到钻机各个部件，从而实现钻井作业。
随着科技的不断进步和石油工业的发展，石油钻机电气传动系统也在不断创新和完善。
本文将从以下几个方面对石油钻机电气传动系统的最新发展进行浅谈。
一、电机技术的进步石油钻机的传动系统中，电机是最核心的部件之一。
传统的石油钻机电机通常采用交流感应电动机，其效率较低，动态响应较慢。
而现在，随着永磁同步电机、直线电机等新型电机技术的逐渐成熟，石油钻机电机的效率和响应速度得到了大幅度提高。
永磁同步电机具有高效、高功率密度、响应快等优点，可以有效提高石油钻机整体的性能和效率。
二、变频调速技术的应用传统的石油钻机电机通常采用恒速运行，无法根据实际工况需求进行调整。
而现在，随着变频调速技术的应用，石油钻机的电机可以根据实际需求进行转速调整，实现节能与高效的运行。
变频调速技术能够根据井深、井内环境、以及钻进速度等因素进行实时调整，使得钻机的工况匹配更加合理，同时降低了能耗。
三、智能控制系统的发展石油钻机的电气传动系统中，智能控制系统起到了至关重要的作用。
传统的石油钻机智能控制系统通常采用硬连线控制或者PLC控制，缺乏自主学习和优化的能力。
而现在，随着人工智能和机器学习等技术的应用，石油钻机智能控制系统的发展进入了一个新的阶段。
智能控制系统可以采集和处理钻井过程中的各种数据，通过学习和优化算法来实现自动控制和优化操作，提高钻井效率和安全性。
四、新材料的应用石油钻机电气传动系统中的传动装置和机械部件对于抗磨损、耐高温、抗腐蚀等性能要求较高。
随着新材料技术的不断发展，高强度、高温耐性和耐腐蚀性能更好的新材料被广泛应用于石油钻机电气传动系统中的关键部件。
新材料的应用使得钻机的可靠性、耐久性和工作效率都得到了显著提高。
综上所述，石油钻机电气传动系统的最新发展主要体现在电机技术的进步、变频调速技术的应用、智能控制系统的发展以及新材料的应用等方面。
海洋钻机电气控制系统设计及关键技术
海洋钻机电气控制系统设计及关键技术海洋石油钻机的本质为一套结构非常繁杂的大型设备，这套大型设备通常是由旋转系统、起升系统、传动系统、控制系统、钻井液循环系统等许多个系统组建而成，从而能够使这套系统完成下钻、起钻、循环洗井、旋转钻进等一系列的工作。
然而要使这套设备完成这一系列的繁杂工作，就必须拥有一套完整的电控制系统。
但是我们国家软扭矩控制、海湾升沉补偿和软泵控制这些方面的技术还不够成熟，导致自动化程度偏低，所以未能广泛应用。
1 电器控制系统的基本构成电驱动石油钻机的电气控制系统总共是由3个部分所组成的。
首先是由柴油发电锯所组成的基础动力控制系统;其次是用于辅助和控制各电动组、照明、井场等多个作业区域的供电控制系统;最后是由直流调速所组成的设备的传动控制系统。
2 电气控制系统的设计我们所研究的70DBF电驱动的电器控制系统所应用的是由柴油发电机组通过并网的方式，最终产生电流，然后向所需要的系统供电的方式。
例如向VFD系统还有SCR系统同时提供AC600 V的电网，我们日常的生活用電是由一台600/400 V 1 250 kVA的变压器为电源提供的。
2.1 动力控制系统的设计动力控制系统的组成采用的是4台柴油机组采用并网发电的形式，这套动力系统的容量为6 000 kVA，系统的总功率为4 800 kW，系统的频率为50 Hz，系统的电压AC为600 V，每一台柴油机的单机功率都是1 200 kW。
这套系统的测量仪选用的是7 300全数字的智能电力仪表，这款仪表不仅在计算精度方面特别出色同时还能够完成计算机的一些通信任务。
2.2 电气传动控制系统的设计这套电气传动系统是由3台传动柜将发电并网母线上原本的交流电整流成直流电，然后用整流来的直流电来启动3台泥浆泵上面存在的6台串励直流电机，所运用的方式是一对二的操控方式。
为这套传动控制系统提供技术支持的是西门子6SE71交流变频调速技术和6RA70直流操控技术，都是全数字的。
油田钻井电气安装的标准化探析
油田钻井电气安装的标准化探析摘要：油田钻井的现场电气系统复杂，如果安装时不规范、不标准，轻者会对油田钻井工作的开展产生阻碍，重者会出现安全事故。
因此，不容小视。
笔者本文围绕着油田钻井过程中现场电气系统的布置与安装谈如何做到规范合理、标准统一。
关键词：钻井电气标准化油田油田钻井的现场电气系统复杂，如果安装时不规范、不标准，轻者会对油田钻井工作的开展产生阻碍，重者会出现安全事故。
因此，不容小视。
笔者本文围绕着油田钻井过程中现场电气系统的布置与安装谈如何做到规范合理、标准统一。
一、油田钻井的现场电气防爆标准和电气设备、防爆形式的关系概述油田钻井现场电气防爆标准主要有API和IEC两个标准。
API主要针对石油钻井现场，并将其防爆区域划分为一级一类和一级二类。
IEC标准主要针对所有的爆炸性气体环境，并将气体防爆环境区域划分为零、一和二区。
