海洋修井机电控系统简介

2.自动化控制采用冗余的PLC控制，全线设置1台HMI伺钻台采用MP370、工业计算机 及I/O站的结构。整个控制系统采用PROFIBUS-DP现场局域网将可编程序控制器、司 钻台、传动柜、一体化仪表系统等连接在一起，通讯速率为1.5M，实现对控制系统 的速度、力矩等各种参数的控制，可对钻机中的任何一台传动装置进行启动、停止、 点动紧控制和参数设定。
1台
3.2 转盘变频装置 变频柜基本技术参数 允许的湿度 相对湿度≤95%，不允许凝露 防护等级标准 IP20 额定输入电压 3AC 500V(-15%)～600V(+10%) 额定输出电压 3AC 0V ～电网电压 额定电网频率 50/60 Hz（±6%） 输出频率V/f=常数 0Hz～200 Hz 输出频率V =常数 8Hz～300 Hz 基本负载电流 0.91*额定输出电流 短时电流 当60s时为1.36*额定输出电流

二、电控系统概述
配备电机总功率: 800kw（绞车）+ 300kw（转盘）+ 2×580kw（泥浆泵）

主刹车冷却方式: 风冷 ，辅助刹车系统: 能耗制动
整机传动方式: AC-SCR-DC（泥浆泵）传动与AC-VVVF-AC（绞车、转盘） 系统采用西门子公司S7-300可编程序控制器、6SE70系列变频器、6RA70系列 直流传动装置及智能操作单元构成钻机一体化的修井机控制系统。
动力系统 动力系统是由“三合一”的发动机橇座（三台柴油机/发电机）、发电机房、发电机并 车控制柜、发电机控制系统和燃油罐组成，发电机（带消音设施）由柴油机驱动，足以提 供连接载荷的动力。

三、系统技术参数
2. 绞车系统
2.1 变频电动机技术参数
额定功率： 800 kW 额定电压： 600 V AC 额定电流： 946 A AC 额定转速： 740 rpm 额定转矩： 10310 Nm 恒功率最高转速： 1253 rpm 功率因数： 0.853 效率： 0.914 数量 1台

转盘传动系统原理图
转盘传动采用交流变频电机通过传动轴直接驱动转盘，电机功率为300kW。 采用SKP95-18常 闭式液压盘刹， 控制为气转液控 制。
转盘刹车控制系统原理图

三、系统技术参数

二、电控系统概述 8. 电控房 系统绞车转盘变频器、泥浆泵直流传动控制系统、MCC、过压保护、 一体化系统控制柜、自动送钻控制柜等放置于电控房内,电控房外形 尺寸控制在7000(长)×2900(宽)×2900(高)mm，总重量不大于16t， 便于运输。
9. 司钻房 司钻房包括司钻台、防爆空调、防爆灯具、防爆插座、应急照明、防 爆开关。 司钻台采用正压防爆结构，由PLC、智能HMI及操作显示元件组成， 具有海洋修井机操作和显示报警的齐备功能及一体化仪表系统。
系统主要保护功能
具有变频器故障报警指示并控制液压盘刹紧急刹车功能 具有防碰安全停车功能 交流输入电压失压保护 过流、短路保护 I2t监视 最大过载电流为1.36倍技术参数
2.2 绞车变频装置柜
电控系统主要器件及功能：

一、系统设计、制造标准
防腐要求：采用对钢铁表面进行喷砂处理（表面处理等级达到ＲＰ 0176中的No.2 级即近白级、GB8923-88标准或瑞典标准Sa2.5级）、 底层涂8209环氧富锌底漆（二道，干漆膜厚度为80～90微米）、中 层涂678 环氧双组份漆（一道，干漆膜厚度40～50微米）、表面涂 7470双组份丙烯酸聚氨酯面漆（二道，干漆膜厚度80～90微米）， 涂层总厚度不低于200微米的防腐工艺,保证海洋修井机及泥浆泵的防 腐质量。

三、系统技术参数
1. 发电机
机组参数 technical parameter： 发电机型号 type：KTA38-D 数 量 3台 额定功率 Unit capacity ：800 kW 油 耗 Oil consumption ： 202g/kw.h 机组重量 Unit weight ：8937kg 额定电压 rated voltage：600 VAC 功率因素 Power factor:0.8 电压波动率voltage fluctuation ratio：±0.5% 频率波动率Frequency fluctuation ratio ：±0.5% 额定转速 rated RPM ：1500rpm
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三、系统技术参数
2.2 绞车变频装置柜
变频柜基本技术参数
允许的湿度 相对湿度≤95%，不允许凝露 气候类型 按DIN IEC60 721-3-3的3K3级 环境等级 按DIN IEC60 721-3-3的3C2级 绝缘 按DIN VDE 0110，第1部分，污染等级2，不允许有凝露 过电压类型 按DIN VDE 0110，第2部分，第III类 过压强度 按DIN VDE 0160， 1级 防护等级标准 IP20 额定输入电压 3AC 500V(-15%)～600V(+10%) 额定输出电压 3AC 0V ～电网电压 额定电网频率 50/60 Hz（±6%） 输出频率V/f=常数 0Hz～200 Hz 输出频率V =常数 8Hz～300 Hz 基本负载电流 0.91*额定输出电流 短时电流 当60s时为1.36*额定输出电流

