石油钻机发电系统
50D钻机电控系统简介
ZJ50(70)D钻机电传动系统为由交流控制装置(GEN柜)、直流控制装置(SCR柜)、司钻控制台、PLC系统、交流电动机控制中心 (MCC)及电磁刹车控制器等主要部分组成。
电传动系统分布图如图1-1所示。
图1－1 ZJ50（70）D钻机电传动系统分布图上述装置中，司钻控制台放置在钻台上，其余设备都放置在电控房内。
交流控制装置共有3个(或4个)GEN柜，分别对柴油发电机进行控制，并进行上线(并网)发电。
在其负荷允许的范围内，保证输出600V，50Hz的交流电压。
各发电机可按工况需要，全部或任意两台以上上线运行时，负荷都能均衡分配，负荷转移平稳，能承受钻机的负荷特性和直流电动机启动时的冲击。
直流控制装置共有3个(或4个以上)SCR整流柜，分别将600V交流电压整流成0～750V连续可调的直流电压，并通过各柜中的直流接触器切换，以一拖二的驱动方式分别驱动泥浆泵(MP)，绞车(DW)，转盘(RT)和顶驱(TD)。
绞车和转盘电动机具有正反转功能。
转盘扭矩限制可在0～100%范围内任意调节。
绞车和泥浆泵均由两台电动机驱动，运行时负荷均衡，转速同步。
司钻控制台通过高性能的PLC控制，供司钻在钻井作业中进行各项操作，同时对控制系统的主要设备运行状态进行监控。
交流电动机控制中心的主要功能是对井场的钻台、泥浆泵房、泥浆循环罐区、油罐区、压气机房和水罐区等区域的交流电动机进行控制，并给井场提供照明电源。
交流电动机控制中心的电源来自一台变比为600V/400V的干式变压器。
若井场需要设置辅助发电机组，可在MCC柜配置辅助发电机组投入380V母线的接口。
电磁刹车装置给绞车在下钻作业中提供电磁制动力矩。
电控系统安装在一个具有撬座的房子内，系统与各外部设备的电缆电传动系统的动力配置，输出特性，控制操作和保护功能均能满足5000m(7000m)石油钻机的工作参数、性能和钻机工艺的要求。
系统采用防爆、防震、防潮和防火等措施，符合安全要求。
石油钻井中交流变频电动机及其控制系统的应用
石油钻井中交流变频电动机及其控制系统的应用摘要：随着中国对石油能源需求的增加，石油开采的环境变得越来越复杂，增加了石油开采的难度。
在石油开采过程中，交流变频电机的应用可以使石油开采更加简单高效，因此有必要加强对交流变频电机的分析。
关键词：石油钻机；交流变频电机；控制设备；被广泛应用于现代工业的交流变频电机，拥有无法被替代的优势，以该电机为研究对象，以石油钻机为切入点，围绕电机和控制系统的应用，展开了系统而深入的分析，内容涉及交流变频电机驱动的优点分析，交流变频电机控制系统分析等方面，望能够给有关人员以启发，使交流变频电机所具有的积极作用在钻井作业中得到充分发挥。
一、交流变频电动机交流变频电动机是一种特殊的变频电动机，交流变频电动机在具体应用中与一般变频电动机相比具有以下特点：（1）在设计中所使用的绝缘材料采用的为抵抗变频器谐波突破的特殊材料，提高交变频电动机的性能。
（2）结构设计和电磁设计与一般变频电机相比较特殊。
在石油钻井中应用交流变频电动机与直流钻机和机械钻机相比，在钻井过程中，对交流变频调速技术进行合理应用，可以很好的适应石油钻井在工艺上的具体要求，并且使钻机的机械结构得到了进简化，减少了对钻井机械的保养，使设备的可靠性和安全性得到进一步提高。
此外，交流变频电动机还具有质量轻、体积小、故障少等诸多优点，因此在石油钻井中需要加强对其的应用，提高石油钻井的工作效率。
二、交流变频电动机及其控制系统的应用1.交流变频石油钻机。
（1）石油钻机钻进原理。
石油钻机用于石油或天然气资源的钻采过程，运行过程中钻机带动钻具击碎岩石向下钻进，辅助完成地下资源的开采。
现阶段，国内外石油开采中常用的钻井方式为旋转钻井，即将钻头旋转击碎岩石，形成钻井结构。
然后利用钻杆将钻头探入到钻井底部，通过转盘或驱动装置带动钻头及钻杆旋转，钻井泵向井内输送钻井液，并将井底碎石带回到地面，再利用吊车等大型设备完成钻具安置。
（2）交流变频石油钻机。