IEC标准还包括电气设备的防爆形式，IEC标准的防爆形式与IEC标准的防爆区域划分有比较成熟的对应关系。
因为引用的国际标准不同，导致API标准中石油设施不同等级的防爆区域与IEC标准中电气设备防爆形式的关系不确定，从而使电器设备防爆形式选用混乱，部分电气设备达不到防爆要求。
按照API钻井区域划分标准，参考国际上的作法，建立防爆区域与防爆设备防爆形式的对应关系，规定API的一级一类防爆区域，选用本质安全和隔爆形式，在API的一级二类防爆区域，选用增安或更高的防爆形式，增安形式为复合防爆，内部元件防爆形式为隔爆、本质安全或浇封防爆形式。
二、油田钻井的现场电气系统接地形式及安全技术要求建立油田钻井的现场电气系统接地形式安全技术要求的目的是保障人和设备的安全。
系统接地的形式主要有TN系统、TT系统和IT系统。
TN系统是指电源端有一点接地，电气装置的外露可导电部分通过保护中性导体（PEN）或保护导体（PE）连接到此接地点。
根据中性导体（N）与PE的组合情况，TN系统的形式有TN-S系统、TN-C系统和TN-C-S系统。
石油钻机电气控制系统研究
电气控制 系统是 电动机钻机 的重要组 成部分。该系统 主要包 括柴油发电机组控制系统 、 电气传动控制 系统 、 司钻 控制台等三个部分 。 ２ ． １ 柴油发电机组控制系统 动力系统由柴油机或柴油发 电机 、 电动机组成 ， 其 主要 作用是 为绞车 、 转 盘、 钻井泵提供 动力 。 动力系统 典型 的配 置是 由多套柴油 发 电机组组成 ， 其 中每套 柴油发电机组又 由柴油机 、发 电机及其控制单元 组 成。其控制单元包括两部分 ： 柴油机 的转速控制和电机的输 出电压控制。通过控制柴油机 的燃油 供应量来保证发 电机 供电频率 的稳 定及并 网发 电机 之间有 功功率 的均衡分 配 ； 通过控制发电机的励磁 电流来保证 发电机 电压 的稳定及 并 网发电机之 间无功功率 的均衡分配。通常情况下 ， 柴油机调
１ ． ３泥浆 泵
在钻进 的过程 中，泥 浆泵 将钻井液 随着钻 头注入到井 下使钻头冷却 、 并且起到清洗钻具携 带岩屑 、 稳 固井壁 以及 传递水功率等作用。泥浆泵输送泥浆保持井下压力 ， 泵压和 冲数分别 与驱动 电机 的输 出转矩和转速成 正 比。对泥浆泵 而言 ， 调 速范 围无需 太宽 ， 负荷扰 动并不 大 ， 关键 问题 是充 分利用 电动机的功率 ， 提高力能指标 ， 而且 多数 泥浆泵采用 双电机驱动方式 ， 故对传动系统功率均衡有特殊要求 。
【 关键词 】 石油钻机 ； 电气传动 系统 ； 电气控 制 系统
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
前 言
随着全世界石油需求量 的逐 步增加 ，石油钻探工艺 也 随之发展 ， 因此石油钻井 工程项 目也相继增长。钻机作为必 不可少的设备 ， 是 由多台设备组成 的一套联合机组。主要包 括动力机组 、 提升设备 、 旋转设备 、 循环设备 、 仪器仪表及 控 制系统等。电气 控制 系统是 电动机钻机的重要 组成部分 ， 构 成 了石油钻 机的动力心脏 ， 支撑着钻机 的可靠运转。本文详 细介绍了石 油钻机 电气控制系统。 １ ． 石油钻机设备 石油钻 机主要设备有绞车 、 转盘 、 泥浆泵等 。 １ ． １ 绞车
概述石油钻机的四种驱动型式
概述石油钻机的四种驱动型式任何一种钻机其传动系坑的基本组成和所担当的任务具有共同性，即都是由并车、倒车、减速增矩、变速变矩及转换方向等几部分构成，将一台或几台驱动机组的动力及运动单独地或统一地传递给各工作机，以满意钻井工作的需要。
目前，石油钻机驱动型式主要有机械驱动、液压驱动、电驱动和混合驱动4种型式。
1)机械驱动型式(1)柴油机直接驱动石油钻机。
柴油机直接驱动就是利用柴油机产生动力，用机械传动来传递功率。
它的主要优点是不受地区限制，具有自持力量；产品系列化后，不同级别钻机可用增加相同机组数目的方法以增加总装功率，这样可削减柴油机品种；在性能上，转速可平稳调整，能防止工作机过载，避开发生设备事故；结构紧凑，体积小，重量轻，便于搬迁移运，适于野外流淌作业。
但作为钻机动力机，它也有不足之处，如扭矩曲线较平坦，适应性系数小，过载力量有限；转速调整范围窄；噪声大，影响工人健康；与电驱动比较，驱动传动效率低，燃料成本贵，维护使用费用比电动机驱动高。
(2)柴油机-液力耦合器驱动石油钻机。
液力传动的工作原理是主动轴经离心泵将能量传给了工作液，工作液又经涡轮将能量传给了从动轴，因此，液体是一种工作介质，通过它在离心泵和涡轮机中的循环流淌实现运动的连续传递和能量的连续转换。
柴油机-液力耦合器驱动的主要优点是：传动严厉，可汲取振动与冲击；涡轮轴可随外载变化而自动变速，可防止工作机过载，即使外载增加导致涡轮制动，动力机仍可以某一转速工作而不灭火。
