ACS800交流变频传动装置在顶驱转盘复合双驱动石油钻机系统中的应用
交流变频电动机及其控制系统在石油钻井中的应用
交流变频电动机及其控制系统在石油钻井中的应用【摘要】交流变频电动机是国外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，成为当今最受青昧的钻机。
交流变频电动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，提高了安全型、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，对提高钻井实效、优化钻井工艺等十分有利。
【关键词】交流变频电动机控制系统研究1 交流变频电动钻机的介绍1.1 转盘独立电驱动钻机转盘独立电驱动钻机就是转盘采用交流变频电动机单独驱动，绞车和钻井泵采用机械统一驱动的钻机。
该型钻机采用多台柴油机通过液力变矩器或液力耦合器输出动力，然后经过链条并车，分别驱动绞车和钻井泵；转盘由1台交流变频电机通过齿轮或链条减速传动；绞车配辅助驱动装置，可实现自动送钻功能。
其特点是转盘转速能够根据钻井工艺的需要来调节，不受钻井泵冲次的制约，同时，具备数控恒钻压自动送钻功能，实现以接近机械钻机的价格，获得交流变频电动钻机的优越性能。
1.2 机电复合驱动钻机机电复合驱动钻机是转盘在采用电机独立驱动的基础上，绞车采用交流变频电机驱动，而钻井泵仍然采用机械驱动。
该方案主要应用在钻深5000m以下的钻机上。
2～3台柴油机通过皮带并车驱动钻井泵，同时，还可驱动1台节能发电机。
该型钻机能够实现交流变频电动机的主要功能，而价格只有全交流变频电动钻机的60%～70%，同时，具有良好的运行经济性。
1.3 全交流变频电动钻机全交流变频电动钻机的绞车、转盘、钻井泵均采用交流变频电机驱动。
其转盘传动主要有电机直接驱动和电机加减速箱驱动2种方式。
绞车通常采用2台电机通过二级齿轮减速箱驱动，并配辅助驱动装置，也有采用一级齿轮减速箱方案的。
高压变频调速技术装置在石油钻机系统中的应用研究
高压变频调速技术装置在石油钻机系统中的应用研究引言：石油钻机是石油勘探开发过程中不可或缺的重要设备。
随着石油勘探水平的提高和对环境污染的要求日益严格，如何提高钻机的效率和可靠性成为研究的重点。
高压变频调速技术因其优势在石油钻机系统中得到了广泛的应用。
本文将重点探讨高压变频调速技术在石油钻机系统中的应用，并分析其效果和前景。
一、高压变频调速技术简介高压变频调速技术是将变频器与高压发电设备相结合，通过改变输出电压和频率来控制电机的转速。
其优点包括高效节能、精确控制、易于维护和环保等。
二、石油钻机系统的关键问题石油钻机系统在勘探开发过程中面临着一些关键问题，如效率低、能源消耗大和环境污染等。
传统的石油钻机系统通常采用柴油机和机械变速器来驱动旋转设备，存在着转速调节范围窄、能耗高和维护成本高等问题。
三、高压变频调速技术在石油钻机系统中的应用1. 高效节能高压变频调速技术通过准确控制电机的转速，使得钻机系统能够在不同地层和井深条件下实现高效工作。
与传统的机械变速器相比，高压变频调速装置能够实现精确的转速调节，避免了机械变速器传动系统中的能量损失。
同时，高压变频调速装置还能根据井深的变化自动调整工作状态，进一步提高钻机系统的效率。
2. 精确控制高压变频调速技术能够实现对电机转速的精确控制，从而控制钻机系统的钻进速度和旋转力矩。
这对于石油勘探开发中的井深控制和孔壁稳定至关重要。
传统的机械变速器调整转速的范围有限，而高压变频调速装置可以灵活调整转速，满足不同的钻进要求。