石油钻机的主要系统
做个善良的人演讲稿范文优秀范文集锦尊敬的老师、亲爱的同学们：大家好！今天我演讲的主题是“做个善良的人”。
善良，是一种积极向上的美德，是人类文明的基石。
善良不仅能够给予他人帮助和温暖，还能够让我们自己感受到内心的喜悦和满足。
然而，在现实生活中，我们常常会遇到各种矛盾和冲突，有时候也会迷失自己，忽略了善良的力量。
所以，让我们一起来探讨一下如何做一个善良的人。
首先，善良要从内心发出。
只有内心充满了善意和善念，我们才能真正做到善良。
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同时，我们还需要学会原谅。
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其次，善良要体现在行动中。
行动是善良的表现形式，只有积极行动，才能真正影响他人，改变世界。
我们可以做一些力所能及的善事，比如帮助老人过马路，捡起地上的垃圾等。
同时，我们还可以参与一些公益活动，关心社区的发展和弱势群体的权益。
这样不仅能够为社会做贡献，也能够使自己得到成长和充实。
最后，善良要持之以恒。
善良不是一时的冲动，而是一种长期的坚持。
我们要时刻提醒自己保持善良的心态，不断给予他人帮助和关爱。
同时，我们还要引导他人做善事，传播善意和善念。
只有通过共同努力，我们才能共同构建一个温暖和谐的社会。
亲爱的同学们，作为新时代的青年，我们要牢记善良是人性最美的一面，要积极践行善良的品质。
让我们携起手来，一起做善良的人，让善良的力量在我们的生活中绽放光芒！谢谢大家！。
石油钻井机工作原理
石油钻井机工作原理石油钻井机是一种复杂的机械设备，用于在地层中钻探油井或气井。
其工作原理可以概括为以下几个核心部分：1. 动力系统：石油钻井机通常配备有强大的动力源，如柴油发动机、电动机或燃气轮机等，它们为整个钻井作业提供所需的能量。
2. 旋转系统：通过传动装置将动力传递给转盘，转盘带动钻杆及连接在钻杆底部的钻头进行高速旋转。
钻头利用切削、研磨等方式破碎地下岩石。
3. 起升系统：包括井架、天车、绞车和游动滑车等组件。
绞车通过钢丝绳（或链条）拉动大钩，从而实现钻具（包括钻杆、钻铤等）的起下动作，以便于更换钻头或者加深井眼。
4. 钻井液循环系统：泥浆泵（也称为钻井泵）将钻井液（通常是经过处理的水、泥浆或其它流体混合物）压入钻杆内腔，然后从钻头喷嘴喷出，以冷却钻头、润滑钻柱并携带破碎后的岩石颗粒返回地面。
在某些情况下，采用泵吸反循环方式，即通过钻杆内部形成的负压将破碎的岩屑吸入钻杆，并由泥浆泵排出到沉淀池，经分离处理后循环使用。
5. 控制系统和监测显示仪表：钻井过程中的各种参数，如钻压、扭矩、深度、钻井液性能等，均受到严格监控和控制，以确保钻井操作的安全性和有效性。
6. 辅助设备系统：这包括固控设备（用于处理和回收钻井液）、井控设备（防止井喷事故）、压缩空气系统（供气动工具使用）、液压系统以及供电系统等。
总的来说，石油钻机通过钻进、冷却润滑、钻井液循环等步骤，将地下的岩石层削碎并将油气储层暴露出来，从而实现石油和天然气的提取。
此外，石油钻井机还可以采用旋冲钻井技术，通过在钻头顶端设置冲击器装置，利用动力源给冲击器施加压力，使钻头持续旋转并产生更大的冲击力，从而快速击碎岩石，提高钻进效果。
同时，冲击器的工作内容也是旋冲钻井技术的关键部分，其工作原理是将系统力直接作用到钻头结构上，与防回水的动力联合，产生更大的冲击力，并将扭矩传输到钻头上。
在电力驱动方面，石油钻井机通常采用直流电动机进行驱动，通过通电导体在磁场中受电磁力的作用实现连续供电。
石油钻机工作原理
石油钻机工作原理
石油钻机是一种用于从地下地层中提取石油或天然气的设备。
其工作原理可以简要地分为以下几个步骤：
1. 钻井液循环：石油钻机通过泵将钻井液（一种由水、泥浆和化学添加剂混合而成的液体）从钻井井口注入井筒中。
钻井液在井筒中形成一股循环流动，起到冷却和润滑钻头的作用。