但耦合器只能在高转速比工况下工作，否则效率过低，功率损失大；只能传递扭矩，不能变矩。
(3)集油机-液力变矩器驱动石油钻机。
柴油机-液力变矩器驱动的主要优点是：随外载变化能自动无级地变速、变矩，驱动绞车时，可明显提高钻机起升工效；使柴油机始终维持在经济合理的工况运行，即使外载增大导致涡轮轴处于制动状态时，柴油机也不会被憋灭火；机组适应外载变化力量大大加强，调速范围变宽；传动平稳严厉，汲取冲击振动，延长了机械设备寿命；削减并车损失。
石油钻井设备电气控制系统
石油钻井设备电气控制系统简介石油钻井是开采石油的关键过程之一。
为了确保钻井操作的安全和效率，石油钻井设备配备了电气控制系统。
该系统用于监控和控制钻井设备的各个电气部件和工作状态。
功能石油钻井设备电气控制系统的功能如下：1. 监控传感器和仪表：该系统监测钻井设备的各种传感器和仪表的输出，例如压力、温度和流量等，并提供实时数据反馈。
2. 控制电机和阀门：通过电气控制系统，可以远程控制钻井设备上的电机和阀门。
操作人员可以调整电机的转速和启停，以及控制阀门的开关和调节。
3. 故障诊断和报警：电气控制系统能够识别设备故障和异常情况，并立即发出警报。
这样，操作人员就能及时采取行动，防止事故和设备损坏。
4. 数据记录和报告：该系统能够记录并存储钻井设备的运行数据，为后续的分析和评估提供支持。
操作人员可以生成报表和图表，以便更好地了解钻井过程和设备性能。
设计要求石油钻井设备电气控制系统的设计要求如下：1. 可靠性：由于钻井设备操作的复杂性和危险性，电气控制系统必须具备高度可靠性，以保证工作的顺利进行。
2. 多层次控制：电气控制系统应具备多层次的控制结构，能够适应不同级别的操作和监控需求。
3. 远程操作：为了提高操作效率和减少人员风险，电气控制系统应支持远程操作功能，使操作人员可以远程控制和监视钻井设备。
4. 实时监测：电气控制系统应提供实时监测功能，及时反馈钻井设备各个部件的状态和参数。
总结石油钻井设备电气控制系统在石油钻井过程中发挥着重要的作用。
通过监控和控制钻井设备的各个电气部件和工作状态，该系统能够确保钻井操作的安全和高效性。
在设计时，需要考虑到可靠性、多层次控制、远程操作和实时监测等要求，以满足钻井作业的需求。
浅谈石油钻机电气传动系统的最新发展
浅谈石油钻机电气传动系统的最新发展摘要:目前钻井工艺技术越来越为先进，本篇文章通过介绍石油钻机电气传动系统的组成部分跟现实状况，来为未来钻机电气传动系统的发展提供参考跟创新。
关键词:钻机；电气；传动系统；自动化根据全世界工业的快速发展，石油需求量在与日剧增。
对于石油钻探工艺技术的要求也越来越高。
所以石油钻井工程的发展也就迎来了春天。
钻机是钻井工作设备中最主要的机械部位。
钻机本身要有完善的机械器件，足以提供钻具的速度要求。
除了钻具要经常更换钻头，解决井内的一系列问题，机械设备还需要拥有充足的自起重能力跟加快速度。
而且还需要机械设备通过一定的泵压跟排放度来维持泥浆工作的日常运作。
所以就需要钻机电气系统设计技术不断发展。
这篇文章就围绕着石油钻机电气系统，讲述了现代钻机电气传动发展的历程跟如何促进石油钻机工程的长期稳定发展。
1钻机电气传动系统的发展现状1.1钻机电气传动系统的范围钻机电气传动系统包含着动力跟操控，电气传动自动化以及配电控制等系统。
动力操控系统主要的部件有着柴油发电机组，变压器，发电控制系统等等。
电气传动自动化控制系统有着泥浆泵，搅拌车，转盘交直流传动自动化等部分。
配电控制系统有着日常照明，居民生活用电，不可调速电机等相关电源。
1.2动力及其控制系统在当前国际上的石油机械动力设备的范围内，组装柴油机发电机配套的生产厂家较多。
比如能够体现现代水平的国家有美国的CaterpillarCumminsWaukeshaEMD，瑞典的Volovs以及德国的MTU等等。
在这几个先进国家的技术当中，美国的这项技术最为实用。
它遍布在石油机械动力设备的市场中，具有品种多，包含的系列较全，升级更新快等特点。
它使用的功率范围在54kW到4500kW。
产品有着较多的系列，如3400，3500以及D300等等。
大约在一九九五年，美国的这家公司就升级改造了3500系列的柴油机。
从而出现了比其性能更好的3500B系列的柴油机，大大提高了单位输出的功率，节约大量的油耗。
浅谈石油钻机电气传动系统的最新发展
浅谈石油钻机电气传动系统的最新发展前言随着石油钻井技术的不断发展，钻机的使用越来越普遍。
钻机的主要功能是完成钻井过程，其中电气传动系统更是成为了一个重要的研究方向。
本文将介绍石油钻机电气传动系统的最新发展。
电气传动系统概述石油钻机的电气传动系统是由主电机、变频器、变速器和机械传动系统等组成的。
主电机是驱动钻机旋转运动的主要设备，变频器和变速器则起到了转速调节的作用。
机械传动系统则将电动机的输出转换成钻杆的旋转。