3. 易于维护高压变频调速装置的模块化设计使得其维护更加方便。
传统的机械变速器通常需要密封和润滑系统的维护，而高压变频调速装置减少了这些复杂的机械传动部件，减轻了维护的负担。
同时，高压变频调速装置还具有自动检测和故障诊断功能，能够及时发现并解决问题。
4. 环境友好高压变频调速技术可以减少石油钻机系统的能耗和废气排放。
传统的机械变速器存在能量损耗和废气排放过高的问题，而高压变频调速装置通过减少能源的消耗和优化工作状态，降低了系统的能耗和环境污染，符合现代社会对环保的要求。
ACS800多传动技术样本
ACS800多传动技术样本ACS800多传动技术是一种高效、灵活的传动技术，可以在多种工业应用中实现能源的有效利用和系统的灵活控制。
该技术采用了多种传动结构和控制策略，能够满足不同的应用需求，提高系统的性能和可靠性。
以下是ACS800多传动技术的一些样本。
1.平行传动：平行传动是ACS800多传动技术的一种典型应用，适用于需要多个电动机共同驱动的设备。
通过将多个电机连接在同一电网上，实现并联工作，可以提高系统的输出功率和故障容忍能力。
此外，平行传动还可以实现电机的负载分担，提高电机的寿命和运行效率。
ACS800多传动技术可以灵活控制各个电机的运行速度和负载特性，以适应不同的工况要求。
2.级联传动：级联传动是ACS800多传动技术的另一种应用方式，适用于需要实现多级转速变换的设备。
通过将多个ACS800变频器级联连接，可以实现高效率的速度调节和动力匹配，提高系统的响应速度和调节精度。
级联传动还可以实现电机的联锁保护和自适应控制，提高系统的可靠性和稳定性。
ACS800多传动技术可以根据需求，灵活选择级联传动的数量和结构，以满足不同的传动需求。
3.多轴传动：多轴传动是ACS800多传动技术的又一种应用方式，适用于需要多个电机分别控制不同轴向的设备。
通过独立控制各个电机的运行速度和输出扭矩，可以实现无级调节和优化分配，提高设备的运行效率和负载特性。
多轴传动还可以实现电机的互锁保护和自适应控制，提高系统的可靠性和安全性。
ACS800多传动技术可以通过在线监测和故障诊断功能，实时监测和管理各个电机的运行状态，提高设备的维护效率和可靠性。
以上是ACS800多传动技术的一些样本，该技术可以广泛应用于机械制造、能源、化工等行业，为不同的工业应用提供高效、灵活的传动解决方案。
在未来，ACS800多传动技术还将与更多的工业自动化技术相结合，实现更高级的功能和性能，为工业生产的智能化和可持续发展做出更大的贡献。
ABB—ACS800系列变频器实际应用中的问题
ABB—ACS800系列变频器实际应用中的问题作者：周岩来源：《电子技术与软件工程》2018年第01期ABB-ACS800系列变频器是新一代全数字高端交流变频器，其理论原理和控制方法太过深奥难懂，本文通过具体、简单的例子介绍了ABB-ACS800系列变频器的三个主要特点，为系列变频器提供了一个全面而直观的介绍。
【关键词】系列变频器 DTC 应用研究1 DTC1.1 交流变频电机交流变频电机是三相交流异步电机，其电机输出转矩公式：其中 T为转矩，S为转差率，R2为转子每相绕组电阻，U1为定子每相绕组感应电动势，f1为定子电流频率，X2为转子每相绕组最大感抗值，（SX）2对转矩值的影响力小其中，n1同步转速，n2电机转速，P极对数，Qm旋转磁场通过单相绕组的最大磁通，N1单相绕组匝数，将（2）和（3）带入（1）得：1.2 实例以一个实例来了解DTC的过程。
钻具悬持.司钻操作绞车电机加速至2000rpm.匀速运行，再急减速至0。