2. 钻头转动：钻机通过转动机构带动钻杆和钻头旋转。
钻头通常由金属钻材制成，具有旋转切削地层的功能。
3. 钻进地层：钻井液从钻杆中通过喷嘴射向钻头，将钻进的碎屑和岩石颗粒带至井面。
钻进过程中，钻井液的循环不断清除井筒中的碎屑，保持井筒的稳定性，并传递地层信息。
4. 钻井套管：当钻进到一定深度后，钻井套管将会安装入钻井井筒中。
钻机停止旋转，钻杆和钻头会被临时拆卸出来。
钻井套管由一节一节的钢管组成，通过下沉至井底来加固井筒壁。
5. 井壁固井：在钻井套管装置完成后，水泥浆会从钻井套管顶部注入井筒中。
水泥浆填充井筒与地层之间的空隙，形成固定的井壁。
石油钻机通过不断循环钻井液、旋转钻杆和钻头、钻进地层并固井来提取地下的石油和天然气。
这是一个高度复杂和精密的工程过程，需要合理的工程设计和操作技术。
石油钻机发电系统分解
• PLC可编程逻辑控制器
西门子S7-200系列PLC具有体积小、扩展性强、价格低廉等优点， 可完美的满足小规模的控制要求。 它是发电控制系统的逻辑控制中心，实现柴油发电机的由停机到怠 速、满速、发电、并网的控制切换。可实现系统的紧急停车、故障报警、 运行指示等功能。
• ABB空气断路器
发电系统输出供电断路器，ABB SACE公司 制造的低压空气断路器是当今市场上能找到的
2301A可以和伍德沃德的SPM-D11同步器负荷
传感器及其他发电控制设备相匹配，可实现 几台并网机组之间有功负荷均衡。
• 调压器
数字调压器采用西门子6RA70系列直流调速 装置，用以控制发电机励磁电流的大小，与电 子调速器2301A共同构成一个转速电流的双闭环 系统，从而在系统负荷发生波动时，能够使发 电机的电压稳定在600V，电网的频率稳定在
最顶级的产品。具有结构坚固、安全可靠、完
善的智能保护功能等诸多优点，根据系统需要， 断路器配有电动机储能装置，由PLC控制合闸/ 分闸，无须人工操作。在正常状态下，只需操 作门板上一个旋钮开关，就可以控制发电机的 启动发电、并网合闸。
• 稳压电源
包括AC220V稳压电源UPS及DC24V开关电源。 UPS电源进线安装了交流滤波器，为6RA70直流 调速装置提供稳定纯净的交流电源，确保发电 机励磁电流可稳定控制；开关电源为控制系统
依据发电机额定电流整定 2.5倍发电机额定电流 ≥95%发电机额定功率
• 电流限制:
≥95%发电机额定电流
• 三、项目的部件构成及关键技术 调速器
正向动作型 ( 分正向和反向动作型两种 , 正向型 : 执行器的输出大小和控制器的输出 电流成正比反向型则成反比)电子调速器 2301A，与CAT35系列柴油机、执行器以及测 速磁头共同组成速度调节系统。以达到柴油 机转速稳定即发电机频率稳定的目的。
石油钻机电驱动系统的进展
王代华 高级工程师,1983年湖南大学本科毕业,1992年浙江大学研究生毕业,获硕士学位。
现在天水电气传动研究所从事石油钻机、矿井提升机电气传动领域和电力系统自动化方面的工程应用研究设计工作。
石油钻机电驱动系统的进展王 代 华(天水电气传动研究所,741018)摘要 本文概述了石油钻机电驱动系统的发展情况,并对国内外主要产品作了描述,同时对计算机和全数字直流调速系统在石油钻机方面的应用情况以及新工艺新技术的采用情况进行了分析,最后指出国内发展方向和市场远景。
关键词 石油钻机 电驱动系统 进展The Development of Oil Rig Electric Drive SystemW ang D aihua(T ianshui Electr ic D r iv e R esear ch I nstitute )Abstract T his paper giv es a brief dev elo pm ent of the o il rig electr ic dr iv e system ,and describes the main pro ducts at ho me and abr oad ,also sums up the use o f co mput