在石油钻井过程中，电气传动系统扮演着至关重要的角色。
传统的电气传动系统一般采用空气或液压传动的方式，但随着时代的进步，电气传动系统的更新换代也在不断进行。
电气传动系统的最新发展变频器技术的应用变频器作为一种能够调整电机转速的装置，其在石油钻机电气传动系统中的应用日益广泛。
相比于传统的机械传动系统，变频器调速范围更广，可以实现精确调速，具有高效节能的特点。
在石油钻机的应用中，变频器的主要作用是调节钻进过程中的扭矩大小，同时还可以控制转速，使得钻头在不同情况下可以选择不同的转速和扭矩。
电机的优化电机的优化也是石油钻机电气传动系统的一个重要发展方向。
采用高效率电机能够显著地提高石油钻机的效率，减少了能源的浪费。
此外，采用新型的电机材料也能够提高电机的使用寿命和可靠性。
光伏技术的应用随着新能源技术的快速发展，光伏技术在石油钻机电气传动系统中的应用也在逐渐普及。
光伏技术可以将太阳能转化为电能，从而为石油钻机提供电力，使其更加环保、节能。
AI技术的应用在电气传动系统的控制方面，人工智能技术的应用也是一个新的研究方向。
采用AI技术控制石油钻机电气传动系统，可以实现不同工况下的自动调节，提高了系统的精度和稳定性。
结论通过对石油钻机电气传动系统的介绍，我们可以了解到其最新发展的方向。
其中，变频器技术、优化电机、光伏技术和AI技术的应用都是石油钻机电气传动系统优化的关键。
而这些技术的发展，不仅能够提高石油钻机的效率，也有助于节省能源资源，促进了石油钻机产业和环保产业的融合发展。
石油钻机电控系统-plc以及变频器
目录
• 引言 • PLC技术概述 • 变频器技术概述 • PLC与变频器的结合应用 • 系统维护与故障排除 • 案例分析
01 引言
石油钻机概述
石油钻机是用于钻探石油和天然气的 机械设备，由多个复杂系统组成，包 括起升系统、旋转系统、循环系统、 传动系统等。
石油钻机的工作环境恶劣，要求设备 具有高可靠性、稳定性和安全性。
变频器在石油钻机中的应用
总结词
变频器在石油钻机中主要用于电机调速和节 能控制，提高钻井效率，降低能耗。
详细描述
在石油钻机中，变频器主要用于控制电机的 调速。通过调节电机电源的频率和电压，可 以实现电机的无级调速，从而精确控制钻头 的转速和钻压。这有助于提高钻井效率，降 低能耗，减少钻井事故的发生。此外，变频 器还具有节能功能，可以根据实际需要调整
03 变频器技术概述
变频器的定义与特点
总结词
变频器是一种能够改变电机输入电源频率的设备，具有调速、节能、软启动、三相不平衡、过流保护等功能。
详细描述
变频器通过改变电机输入电源的频率，实现对电机转速的精确控制。由于电机转速与电源频率成正比，因此通过 调节电源频率可以平滑地改变电机转速，实现无级调速。此外，变频器还具有节能、软启动、三相不平衡、过流 保护等功能，广泛应用于各种电机控制领域。
特点
可靠性高、抗干扰能力强、编程简单 易学、维护方便、适应性强等。
PLC的基本结构和工作原理
基本结构
PLC主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入输出接口、电源等部分组成。
工作原理
PLC通过扫描输入接口获取外部信号，根据用户编写的程序进行逻辑运算和数据 处理，再通过输出接口控制外部设备。
电动石油钻机
LOGO
直流驱动柜(SCR柜) 每套直流传动系统包括晶闸管整流桥、浪涌抑制电路、接
触器控制电路、直流控制组件(或称驱动器)、皮带轮防滑保 护和冷却风机等装置。上述装置均安装在一个驱动柜(SCR 柜)中，柜子装在电控房内。根据钻机需要可以在配备三柜、 四柜或五柜。在结构上着重考虑到了操作简便、可靠性高、 性能优越和维修简便。
右图是典型的泥浆泵供电线路，两台电动 机MPA和MPB并联运行，由SCR1可SCR2 单元供电。每台电动机的电流由霍尔效应元 件HEDl和HED2测量，霍尔效应元件HED 是—个半导体器件，用来测量直流电流。 HED安装在软磁铁心的气隙中—根被测电流 粗导体(即电动机主电路)通过铁心，在铁心 叶产生磁通，HED还有两个线圈，—个线圈 中通入160mA的控制电流(IH+和IH-)。另一 个线圈的两端输出电压VH，VH的大小与磁 感应强度B成正比，即与被测电流成正比,因 此VH的大小反映电动机电流的数值。
LOGO
皮带轮防滑电路 当两台串励电动机由同一台SCR并联驱动
时，由于皮带轮故障可能使其中1台或2台电 动机失去负载而超速，泥浆泵驱动属于这种 情况。皮带轮防滑电路的作用就是检测串励 电动机的转速，当转速超过速度限制值时， 断开指配接触器，切断2台电动机电源，同时 控制而板上的皮带轮滑动指示灯亮。