1.2.1 AB段，电机悬持悬持指在给定转速为0时，输入电流.输出转矩T=M悬=mgr。
钻具静止。
T随着mg增大而增加：根据公式（2）、（4），n2=0，增大n1也即增大频率f1，就可增加T。
该实例悬持时T为1050N. M，频率为f11，n1>n2。
1.2.2 BC段司钻将速度手柄推至正向最大位，给PLC一个速度给定信号，PLC通讯至变频器，给定转速为2000rpm。
变频器根据公式、当前负载、加速时间等计算出给定转矩为1750N.M，并根据公式（4），控制IGBT状态，迅速输出频率为f12的电流实现。
明显，a>0，n2暂未变，该给定转矩>M悬，f12>f11，n1>n2。
1.2.3 CD段显然T>M电机匀加速正转，期间，变频器保持给定转矩不变：根据公式（4），T不变，n1-n2不变，则n1也即频率f13随着n2的增加而增加，明显f13>f12且不断增加，n1>n2。
ACS8OO应用
ABB ACS800变频器在高炉上料系统中的应用摘要：针对高炉上料系统上料小车的工作流程和控制特性，详细介绍了系统的的组成，剖析ABB ACS800变频器的DTC直接转矩控制技术，主从控制技术，机械制动控制技术，给出了ACS800在实践中的具体应用和相关参数的设置，并介绍了通过与PLC和编码器相结合,对速度的控制和精确定位的实现。
最后分析了在调试和实践中出现的几个关键问题，并提出了相应的解决方案。
关键词：变频器直接转矩控制主/从控制机械制动控制位置控制速度在炼铁高炉上料系统控制中,上料小车的控制是控制的核心部分,它是根据生产工艺的要求,把槽下备好的不同料类和不同重量的原料及时、安全、准确定位地运送到高炉炉顶，保证高炉的正常生产，一但控制出现故障，将直接影响高炉的生产。
本文通过上料小车卷扬机负载的特性，采用ABB变频器的主－从控制技术、DTC直接转矩控制技术、机械抱闸控制技术、多步速控制技术，结合西门子PLC控制，实现了对小车的精确控制，取得了满意的效果，完全满足了高炉生产工艺的要求。
１控制工艺要求高炉原料从槽下输送到炉顶有两种输送方式：一是皮带输送、二是小车输送。
这次设计是采用小车输送方式，小车输送方式是：小车卷扬机采用交流电动机拖动，电机正、反转控制，牵引通过钢丝绳连接的两台料车在斜桥上一上一下交替工作，为了能对小车做到精确控制，控制系统必须具备以下条件：１）、系统能频繁起动、停止。
２）、系统能正、反双向控制。
３）、系统能做到无极调速，调速范围大、平滑性较高，做到平稳起动－加速－稳定运行－减速－平稳停车。
４）、系统起动转矩大，做到平稳起动。
５）、系统在停车时做到稳定、精确定位，防止料车过头。
６）、在零速时维持大转矩输出，防止料车起动和停车时重载下滑。
２变频器的选型上料工艺对料车控制的最主要要求是：在起动或停车的瞬间也就是在零速时，变频器必须有最大的转矩输出，以防止料车下滑，因此在起动时对转矩的要求大于对速度的要求。
ABBACS800多传动介绍
ABBACS800多传动介绍ABBACS800多传动是一种先进的变频器系统，能够同时控制多个电机。
它采用模块化的设计，可以根据具体应用的需求进行灵活的配置。
ACS800多传动适用于许多不同的行业和应用，如水处理、化工、建筑、制造业等。
ABBACS800多传动的主要特点之一是其高效性能。
变频器采用高效的电子元器件和先进的控制算法，可以精确控制电机的速度和扭矩输出。
这不仅可以提高设备的性能和效率，还可以减少能源消耗和减少对环境的影响。
另一个重要的特点是其可靠性和稳定性。
ACS800多传动采用先进的故障检测和故障隔离功能，可以及时发现和修复设备故障。