er and fully micr opro cesso r -contr olled DC v ariable speed drive sy st em and the adoption of new technolog y and technique in respects of the oil rig ,a t last r efers to the dir ect ion of domestic pro ducts and the pro spect of mar -ket .Keywords o il rig electric dr ive sy st em dev elo pm ent1 前言石油钻机经历了从机械直接驱动到电力驱动的时期,电力驱动比机械驱动具有调速特性好、经济性能高、可靠性强、故障率低、操作更方便灵活等一系列的优越性。
石油钻机主要组成
现代钻井系统组成
动力系统 提升系统 旋转系统 循环系统 井控系统
1.动力系统 1.动力系统
柴油机(黄色 直接驱动发 柴油机 黄色)直接驱动发 黄色 电机给钻井设备提供电能
电动机驱动泥浆泵工作 (顶部装置为发电机降温 顶部装置为发电机降温) 顶部装置为发电机降温
电力传输动力系统
死绳锚 绞车
存储滚筒
2.提升系统 2.提升系统
绞车由带钢丝绳的滚筒、 绞车由带钢丝绳的滚筒、 猫头轴、离合器、 猫头轴、离合器、换向齿 轮-链条及刹车装置组成 链条及刹车装置组成
猫头分为摩擦式猫 头和自动猫头
提升系统→ 提升系统→绞车与猫头
2.提升系统 2.提升系统 提 升 系 统 ↓ 天 车 | 游 车 | 钢 丝 绳
旋转装置
→钻头
PDC钻头 PDC钻头
取 芯 钻 头
旋转装置
三牙轮钻头
新 钻 头 正 准 备 入 井 钻 井 液 高 速 流 过 喷 嘴
旋转装置
→井下钻具旋转方式 钻柱扭振 钻柱横振 钻 柱 纵 振
4.循环系统 4.循环系统
水龙带 泥浆泵 水龙头
泥浆泵
加重装置
立管 排出管线 方钻杆
泥浆池
钻柱
立管
谢谢大家
1.动力系统 1.动力系统
皮带传递动力带动 上部的泥浆泵工作
几台发动机的链条及 齿轮组装在金属盒内
机械传输动力系统
天车 死绳
2.提升系统 2.提升系统
旋 转 钻 井 平 台 提 升 系 统
快绳 钻绳 游车 滚筒 大钩
不论钻井平台是以 电能还是机械传输动 力，目的都是为了钻 井，所以提升系统必 不可少。 不可少。一般提升系 统由绞车、滚筒、 统由绞车、滚筒、井 天车、 架、天车、游车和钢 丝绳组成。 丝绳组成。
石油钻机电控系统标准
石油钻机电控系统标准一、通用要求电控系统应符合国家相关标准及行业规范，满足石油钻井工况要求，具备可靠性高、维护性好、抗干扰能力强等特点。
电控系统应具备手动/自动控制模式，并能实现远程控制。
电控系统应具备过载、缺相、短路等保护功能，并能在异常情况下自动切断电源并报警。
电控系统应具备故障诊断与维护功能，能实时监测系统运行状态，发现故障时能快速定位并提示维修人员进行处理。
电控系统应采用模块化设计，方便扩展和维护。
二、电源系统电源系统应采用稳定可靠的电源，能够提供满足钻机需求的电压和电流。
电源系统应具备过载保护功能，防止设备损坏。
电源系统应具备防雷击、防浪涌等保护功能，确保设备安全。
电源系统应具备滤波功能，减少电源干扰对设备的影响。
电源系统应具备隔离功能，避免设备间相互干扰。
三、电机控制电控系统应具备电机控制功能，包括启动、停止、正反转等操作。
电控系统应具备电机过载保护功能，防止电机过载损坏。
电控系统应具备电机缺相、短路等保护功能，提高设备安全性。
电控系统应具备电机温度检测功能，防止电机过热损坏。
电控系统应具备电机运行状态监测功能，方便维护人员及时发现故障进行处理。
四、司钻控制台司钻控制台应具备远程控制功能，方便操作人员在不靠近设备的情况下进行操作。
司钻控制台应具备急停按钮，能在紧急情况下快速切断电源并停止设备运行。
司钻控制台应具备各类仪表和指示灯，能实时显示设备运行状态和故障提示等信息。