节器、电压调节器和保护电路等 环节。交流组件接受从控制面板 上来的速度调节信号和电压调节 信号，从发电机母线来的电压反 馈信号和电流反馈信号，从其他 发电机组来的主从逻辑信号。交 流组件向断路器输出各种故障信 号。向发电机磁场电源电路输出 电压调节信号，向柴油机调速装 置输出速度调节信号，向功率限 制电路输出总电流和有功电流信 号。交流组件是发电机控制的核 心组件
电驱动石油钻机电气传动控制系统设计分析
工艺管控空气预热器主要是通过降低排烟热量损失，使热量充分利用，以达到减少热量损失的目的。
通过在烟气出口位置设置空气预热器，有效降低排烟温度，增加加热炉被加热介质的温度，从而较少热量的损失浪费。
再利用此方式的降低热量损失的过程中，还需要考虑由于排烟温度的降低引起的烟气出现露点的腐蚀问题，为降低腐蚀问题带来的影响，需要通过对排烟设备底部增加保温和内部增加防腐蚀等措施来避免此问题，这关系到排烟设备的使用寿命。
2.3定期进行清灰，维护设备保证传热效果由于炼油厂的环境限制，加热炉内经常会积攒灰尘，长期便会影响加热炉的传热效率。
针对此情况，需要进行定期清灰。
目前，主要有以下几种吹灰器。
一是声波吹灰器，其工作原理是将一定量空气输送到对流室与烟道内，此时会产生一定的气压，而后将压缩空气的气压施加到弹性金属膜片上，使其产生自激振和谐振，从而产生声能，最终达到清理积灰的目的。
二是激波清灰器，通过激波对空气进行急剧压缩，增大空气的气压、温度和密度，由于这种剧烈的压力脉动，使积灰因冲击而破碎。
而且积灰中的折射波还会与入射波相互作用，造成积灰与设备壁相互分离，从而达到彻底清灰的目的。
三是一种新型的清灰技术，叫做空穴射流清灰技术。
该技术原理如下：首先将清洗装置装入管路之中，装置上的金属叶片会产生高频震荡。
而后该区域的水流会变成急速旋转的涡流。
连续移动的低压将水流进行压缩直至水流崩裂，强力的微射流聚集成冲击波，通过粉碎炉内的沉积物达到清灰的效果。
除了使用专业的清灰设备进行清灰外，还要严格规定吹灰的频率，来保证加热炉的正常运转。
2.4对加热炉增加喷涂高温辐射涂层，减少热量损失加热炉辐射式在热量的传热过程中，很大程度上会出现热量的损失，通过在内壁上喷涂高温红外辐射涂料，不仅能够有效减低炉壁的热量损失，而且能够增加载体的辐射能量以及辐射的传热效应，同时一定程度上还能起到隔热保湿的作用。
在减低散热损失的同时，达到节能减排的目的。
3结语综上所述，随着国家不断提倡节能减耗，本着节约的目的，我们炼油厂工艺炉必须采取一定的措施来解决能耗过多问题，为企业降低能耗成本，提高炼油工艺的热效率，通过炼油厂大量的实践论证表明，这种有效的措施对企业带来的经济效益是显而易见的，也是非常巨大的。
第一章 石油钻机概述
石
油
钻
采
机
械
主讲：马卫国
第一章：石油钻机概论——钻机载荷特性
钻机载荷：大钩载荷、转盘载荷、钻井泵载荷 大钩载荷： 钻进和起下钻过程中吊卡、钻具、钻 压等载荷。按钻头周期和全井周期呈现规 律性。
石
油
钻
采
机
械
主讲：马卫国
第一章：石油钻机概论——钻机载荷特性
钻头周期：指从钻头下井到钻头磨损被起出 为止的一段时间；在一个钻头周期内，大钩 载荷变化分为三个阶段（下钻－钻进－起 钻）。 全井周期：指从开始钻井到完钻的全过程， 大钩载荷与井深成正比。
石
油
钻
采
机
械
主讲：马卫国
第一章：石油钻机概论——钻机载荷特性
转盘载荷：指钻井过程中转盘驱动钻具旋 转是承受的扭转振动载荷；另外，在起下 钻过程中，转盘悬挂钻具重量或套管重量 承受的静载荷。 特性：不稳定、随井深增加而增大。
石
油
钻
采
机
械
主讲：马卫国
第一章：石油钻机概论——钻机载荷特性
钻井泵载荷：钻井过程中钻井泵的泵压随井 深增加而加大； 在泵压和排量一定时，由于 泵的往复运动，曲柄轴的扭矩呈周期性变化。 特性：与其它工作载荷相比较，载荷相对稳 定、功率消耗最大。
第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型
是用于石油天然气钻 井的专业机械，是由 多台设备组成的一套 联合机组。主要包括 动力机组、动力传动 机组、提升设备、旋 转设备、循环设备、 仪器仪表及控制系统 等。
石
油
钻
采
机
钻机总图
械
主讲：马卫国
第一章：石油钻机概论——钻机的组成与类型
石
石油钻机电气介绍
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二、变频交流电驱动钻机
随着变频技术的成熟以及大功率变频器的广泛应用，变 频交流电驱动钻机逐步得到推广应用。
1、动力分配
三台G12V190PZLG-3 柴油机机（810kW/1300r/min ） 械并车带动主发电机（1000kw /400V）发交流电，两台辅 助柴油机分别带400kW和100kw的辅助发电机组发交流电。