A).绞车的传动路线为：交流变频 电机通过齿轮减速箱直接驱动绞车， 一正一倒档驱动游车大钩工作，电机 功率800 kW；电机功率为300kW。自 动送钻电机在钻井过程中控制钻压， 自动送钻电机功率37 kW。
绞车传动系统原理图
B).绞车的刹车形式采用了液压盘刹，能够原距离控制，刹车能力强，刹车准确、可靠。 辅助刹车采用能耗制动。 C).动力采用数控交流变频电机驱动，实现了无级调速。
siemens 6RA70 DC Master
DRAWORKS MOTOR MUD PUMP MOTOR
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电控系统特点： 1.系统采用西门子公司最新型S7-300可编程序控制器、西门子6SE70系列变频器、西 门子HMI智能操作单元构成钻机一体化的控制系统。
海洋修井机
电控系统简介

目 录
一、系统设计、制造标准 二、电控系统概述 三、系统技术参数
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一、系统设计、制造标准
电控系统总体的设计制造 以“先进、可靠、安全、方便”的原则，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 等满足海洋修井机的工作参数和性能， 达到修井和侧钻工艺要求，采用可靠 的防爆、防震、防潮、防水、防火措 施，符合安全操作要求，接口满足系统 要求，总体达到国内领先水平。 电控系统在环境温度-20℃～+40℃、相对湿度≤90%（+20℃），在海洋油 田的工况中，能安全可靠、稳定运行，系统停机率低于千分之一（指影响修 井的故障时间）。 电控系统设计、制造符合下列标准: GB3797-89《电控设备 第二部分 装有电子器件的电控设备》 GB4720-84《电控设备 第二部分 低压电器电控设备》 API RP500 修井行业HSE要求 《CFD11-S-0118》及WGPA及WHPA平台海洋修井机危险区分类图 GB3836.1-2000《爆炸性气体环境用电气设备通用要求》

二、电控系统概述 6. 防爆智能型自动送钻系统 自动送钻控制系统由高性能计算机系统、电气控制系统、电动伺服系 统组成。可通过PROFIBUS总线与系统集成为一体。自动送钻控制系统 可以控制钻机的钻速及钻压。 7. 防爆电视监控系统 电视监控系统采用彩色摄像机和彩色监视器，并配有温度控制、压力 控制、空气过滤器等设备，以满足海洋修井机的恶劣工作环境和防爆 的要求。
具有导线保护/半导体保护功能熔断器主开关 网侧进线电抗器2% 变频器 控制电源 参数设定单元PMU 通讯模块 控制端子排

三、系统技术参数
3. 转盘
3.1 电动机技术参数 额定功率： 300 kW 额定电压： 600 V AC 额定电流： 362 A AC 额定转速： 653 rpm 额定转矩： 4377 Nm 恒功率最高转速：1033 rpm 功率因数： 0.865 效率： 0.92 数量
3.传动系统具有结构简单、操作方便、功率因数高、效率高、节能等特点。

二、电控系统概述 2. 转盘、绞车、泥浆泵独立电传动控制系统
转盘、绞车采用西门子6SE70系列全数字电压型矢量交流变频装置， 一对一驱动的变频电动机，实现绞车及转盘的无级调速和正反转运 行，变频器直流母线上安装有制动单元可控制绞车电动机四象限运 行满足绞车的制动要求，代替传统绞车的辅助刹车功能。 泥浆泵驱动采用西门子6RA70系列全数字直流传动装置一对一驱动的直 流电动机，实现泥浆泵的无级调速及泵冲的控制。

三、系统技术参数
2.2 绞车变频装置柜
变频装置柜技术参数 额定功率 额定输入电流 额定输入频率 额定输出电流 最大输出电流 基本负载电流 数量 1台 800 KW 1188 A AC 50 Hz 1080 A AC 1469 A AC 983 A AC
制动单元柜主要技术参数
额定功率P20 额定直流电压 周期时间 通电时间 数量 4台 200 KW 675～810V DC 90 S 20S

三、系统技术参数
2.2 绞车变频装置柜
制动电阻主要技术参数
额定功率P20 额定直流电压 额定电阻 2.35Ω 周期时间 90 S 通电时间 20S 数量 4台 200 KW 675～810V DC
1. PLC控制系统 控制系统采用冗余的PLC控制，整个控制系统采用PROFIBUS-DP现场局 域网将可编 程序控制器、智能司钻台、传动柜、一体化仪表系统等 连接在一起，通 讯速率为1.5M，实现对控制系统的速度、力矩等 各种参数的控制，可对修井 机中的任何一台传动装置进行控制和 参数设定。可实现对系统各主要装置参数的采集、处理、远程数据 传输和监控，实现钻井参数和电传动系统参数一体化。

电控系统构成 DCR
PLC

电控系统流程
S7-300 programmabl electrical e controller
Flow chart of control system
siemens ET200M
siemens 6SE70 frequency converter
3.一体化钻井仪表系统 一体化钻井仪表系统由高性能计算机系统、电气控制系统、仪表系 统及网络系统构成。显示并监控钻进过程的悬重、钻压、机械钻速、 转盘转速、转盘扭矩、吊钳扭矩、立管压力、泵冲、泥浆液位和泥 浆回流等钻井工艺参数及衍生的其他参数。

二、电控系统概述 4.. MCC系统 MCC系统能满足HXJ海洋修井机的修井及侧钻工艺要求。可实 现对固控系统、液压站、燃油供给系统、照明控制及供电。 MCC采用了远传控制结构，使MCC与PLC之间采用网络连接，提高系统 的可靠性；45KW以上的电动机采用西门子软启动器启动，并且采用软 启动在线热备份。 MCC的供电回路采用RATTAL公司的控制柜和母线系统，满足HXJ180DB 海洋修井机的工况要求。 5. 智能型游车防碰系统 系统采用直接滚筒轴检测器，检测游车运行高度，在游车运行到预设 的报警位置，自动发出声光报警，到减速位置时，会自动减速，到紧 急位置时系统将自动给出刹车信号，起动刹车装置，防止发生游车碰 撞事故。