司钻控制台应具备防爆功能，符合国家相关防爆标准要求。
司钻控制台应具备防水、防尘等功能，适应野外作业环境。
五、电气保护装置电气保护装置应具备过载保护功能，防止设备过载损坏。
电气保护装置应具备缺相、短路等保护功能，提高设备安全性。
电气保护装置应具备漏电保护功能，避免设备漏电对人员和环境造成危害。
电气保护装置应具备防爆功能，符合国家相关防爆标准要求。
电气保护装置应具备实时监测和故障诊断功能，方便维护人员及时发现故障进行处理。
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。
浅析石油钻机中的新技术及应用
浅析石油钻机中的新技术及应用石油钻机是石油开采工程中必不可少的设备，它是通过将石油钻井设备（主要是钻头）送入地下，进行钻井工作，以获取地下油藏中的石油和天然气。
在石油钻机的使用过程中，随着科技的发展，新技术不断涌现，极大地改善了石油钻机的工作效率和安全性。
本文将针对石油钻机中的新技术及应用进行浅析。
一、动力系统技术的应用在石油钻机中，动力系统技术起着至关重要的作用。
传统的石油钻机动力系统通常采用内燃机或者电动机。
近年来，随着新能源技术的不断发展，石油钻机中的动力系统技术也在不断更新。
采用液压驱动系统的石油钻机，能够更加轻便、灵活地进行钻井作业，同时还能够节约能源、降低排放。
一些石油钻机还开始尝试采用太阳能作为动力来源，这不仅可以节约能源，还能够减少对环境的影响。
二、钻井技术的创新在石油钻机中，钻井技术的创新也是近年来的一个重要趋势。
传统的钻井技术主要依靠人工操作，效率低下，同时还存在安全隐患。
而随着自动化技术的应用，石油钻机可以实现远程操作和自动化钻井，不仅提高了工作效率，还大大减少了人为操作的风险。
一些新型的钻井技术，如水平钻井技术、超深井钻井技术等，也在石油钻机中得到了应用，使得钻井作业更加精准和高效。
三、传感器技术的应用传感器技术在石油钻机中的应用也是新技术的重要方面之一。
传感器可以实时监测钻井过程中的地质情况、井下环境、设备状态等数据，并将这些数据传输到控制中心，使得工作人员可以及时了解到钻井情况，从而做出相应的调整。
传感器技术还可以实现石油钻机的智能化管理，通过数据分析和处理，提高作业效率和安全性。
四、信息技术的融入信息技术的不断发展也为石油钻机带来了新的可能性。
利用云计算技术，可以实现对石油钻机进行远程监控和管理，从而降低人力成本，提高工作效率。
人工智能技术和大数据分析技术的应用，也可以为石油钻机提供更加精准的钻井方案和预测，降低钻井风险，并提高钻井成功率。
信息技术的融入，让石油钻机变得更加智能化和高效化。
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
第一、二章电动钻机概述
第一章电动钻机概述第一节电动钻机的基本结构电驱动钻机是当今发展迅速的一类钻机，它具有高价位、高性能，适合于各种油气井的钻探施工。
电驱动钻机主要有以下几个系统组成：动力系统、电传动系统、起升系统、旋转系统、泥浆循环系统、液气控制系统、供油供水系统、钻井参数检测处理及传输系统、井口工具及辅助设施。
一、动力系统动力系统由柴油发电机组和辅助柴油发电机组组成，电驱动钻机亦可用网电作动力系统。
柴油发电机组按需要可任意并网运行，负荷均衡分配。
二、电传动系统电传动系统由SCR或VFD系统和MCC组成。
SCR或VFD系统对驱动绞车、钻井泵和转盘的电动机供电和控制，其特性满足绞车、转盘、钻井泵的工作要求。
MCC对低压交流电动机、照明系统、生活设施及其它交流用电设备供电和控制。
三、起升系统起升系统主要包括绞车、天车、游车、大钩、钢丝绳、井架、底座以及吊环、吊卡等用于钻井辅助作业的工具。
其作用：实现起下钻具、起下套管柱以及控制钻头送进等。
四、旋转系统旋转系统由转盘和水龙头（或使用顶部驱动钻井装置）。
其作用：旋转钻具，循环泥浆。
五、泥浆循环系统泥浆循环系统由钻井泵、高压管汇、泥浆罐、泥浆净化设备等组成。