这有助于减少停机时间和维修成本，并确保设备的正常运行，从而提高生产效率。
ACS800多传动还具有灵活的控制和配置选项。
它可以根据不同的应用需求进行定制，包括输出容量、控制模式、接口选项等。
用户可以选择所需的功能和性能，以满足其特定的应用需求。
此外，ACS800多传动还具有良好的扩展性。
系统可以通过添加更多的模块来扩展其容量和功能。
这使得ACS800多传动非常适合那些需要逐步扩展的应用，如工业生产线和大型机械设备。
ACS800多传动还支持多种通信接口，如Modbus、Profibus和Ethernet等，可以方便地与其他设备和系统进行通信和集成。
这使得ACS800多传动非常适合于智能化的工业自动化系统。
总之，ABBACS800多传动是一种高效、可靠、灵活和易于扩展的变频器系统。
它适用于各种不同的行业和应用，并可以根据特定的需求进行定制。
ACS800多传动提供了先进的控制和通信功能，可以提高设备的性能和效率，减少能源消耗，并确保设备的可靠运行。
交流变频调速系统在石油钻机上的应用研究
中图分 类号 ：Ｅ ２ Ｔ ９４
在 电驱动控制领域 中， 现代控制理论与微 电子 １ １ 控 制对 象 ．
计算机技术 的完美结合开发出了交 流矢量控制变频 交流电驱动钻机控制系统多以鼠笼型异步 电动 调速技术。它是电动机理论、 矢量控制理论 、 计算机 机为控制对象 ， 对于进行高性能的调速控制 ， 需要以
第 ２ 卷 第 １ 期 ４ ８ ２０ ０ ８年 ９月
甘肃科技
Ｇａ ｓ ｃ ｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ ｎ ｕ Ｓ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔ ｃ ｎ １
ｆ ２ Ⅳ０ １ ．４ ．８
ｓ ｐ ２ ０ ｅ． ０８
交流 变频 调 速 系统 在 石 油钻 机 上 的应 用研 究
张寒梅
（ 中国石化集 团胜利石油管理局 人 民防空办公室 ， 山东 东营 ２７０ ） ５００ 摘 要 ： 调速技术及其装置 已成为 新世纪 的 主流技 术和 主流产 品。讨论 了电驱 动石油 钻机 中典型应 用 的异 步 变频
电动机 Ｐ ＷＭ型 闭环 调速系统 ， 了叙 述其工作 原理 、 简要 系统基本组成 以及相应特点 。
同步 电动机也可以是异步 电动机 ， 因此按控制对象 程必须借助于高效计算机才能得以实现 。 可以分为交流同步电动机变频驱动系统和交流异步 １２ 转速一 转 矩特性 控 制 ． 电动机变频驱动系统两大类型 。 目前应用最多 ， 最广泛 的变频调速是交 一直 一 石油钻机 负载变化非 常大 ， 而调 速范 围很 宽。 为满足钻井工艺 的需要 ， 电驱动系统提 出了特殊 对
式集于调节 回路 （ 例如恒压频 比控制方 式 ＋矢量控
为此， 在交流变频 Ｐ ＷＭ驱动系统 中， 整个调速 制方式等） 成为多控制方式变频器 ， 可根据工艺要求 范围分成两个区段 ： 在基速（ 对应 ５ ｚ ６ ｚ 以 ０Ｈ 或 ０Ｈ ）
ACS800系列变频器在交流电牵引采煤机中的应用与改进研究
ACS800系列变频器在交流电牵引采煤机中的应用与改进研究变频器结合了变频技术及微电子技术，在采煤机中使用能够优化电机工作时的电源频率，并按照采煤机的实际工作需要调节电源，起到节能保护的作用，本文将结合ACS800系列变频器的功能，讨论其自动控制采煤功率、调节设备牵引速度、接地系统保护等应用，提出改进方案，为变频器的高效利用提供参考。