形成可燃性粉尘与空气混合物和／或可能形成无法控制和极厚的粉 尘与空气混合物和／或可能形成无法控制和极厚的粉尘层的场所及 容器内部。 21区：在正常运行过程中，可能出现粉尘数量足以形成可燃性粉尘与空 气混合物但未划入20区的场所。 该区域包括，与充入或排放粉尘点直接相邻的场所、出现粉尘层和正 常情况下可能操作情况下可能产生可燃浓度的可燃性粉尘与空气 混合物的场所。 22区在异常条件下．可燃性粉尘云偶尔出现并且只是短时间存在、或可 燃性粉尘偶尔出现堆积或可能存在层并且产生可燃性粉尘空气混合 物的场所。如果不能保证排除可燃性粉尘堆积或粉尘层时，则应划分 为21区。 注：0区一般只存在于密闭的容器，贮罐等内部气体空间，在实际设计 过程中1区也很少存在，大多数情况属于2区。
交流电动机的调速方法： （1）变频调速——改变交流电的频率，实现转速的连续调节。
（2）对于饶线转子电机，在转子电路中串多级电阻，实现有级调 速。
（3）变极调速——通常采用改变定子绕组的接法来改变电机的极 数。极数增多，转速越低。（此法只适用于特制的多速电动机）
23
典型钻机电力驱动与传动
一、直流电驱动钻机
• 5．可防止粉尘的的危害。
• 6．完全防止粉尘的危害
石油钻机电气系统分析
石油钻机电气系统分析【摘要】由于电气石油钻机在石油钻井作业上具有明显优势，所以石油钻机电气系统在石油开采应用中越来越广泛。
为满足石油钻井工艺的作业需求，本文对石油钻机电气系统的组成和工作现状进行深入研究，对电气系统在作业中遇到的问题作具体分析，并给出相应的解决方案，从实际的角度出发，为石油钻机电气系统的发展趋势做简单介绍。
【关键词】石油钻机电气系统自动化1 前言随着经济的快速发展，整个世界的石油需求量也在迅速增长，因此石油开采工艺的要求也随之提高。
目前是电子信息发展迅猛的时代，各个行业都在利用高新科技来提高生产工艺水平。
在石油生产中，每个国家都在想方设法提高石油开采的效率来增加石油产量，电气系统的机械化管理功能无疑是给这一关键的技术带来革命性的突破。
2 石油钻机系统构成石油钻机是钻井工作设备中不可缺少的机械设备，钻机必须能给钻井工具提供足够转速和转矩的工作性能下，还能保持一定的钻压，为能够满足更换钻头、下套管、钻具设备的送进以及井下事故的处理需求，钻机电气系统还应具备有高举重能力和提升迅速的速度，同时还能确保泵压和排量的正常作业，维护石油开采的正常工作。
在此，主要介绍石油钻机电气系统的构成。
石油钻机是套性组合的重型机组设备，由传动机组、动力机组和多工作机组等组成。
而它的工作系统包括钻井悬挂、泥浆循环、动力装置传动、旋转钻井、控制、底座和其他辅助设备。
由于电力驱动钻机具有良好的性能，所以是大型钻机设备发展的方向。
石油井的生产场地分为动力区、泥浆泵区、钻台区、固控区等，这些区域设备的工作都要依赖电气系统带动。
电系统的动力电源在大多石油开采场地都是由柴油发电机机组进行供应。
发电机组的电源要经过控制柜进行输出电压和频率的调整，按照石油开采现场的实际工作情况来确定发电机组的工作数量，进而使用专门的控制系统进行几台供电机组的发电功率分配及同步并网的连接。
钻机主要的电量来源由SCR系统连续供应调控后的直流电或者经变频器整流后，逆变出的可变电压、可变频率的电源提供。
石油钻机电气控制系统功能优化设计
列全数字矢量控制交流变频调速装置实现 控制。由于改进泥浆泵控制策略，变频器 控制泥浆泵电机的容量减少到原来的一半， 导致整流器单元的容量也随之减少。通常 ＺＪ７０／４５００ＤＢ钻机需配置４台１５００ＫＷ的 整流单元，而主传控制分系统只需用３台 整流单元将交流母排上的６００ＶＡＣ交流 电转换成８１０ＶＤＣ直流电。输出到公共 直流母排上后由逆变单元将直流母排上的 ８１０ＶＤＣ直流电转换，驱动绞车、转盘、 泥浆泵配置的电动机，系统的拖动性能满 足各个设备的传动要求。
一、石油钻机电气控制系统的发展 伴随着石油钻机的发展，钻机电气控 制系统成为不可缺少的组成部分，并伴随 着其功能的日益强大，逐渐成为石油钻机 这一设备联合工作组的核心设备。正是因 为这一设备核心角色的悄然确立，所以我 们有必要系统的介绍一下石油钻机电气控 制系统。钻机电气控制系统的发展至今经 历了四个阶段。其阶段的划分依据是主设 备（绞车、泥浆泵和转盘）的传动形式， 分述如下： １ ＡＣ—ＡＣ驱动 ＡＣ—ＡＣ驱动钻机是电动钻机最初的阶 段，钻机主体由柴油发电机组或者公共电 网供电。由交流电动机驱动绞车、转盘和 泥浆泵，改系统具有电控系统简单、设备 独立驱动、过载能力强、传动效率高、易 实现正、反转的优点。但是该系统工作转 速不可调。绞车、转盘需要设立较多机械档。 ２ ＤＣ—ＤＣ驱动 ＤＣ—ＤＣ驱动钻机是电动钻机发展的第 二阶段。是对ＡＣ—ＡＣ驱动钻机的更新换代。 主设备由直流电动机驱动。多台柴油发电 机组发出直流电。分别供电给直流电动机 以驱动绞车、转盘和泥浆泵。直流发电机 可以进行调压控制，对直流电动机实现调 速控制，改系统具有可以连续调速、设备 独立驱动、过载能力强、操作方便、处理 事故能力强的优点，极大的简化了机械传 动系统。提高了传动效率。但是该系统只