用于循环、净化处理泥浆，保证连续钻井作业。
六、液气控制系统液气控制系统由液压站、气源及净化装置、控制阀、控制管线、执行机构组成。
液气控制系统与电传动系统一起实现对整套钻机的控制。
七、钻井参数检测及传输系统钻井参数检测及传输系统通常由传感器、信号处理器、显示记录仪、报警器、井场传输系统和远程传输系统等组成。
能够对整个钻井过程的有关参数进行检测、记录、处理、传输和远程管理。
八、供油供水系统供油系统由柴油供给和润滑油供给两部分组成。
由油罐、输油泵等组成，用于油料的储存和输送。
供水系统由水罐、水泵和输水管线等组成。
用于设备的冷却。
九、工具及辅助设施工具及辅助设施包括井口工具、钻杆架及其他辅助设施。
第二节电动钻机的基本参数电动钻机的基本参数不应低于SY/T5609—1999《石油钻机型式与基本参数》行业标准的推荐值，配套范围会因生产厂家的不同而不同。
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。
钻机八大系统组成及作用
钻机定义石油钻井的地面配套设备称为钻机，石油钻机是由多种机器设备组成的一套大功率重型联合工作机组。
钻机八大系统（1）起升系统组成：天车、游车、大钩、绞车、滚筒、钢丝绳以及吊环、吊卡、吊钳、卡瓦等井口工具。
作用：下放、悬吊或起升钻柱、套管柱和其它井下设备进、出井眼；起下钻、接单根和钻进时的钻压控制。
（2）旋转系统组成：转盘、水龙头、钻头、钻柱。
作用：保证在钻井液高压循环的情况下，给井下钻具提供足够的旋转扭矩和动力，以满足破岩钻进和井下其它要求。
（3）循环系统组成：泥浆泵、地面管汇、泥浆罐、泥浆净化设备。
其中地面管汇包括高压管汇、立管、水龙带，泥浆净化设备包括振动筛、除砂器、除泥器、离心机等。
作用：从井底清除岩屑；冷却钻头和润滑钻具。
泥浆泵号称钻机的“心脏”泥浆的循环流程：泥浆泵－地面高压管汇－立管－水龙带－水龙头－钻柱（方钻杆、钻杆、钻铤）－钻头－环形空间－地面排出管线－固控设备－泥浆池－泥浆泵起升系统、循环系统和旋转系统是钻机的三大工作机组（4）动力系统组成：柴油机、电动机。
作用：为整套机组（三大工作机组及其他辅助机组）提供能量。
（5）传动系统组成：联轴器、离合器、变速箱、皮带传动、链条传动等装置作用：把动力传递给泥浆泵、绞车和转盘（三大工作机）（6）控制系统组成：机械控制、气控制、电控制和液控制等。
作用：控制各系统、设备按工艺要求进行。
司钻通过钻机上司钻控制台可以完成几乎所有的钻机控制：如总离合器的离合；各动力机的并车；绞车、转盘和钻井泵的起、停；绞车的高低速控制等。
（7）钻机底座系统组成：钻台底座、机房底座。
作用：支撑和安装各钻井设备和工具，提供钻井操作场所，方便钻机设备的移运。
（8）辅助设备系统组成：供气设备、辅助发电设备、井口防喷设备、钻鼠洞设备及辅助起重设备等。
石油钻井八大系统1
石油钻机的组成
八大系统
一、起升系统
张
二、旋转系统
文 杰
三、钻井液循环系统
四、传动系统
五、控制系统
六、动力驱动系统
七、钻机底座
八、钻机辅助设备系统
1、起升系统
作用：起升和下放钻具、下套管以及控制钻压、送进钻具 组成：绞车、辅助刹车、天车、游车、大钩、钢丝绳以及吊环、吊卡、
吊钳、卡瓦等各种工具 工作原理：起升时，绞车滚筒缠绕钢丝绳，天车和游车构成副滑轮组，
大钩上升通过吊环、吊卡等工具实现钻具的提升。下放时，钻具或套 管柱靠自重下降，借助绞车的刹车机构和辅助刹车控制大钩的下放速 度。
1.1、绞车
不仅是起升系统设备，而 且也是整个钻机的核心部 件。
通过滚筒轴上的钢丝连接 到天车和游车，通过滚筒 的转动由钢丝控制起升
1.2、天车
天车是安装在井架顶 部的定滑轮组。
不含离心机
石油钻机的组成
八大系统
一、起升系统
二、旋转系统
三、钻井液循环系统
四、传动系统
五、控制系统
徐 闹
六、动力驱动系统
七、钻机底座
八、钻机辅助设备系统
概况
4、动力系统