标签：变频器;交流电;采煤机引言：变频器也被称为驱动控制器，属于一种可调速的驱动装置，安装在交流电牵引采煤机里能够优化电机的工作效率，控制工作电压，保证电动机转速、转矩的平滑性。
ACS800系列变频器的使用范围很广，大到采煤机、牵引器，小到生活电器，都可以通过安装变频器来提高能源使用效率，优化离心泵驱动等电机。
一、ACS800系列变频器在交流电牵引采煤机中的功能为了提高采煤效率，增强采煤机的机械安全性，需要不断提升采煤机的牵引功率，确保功率密度更大、占地面积小、稳定性强。
交流电牵引采煤机使用的牵引方式为“一拖一”，将两台变频器分别定义为“主机”和“从机”，这种“一拖一”技术在控制精准性上要远高与“一拖二”技术，牵引保护也更加完善，以往使用“一拖二”技术的变频器缺少负荷平衡控制，所以要留出更大的裕量，成本投入也更高。
众所周知，采煤时，地下矿井环境十分复杂，一旦采煤机牵引力不足，就很容易造成生产延误的问题。
ACS800变频器是利用光纤通信介质完成牵引调速，但是机械强度较差，光纤头很容易受到矿井污染，维修起来比较吃力，所以需要尽快研究出一种控制精准度高，维修成本低的牵引调速系统[1]。
二、ACS800系列变频器在采煤机中的实际应用与改进（一）自动控制采煤功率ACS800系列变频器想要在采煤机中实现恒定功率的自动控制操作，就需要和PLC协调运作。
因为目前使用的采煤机主要消耗功率的操作就是克服截割阻力。
一旦牵引速度开始出现变化，采煤机所受到的截割阻力也会随之变化，进而导致电机功率改变。
变频器在钻机控制中的应用
变频器在钻机控制中的应用随着钻机技术的不断发展和更新换代，变频器在钻机控制中的应用越来越广泛。
变频器是一种用来控制电动机转速和输出电压的电子设备，在钻机中可以实现防止设备损坏、提高设备的生产效率等功能。
本文将详细介绍变频器在钻机控制中的应用。
一、变频器在钻机中的基本原理和功能钻机中的电动机需要根据不同的工况实现不同的负载，此时电动机的转速也会有变化。
变频器就可以用来控制电动机的转速、输出电流和电压等参数，保证电动机在各种负载条件下都能正常工作。
变频器可以根据钻机的工况实时检测电动机的转速、输出电流和电压等参数，将这些参数反馈给控制系统，从而不断调整电动机的输出参数，使其保持在合适的范围内，以提高钻机的生产效率和质量。
二、变频器在钻机中的具体应用1. 控制电机转速在钻机工作中，常常需要对电动机的转速进行精确控制。
变频器可以通过改变电动机的输出频率来改变电动机的转速，从而满足钻机的工作需求。
而且，变频器可以根据实时反馈的电机转速信号来实现闭环控制，实现对电机转速更加准确的控制。
2. 减少设备损坏在钻机工作中，电动机负载的变化会对钻机的设备造成较大的冲击，从而可能会导致设备的损坏。
而变频器可以使电机在各种负载情况下平滑运行，减少对设备的损坏，保证设备的寿命和稳定性。
3. 提高设备生产效率利用变频器可以对电机进行精确的速度控制，同时保证电机能够在不同的负载情况下稳定工作，从而可以提高钻机的生产效率。
同时，变频器可以实现快速启动和停机，更加方便钻机的操作。
三、变频器在钻机控制中的发展趋势随着科技发展的不断推进，变频器技术也在不断提升和更新换代，电机驱动技术不断进步和完善，变频器的应用也将更加广泛。
在未来，随着物联网和人工智能等技术的迅速发展，变频器也将更加智能化、自动化，实现对钻机的精确控制和管理。
总之，变频器在钻机控制中的应用，可以实现对电动机转速、输出电流和电压的精准控制，从而提高钻机的生产效率，保护设备不受损坏，具有非常广阔的应用前景。
变频器在石油钻机中的应用
变频器在石油钻机中的应用随着石油工业的发展，对石油钻机的要求也越来越高。