关键词：石油钻机；电气控制系统；优化设计
石油钻机资料
石油钻机
石油钻机是石油行业中一项重要的工具，用于在地下开采石油资源。
石油钻机主要由钻机系统、动力系统和控制系统组成。
钻机系统包括钻杆、钻头、钻井液循环系统等，用于在地下进行钻探作业。
动力系统则提供钻机运行所需的动力，通常采用柴油或电动机作为动力来源。
控制系统则用来监控和调节钻机的运行状态，确保钻机在操作过程中保持稳定和安全。
在石油钻机的操作过程中，首先需要选择适当的钻头和钻杆组合，根据地下岩层的硬度和厚度进行调整。
然后通过钻井液循环系统，将钻井液从地面送入钻杆内部，冷却钻头并将岩屑送回地面，保持钻井的顺利进行。
钻机在钻探过程中还需要不断调节钻进速度和钻头位置，以确保钻孔的稳定和有效。
石油钻机的作业过程需要高度的技术和经验，操作人员需要经过专业培训，掌握钻机操作的技巧和安全常识。
同时，钻机的维护和保养也至关重要，定期检查和更换钻头、钻杆等易损件，确保钻机的正常运行和延长使用寿命。
总的来说，石油钻机在石油勘探和开采中扮演着重要的角色，是保障能源供应的关键设备之一。
通过精密的操作和科学的管理，石油钻机能够高效地完成钻井任务，为石油行业的发展做出贡献。
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7、生活区包括：一般的生活用电。
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二 按系统划分 1. 视频系统、电话系统、硫化氢检查系 统、MCC系统（电机控制中心）、液位检查系 统、SCR系统或者VFD系统
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第二章 电动钻机
一、直流电驱动钻机 二、交流电驱动 钻机
12
一、直流电驱动
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一、直流电驱动工作原理：
利用 “通电导体在磁场中受到电磁力的作用” 这一原理工作。 磁场：大中型直流电动机采用电磁场——给主磁极绕组(定子绕 组)通以直流电，从而产生稳定的磁场。 通电导体：电枢绕组经过换向器导入直流电流。 电磁力矩：通电导体分布在圆形转子周围，相对于转动轴心有一 半径，通电导体受到的电磁力，产生相对于转轴的力矩。 力矩方向恒定：由于换向器的存在，使得电枢绕组旋转到某位置 时，导体内的电流方向恒定，从而电磁力方向恒定，电磁力矩方向 也就恒定了。
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直流电动机的调速控制
前面已经谈到，直流电动机调速方法有三种。 1）电枢电路中串电阻 该方法一般用于中小功率场合。 若串入有级电阻，则可以实现有级调速； 若串入可变电阻，则可以实现无级调速。 注：该方法通常与启动控制电路同时考虑。
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2）改变电枢电路的输入电压 该方法需要可调直流电源。
获得可调直流电源的方法有两种： 一是靠直流发电机； 二是利用晶闸管将交流电转化为可调直流电：通过触发电路控制
（4）用直流电动机驱动，启动能力强； （5）一次性投资成本高于机械钻机； （6）直流电动机价格高、寿命相对较短、维护较困难。
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二、变频交流电驱动钻机
随着变频技术的成熟以及大功率变频器的广泛应用，变 频交流电驱动钻机逐步得到推广应用。
1、动力分配
三台G12V190PZLG-3 柴油机机（810kW/1300r/min ） 械并车带动主发电机（1000kw /400V）发交流电，两台辅 助柴油机分别带400kW和100kw的辅助发电机组发交流电。
4
3、动力区的电器设备包括：发电房、电控 房等。
5
4、钻台区的电器设备包括：司钻控制房、 钻台动力箱、液压站、制房、钻 台动力箱、液压站、盘刹动力箱等。
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5、机泵房的电器设备包括：机房动力箱、 压风机、电磁刹车、变频调速电机等。
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6、油水罐区的电器设备包括：油水罐控制 箱、打油（水）泵等。
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二、交流电驱动