作用： 为绞车ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ转盘、钻井 泵提供动力
组成： 柴油机或柴油发电机、 电动机
5、传动系统
作用 把柴油机或柴油机 组的动力分配到各 个工作机组
7、井架和底座
井架和底座用来支撑和安装各 钻井设备和工具、提供钻井操 作场所。
7.1钻井井架
①井架的功能 ②井架的类型 ③井架的结构 ④井架设计的要求
7.1.1、井架的功能
1) 安放天车，悬挂游车、大钩及专用工具（吊钳等），在 钻井过程中，进行起下钻具、下套管操作 2) 起下钻过程中，用以存放立根，能容纳立根的总长度称 立根长度。 （立根：起下钻时，为了提高效率，一般将三根钻杆连接 在一起作为一个单元，这一单元称为立柱（立根）。 顶驱钻进时，无接单根作业。（一个立柱一个立柱的打）
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耗尽。
四、主要技术经济考核指标
• 目前国内发电控制系统大体分为模拟控制型和全数字型。模拟控制型是基于 传统的发电控制理论，采用三极管、电阻电容等元器件组成模拟系统，优点 是控制理论非常成熟，从第一代电驱动钻机开发使用至今已有几十年了。缺 点是电子元器件种类和数量较为繁多，结构非常复杂，装配和安装调试都很 烦琐，也不便于用户的保养维修。全数字型发电系统是近几年来在国内逐步 发展起来的新一代控制系统，将国外先进的技术和电子元器件同国内发电控 制系统相结合，具有性能稳定、结构紧凑、控制简单、维护方便等诸多优点， 正逐步取代传统的发电控制系统。
• 三调、速器项目的部件构成及关键技术
正向动作型(分正向和反向动作型两种,正向 型:执行器的输出大小和控制器的输出电流成 正比反向型则成反比)电子调速器2301A，与 CAT35系列柴油机、执行器以及测速磁头共 同组成速度调节系统。以达到柴油机转速稳 定即发电机频率稳定的目的。2301A可以和 伍德沃德的SPM-D11同步器负荷传感器及 其他发电控制设备相匹配，可实现几台并网 机组之间有功负荷均衡。
• PLC可编程逻辑控制器
西门子S7-200系列PLC具有体积小、扩展性强、价格低廉等优点，可 完美的满足小规模的控制要求。
它是发电控制系统的逻辑控制中心，实现柴油发电机的由停机到怠速、 满速、发电、并网的控制切换。可实现系统的紧急停车、故障报警、运 行指示等功能。
• ABB空气断路器
发电系统输出供电断路器，ABB SACE公 司制造的低压空气断路器是当今市场上能找到 的最顶级的产品。具有结构坚固、安全可靠、 完善的智能保护功能等诸多优点，根据系统需 要，断路器配有电动机储能装置，由PLC控制 合闸/分闸，无须人工操作。在正常状态下， 只需操作门板上一个旋钮开关，就可以控制发 电机的启动发电、并网合闸。
• 变压器
发电控制系统变压器根据其各自功能 不同分为：励磁变压器、测量变压器、反 馈变压器、同期变压器、电源变压器；它 们在系统中各自实现自己的作用。
• 1 发电机组
常见问题解析
• 1.1 启动前的准备
• 启动前，首先按柴油机起动规程检查油、汽、水及柴油机各个有关部件。 然后按以下规程检查:
• (1) 打开柜门，合上UPS电源开关，操作“运行开关”S1至“怠速”位置， 投控制电源，“电源管理器”屏幕闪烁，调压器、PLC、电力仪表均有电源 指示。
• 稳压电源
包括AC220V稳压电源UPS及DC24V开关电 源。UPS电源进线安装了交流滤波器，为 6RA70直流调速装置提供稳定纯净的交流电 源，确保发电机励磁电流可稳定控制；开关电 源为控制系统提供稳定的直流电源，有效克服 进线电源的电压波动及谐波干扰。
• 电源监视器
多功能电力监视仪表，实时在线监视电源三 相电压、电流、频率、有功功率、无功功率、功 率因数等等；通信配有RS—485标准接口，远程 异地显示电源参数；各种故障报警：相序亦转、 过/低电压、过/低电流、过/低频率、有功/无功 功率过输出、三相电压/电流不平衡率、电压/电 流谐波等。其结构简单、安装方便，是一个功能 全面的监视仪表。