作为石油钻机的核心设备之一，变频器在提高石油钻机性能和效率方面发挥着重要的作用。
本文将探讨变频器在石油钻机中的应用，并对其优势进行分析。
一、变频器概述变频器是指一个可以通过改变电源频率来控制输出电压和频率的装置。
它可以将直流电转换为可调的交流电，使电动机的转速和负载产生可调的变化，从而满足不同工况下的需求。
目前，变频器已被广泛应用于石油钻机等工业领域。
二、变频器在石油钻机中的应用1. 提高钻机的效率变频器可以根据石油钻机工作需求实时调整电机的转速和负载情况，从而使钻机在不同井深和地层情况下始终处于最佳工况。
凭借其精确的控制能力，变频器可以实现钻机的高速、低速切换和无级变速，使钻机钻进速度更稳定、效率更高。
2. 降低设备维护成本由于石油钻机作业条件的复杂性，电机往往需要具备运行在不同频率下的能力。
传统的发电机系统需要频繁更换传动皮带或变速器，费时费力且容易出现故障。
而变频器可以通过改变输入电流频率来实现无级变速，无需更换传动部件，大大降低了设备的维护成本。
3. 提升设备的可靠性变频器具有实时监测和保护功能，可以有效监控石油钻机的电机转速、转矩、电流等参数，一旦出现异常情况，如电流过大、温度过高等，变频器可以及时对电机进行保护，避免设备的损坏或事故的发生，提高了设备的可靠性和安全性。
4. 节能减排石油钻机作为高能耗设备，能源消耗一直是其面临的挑战之一。
而变频器的应用可以使钻机的电机在不同负载下自动调节功率，避免了空转和满载运行时的能源浪费。
通过节能减排，石油钻机的运行成本得到有效控制，同时对环境也起到了积极的保护作用。
三、变频器应用的案例分析以某石油公司的一台钻机为例，该钻机使用变频器控制主驱动电机的转速。
经过实际应用表明，变频器的应用使钻机的钻进速度提高了20%，操作更加灵活和精确。
同时，由于变频器的智能保护功能，钻机的运行稳定性和可靠性得到了极大的提升。
变频器在国内石油钻机的应用
变频器在国内石油钻机的应用1 摘要文章介绍了变频器在石油钻机的应用。
对钻井工艺特点，控制方案，系统组成及注意事项做了简要论述。
钻井过程分为起落井架，钻进，泥浆循环，钻具更换，下套管，测井等几大工序。
主要分为绞车，转盘和泥浆泵等。
绞车由滚筒、齿轮箱、离合器、制动器、电机和控制设备组成，用来起落井架，提升和下方钻杆、套管。
随着井深的增加，钻具越来越长，重量迅速加大，绞车的负载也越来越大。
我国目前已有 7000m 深的油井，其钻具近 600t 重。
由于每转进约 9m 就要提升下放钻杆 1 次，因此绞车作业时间也随着井深的增加而占整个作业时间的比例越来越大。
为降低成本，希望在野外或海上的作业时间越短越好，这不仅要求绞车宁高速运行，平稳起停，以保证不损坏钻井设备并提高井的质量，还要求驱动设备具有良好的动态特性。
如果在内线井区作业，电源可与井区电网相连，下放钻杆时电机工作在发电状态，能量可回馈电网，节能效果显著。
转盘和绞车可共用同一套驱动系统和电机，钻杆加长后，驱动部分切换到转盘，由转盘带动钻具旋转，实施钻进作业，司钻工通过调节转盘转速和压力来改变钻进速度。
转盘正常工作时为正转，处理卡钻时需反转以收回钻头，为防止钻杆正转时折断或反转时脱扣，要求电机输出转矩平稳，调节灵活且设定限幅值，同时电机的刹车部件也是必不可少的。
泥浆泵相当于整个钻井设备的心脏，它所输出的泥浆的作用类似于人体内的血液。
泥浆从钻杆内部自上而下注入，流过钻头后，再从钻杆和井壁的缝隙自下而上流出，在这一过程中，泥浆协助钻头冲击地壳，冷却钻头，带出碎屑，而更重要的是通过在泥浆中渗入重晶石粉等物质可保持井下一定的压力，以避免井喷，象血液在人体内循环，运送营养，带走废物。