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二、交流电驱动 1、交流电动机的类型、结构及工作原理
在大功率变频技术未出现以前，在钻机上，交流电动机主要用来驱 动辅助设备。
现在，数字变频钻机已经出现了，使得钻机发展到了一个新的时代， 大功率交流电动机作为主动力机用于驱动三大工作机。
1）类型
A、同步交流电动机 B、异步交流电动机
晶闸管的导通角，从而改变直流电压。（在变流技术一课中讲）。 目前大都采用后者。石油钻机就是这样。
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3）降低主磁通调速 （a）对于并励和他励直流电动机，通常在励磁电路中串入电阻； （b）对于串励直流电动机，通常在励磁线圈旁并电阻。
若要得到无级调速特性，则采用可调电阻； 若要得到有级调速特性，则采用有级电阻。
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3、交流电动机的变频调速特性
通过可控硅变频器，可以改变交流电的频率。 基本原理： 在可控硅变频器的内部，经历两次电流性质的改变： 首先用晶闸管整流电路将交流电转变为可调电压的直流 电，再用逆变器将可调直流电转变为可调频率的交流电。
（变频电驱动钻机的电力驱动原理见下图）
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5、交流电动机的调速控制
石油钻机电气介绍
• 1 井场供电方式 • 2 供电制式
1
世界各国岸电、船舶及平台电压频率情况
2
石油井场电器设备
一、按区域划分 1、石油井场一般分为固控区、动力区、机泵房、
钻台区、油水罐区、生活区等六个区域
2、固控区的电器设备包括：泥浆搅拌器、 离心机、除砂（泥）器、灌注泵、加重泵、 真空除气器、振动筛、电机控制柜、电源 转接箱等。
饶线式、鼠笼式
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A、同步交流电动机——电动机转子转速与定子旋转磁场的 旋转速度完全相同，即：
n 60 f p
（转/分）
f — 交流电源的频率； p — 定子绕组的磁极对数；
注：i、转子是直流电磁铁，转子的磁极对数必须与定子相同，工 作时，从外部向转子线圈输入直流励磁电流；
ii、自身的启动力矩为0，必须采用异步启动或其他方法启动； iii、不属于感应式电动机。
目前最广泛使用的直流电驱动的钻机是AC—SCR—DC电动钻机。
1、动力分配 由柴油机带动交流发电机发交流电，通过电网实现动力
并车，集中供电。再经可控硅整流装置将交流电变为 直流电，驱动直流电动机，从而带动工作机工作。 典型的动力分配图如下。
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2、动力传递 由于采用了电力并车，省去了机械并车装置，使得传动 系统大为简化。 在AC—SCR—DC电动钻机中，驱动工作机的动力传递 方式主要有两大类： 1）分组驱动——绞车和转盘共用一组直流电机；每台泵 单独用一组直流电机。 2）单独驱动——绞车、转盘、泵各自分别用一组直流电 机。
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B、异步交流电动机——属于感应式电动机，转子转速低于 旋转磁场转速（同步转速）。
异步交流电动机又有两大类： 饶线式——转子内嵌有线圈绕组，通过滑环和电刷与外
界相通，可以在外部给转子绕组串入电阻，实现各种调节。 鼠笼式——转子为铜制的或铸铝的金属短路环。
注：i、属于感应式电动机，有滑差率是其工作的基本条件； ii、对于饶线式，正常工作时，转子线圈被短接，电刷被抬起； iii、对于鼠笼式，转子是固定的短路环，不能像饶线式那样实现 各种调节。
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3、AC—SCR—DC 电驱动钻机的特点
（1）直流电动机，具有人为的柔特性，调速范围宽，可 实现无级调速，绞车、钻盘只需设少量的机械档；
（2）简化了传动系统，传动效率大大提高，总传动效率 可提高10%以上；
（3）采用电子调速，可使柴油机稳定在最佳运转工况， 寿命延长（大修周期延长80%），燃油消耗降低（降低18〜 20%）；
交流电动机的调速方法： （1）变频调速——改变交流电的频率，实现转速的连续调节。
（2）对于饶线转子电机，在转子电路中串多级电阻，实现有级调 速。
（3）变极调速——通常采用改变定子绕组的接法来改变电机的极 数。极数增多，转速越低。（此法只适用于特制的多速电动机）
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典型钻机电力驱动与传动
一、直流电驱动钻机