机组设备的损坏。 • 1.1 发电机组的解列停机操作 • 需停掉一台机组时。操作“运行开关”S1由并网旋至满速，主开关将自动分闸，待电压降至40V左右然后使
运行开关旋至怠速，等待机组冷却后运行开关旋至停机位置。打开柜门关掉UPS电源开关。 • 注意:当发电机组停机时，务必将发电机组控制柜上的“运行开关”旋至“停机”位置，关掉UPS电源以保
二、发电机组•控制调速柜器主输要出信技号术为指:0-标200及m特A、色正向;
• 转速范围:1500r/m-6000r/m • 频率稳定度（稳态）:≤0.5% • 频率降（稳态）：≤3% • 瞬态频率差：≤10% • 频率恢复时间：≤2S • 调压器励磁电压输出为:DC 0-130V • 调压器励磁电流输出为:DC 0-30A • 电压稳定度（稳态）:≤1% • 瞬态电压差：≤15% • 电压恢复时间：≤2.5S • 有功均衡为机组额定的≤±3% • 无功均衡为机组额定的≤±3%
• (2)柜中X2端子排上11＃、16＃直流电压应大于DC20V。。
• (3)“发电机主开关”Q1应处在“断开”位置。
• 1.2 起机
• 在准备工作完全就绪后，按如下规程进行操作。
• (1)打开压缩空气阀门，操作气动按钮，柴油机自动升速至怠速值。
• (2) 经柴油机怠速运转一段时间后，操作“运行开关”S1至“满速”位置， 柴油机转速应升至额定值。
• 发电柜单套造价约为15万元左右，销售价格为30万元左右；每台钻机需3～4 套发电柜，利润可达45 ～60万元；以年产量20套钻机计算年利润可达900万 元。
谢谢大家!
数字式电源管理器SPM-D11是一款微处理 控制技术的同步装置，它可以和Woodward 或其他品牌的调速器和调压器相兼容，适于 单相或三相交流发电机。具有断路器Q1控制、 负荷自动分配和功率因数的控制功能，以及 发电机组保护功能。
它是一个综合的发电机组管理模块。用于 管理发电机组如同步检定、有功和无功均衡、 保护发电机过/欠电压、超/低频率、逆功、 减功率以及过载等。
• (3) 操作“运行开关”S1至“发电”位置。
• (4) 观察“电力仪表”P，三相电压为600V。
(5) 观察“电力仪表”P，频率为50Hz。
• (6) 发电机“运行”灯H1亮，此时发电机处在空载运行状态。
常见问题解析
• 1.1 发电机组的并网操作 • 欲将处在空载运行状态的机组并入交流母线上运行，按如下操作。 • (1)“发电机主开关”Q1的显示已储能状态，且开关处于分闸位置，参考下图。 • (2) 操作“运行开关”S1至“并网”位置。 • (3) 等待“电源管理器”发出合闸指令，Q1自动闭合，柜门上并网指示灯H4亮。 • 警告：禁止在“发电机主开关”Q1上直接操作合闸按钮，直接合闸将导致系统运行不稳定，或者可能造成
• 调压器
数字调压器采用西门子6RA70系列直流调速 装置，用以控制发电机励磁电流的大小，与电 子调速器2301A共同构成一个转速电流的双闭 环系统，从而在系统负荷发生波动时，能够使 发电机的电压稳定在600V，电网的频率稳定在 50HZ，从而满足系统的要求，使系统能够稳定 的运行。
• 电源管理器
发电机组常见问题解析
答辩人:于洋 孙德磊 王跃 杨东
装备制造总公司电气公司工程调试部 二○○八年八月
• 一发、电控概制述系统是石油钻机的动力来源,是钻机
电控系统的重要组成部分; • 发电机组控制系统，其主要功能是对柴油发电机 组进行控制，具体的控制对象是柴油机转速和发 电机电压，同时对发电机组的运行进行测量监视 和安全保护。
保护(超出保护值断路器跳闸)：
• 过电压: +20% 延时1s • 欠电压: -15% 延时1s • 过频率: +10% 延时1s • 欠频率: -10% 延时1s • 逆功率: -7% 延时1s • 励磁过流 150% 延时1s • 过电流: 依据发电机额定电流整定 • 短路： 2.5倍发电机额定电流 • 功率限制: ≥95%发电机额定功率 • 电流限制: ≥95%发电机额定电流