泥浆泵的压力和冲数分别与驱动电机的输出转矩和速度成正比。
绞车负载示意图如图 1 所示。
2 系统配置1998 年我们为新疆石油管理局钻井公司的可打 3200m 深度的一套钻井设备配置了变频器。
交流变频调速系统在Varco钻井顶驱中的应用与改进
科 技 日向 导
２１ 年第 １期 ０１ ８
Hale Waihona Puke 交流变频 调速 系统在 Ｖ ｒｏ ａｃ 钻井顶驱 中的应 用与改进
乔 国 昌 李 占勇 章 海 滨 （ 利 油 田黄 河 钻 井 总 公 司 钻 井 五 公 司 山东 东 营 胜 ２ ７０ ） ５ ０ ０
【 要】 摘 当今钻 井技术不断发展 ， 井设备装备技 术的发展 也是 日新月异 ， 钻 交流 变频顶驱的广泛应 用就是其 中之一 。 本文主要 阐述 了钻井 顶部驱动 系统的组成 、 分类 、 工作原理 ， 以及它相对 于传 统钻井设备 的优 势 ； 随着 交流 变频技 术的发展 ， 以及 变频器的广泛应 用， 交流 变频顶驱
一
钻 井 工 况 的需 要 。 驱 的辅 助 功 能 实 现 ． 采 用 液 压 系统 远 程控 制 ， 顶 均 比
如： 本体重量平衡 、 上卸扣 、 背钳夹 紧与松 开、 吊环前后倾斜 、 旋转头旋 转与锁 紧、 内防喷器 开关 、 主电机 的制动等 ， 这些辅助功能都是通过 液 压 系统 和 Ｐ Ｃ控制来实现的 Ｌ １ 顶驱钻井装置 的优点 ． ３ ①采用立柱钻进 ． 了接单 根时间。 节省 ②采用倒划 眼和下钻划 眼 ． 来处理井下 复杂情况 ， 防止 卡钻 。 ③定 向钻进或取 芯钻进效 率高 。 ④钻井效率 高和 自动化程 度高 ， 少钻井 工作的劳动强度 。 减 ⑤内防喷器功能 ， 能够力便 决捷安 现井控 ， 了钻井工作的安全陛。 提高 ２ 针 对 Ｖ ｒｏ Ｔ Ｓ １ Ａ顶 驱 中变 频 器 的 改 进 ． ａ ｃ Ｄ 一 Ｓ １ ２１ 门子 变 频 器 在 Ｖａｃ 驱 应 用 中的 设 计 缺 陷 和 不 足 ．西 ｒｏ顶 尽 管 Ｖａｅ 顶驱 的先 进设 计在钻井生产过程 中大显身手 ． ｒｏ 但是在 我们现场使用过程 中还是发 现了一 些设计 上的缺 陷和不 足 Ｖａｃ ｒｏ顶驱的两 台主电机采用 的是一对二的驱动方式 ．就 是单 整 流单整 流逆变 系统给两 台主电动机 同时供电 这种驱 动方式 的优 点 是 ： 构紧凑 ， 制模 式简单 ， 结 控 集成度高 ， 易于操作 和维护。 但这种驱 动 方式钻井 生产 过程中也存在致命缺点 ． 我们都知道石油钻井行业是 一 个 高投入高风 险的行 业 ． 如果 钻井设备 出现故障 ， 直接影响 到井 下 将 安全 ， 重将 有 可 能 造 成 井 下 钻 具 被 卡 等 事 故 ， 至 井 眼 报 废 ， 济 损 严 直 经 失将非常 大。 所以要求钻井设备要安全可靠 ， 并且要有应急设备方案 ， 随时都要保证井 下安全 单 整流单逆变系统 中如果逆变器 出现 故障 ． 将会造 成整套 顶部驱动系统停止工作 ． 从而无法进行正 常钻进 变频 器的维修 比较专 业 ． 需要厂 家专业人员 进行维修 ． 以现场维修 困难 所 较大 ， 这些 将 严 重 影 响 钻 井 的 生 产 ， 成 比较 大 的 经 济 损 失 。 是 考 虑 造 于 设 计一 套 双逆 变 单元 的 电 动 机 驱 动 系 统 ． 由两 套 整 流 单 元 分 别 对 应 它 着两套相互独立 的逆变单元 ． 每套逆变 单元对应着 一台电动机 ． 给 来 其 提供 动力 如果其 中一套整流或逆变单元 出现 问题 ．我们可以很方 便 通 过 一 个 选 择 开关 ． 换 到 单 电机 运 行 模 式 ， 以 继 续 提 供 一定 的 切 可 钻 进扭 矩 来 进 行 钻 井 作 业 ． 以便 对 故 障 逆 变 单 元 进 行 维 修
变频调速技术在电铲、钻机设备中的应用解析
变频调速技术在电铲、钻机设备中的应用解析（最新版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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变频调速技术在电铲、钻机设备中的应用解析
变频调速技术在电铲、钻机设备中的应用解析概述传统的电铲和钻机在工作时都有一个固定的电动机转速，这限制了机械设备的工作范围和效率。
针对这个问题，近年来逐渐应用的变频调速技术可以改变电动机的转速，扩大了机械设备的工作范围，并提高了设备的效率和稳定性。
变频调速技术的原理变频调速技术是通过一个称为变频器的设备将机器供电的交流电转换成一定频率的交流电，以改变电动机的转速。
首先，将工作电压通过整流电路转换成DC（直流）电压，再通过逆变电路变成需要的交流电，然后通过变频器内部的PWM（脉冲宽度调制）波形控制模块，将这个电流转换成所需要的输出频率，快速改变电动机转速。
变频调速技术在电铲中的应用解析变频调速技术在电铲中的主要应用包括：动力马达变频调速技术电铲的动力机械通常是采用电动机和液压泵直接联动的方式驱动的。
传统的电铲在工作时无法改变电动机转速，而采用变频调速技术可以做到精准无损的调速控制，以适应不同的工况要求，并且通过调整电机的输出功率，可以有效降低电耗，延长电铲寿命。
铲斗变频传动技术铲斗作为电铲的重要组成部分，通常采用单机瞬时起重量自动控制，以保证铲斗的起重能力和运行速度。
传统的铲斗驱动方式通常是电机直接驱动铲斗装置的，难以满足实际工作需要。
而采用变频调速技术，可以通过变频器将驱动电机的输出功率适时地转化为所需的铲斗起升或运行速度，从而提高铲斗的运行效率和稳定性，有效减少故障率。
变频调速技术在钻机中的应用解析钻机是一种重要的用于矿山、建筑施工等行业的机械设备，其主要工作是以钻头为主要组成部分进行钻取钻孔。
变频调速技术在钻机中的应用主要包括：钻头变频传动技术传统的钻机在工作时采用定转速电机驱动钻头，但是由于工作材料和工艺要求的不同，需要根据实际情况适时调整钻头的转速。
而采用变频调速技术，通过变频器将驱动电机的输出转化为所需的钻头转速，从而适应不同的工况要求，提高钻机的效率和稳定性。
钻进速度变频传动技术钻机钻进施工时的进给速度直接关系到钻孔的质量和进度，传统的钻机进给速度通常是采用机械档位控制的，难以实现精准无损的调速控制。
探究变频器技术在石油钻机中的应用
探究变频器技术在石油钻机中的应用摘要：本文首先对变频器技术进行简单介绍，了解变频技术的基本情况，重点分析石油钻机的组成结构及具体用途，在此基础上深入研究变频器在石油钻机中的具体应用。
希望通过本文的研究能够更加全面的掌握变频器技术及石油钻机的使用，也为后期更好的发挥变频器技术在使用钻机中的作用提供参考。
关键词：变频器技术；石油钻机；钻探工程1、前言经济社会的不断发展对石油能源供应提出了更高的要求，近年来随着经济技术的不断投入，我国的石油钻机研发制造以及产品开发能力得到了较大的提高，尤其是变频器技术在石油钻机中的广泛使用，有效提高了石油机械的开发设计能力，促进石油机械综合功能的提高，进而使得我国石油工业取得较大的发展。
可以说在新的发展阶段，变频器技术在石油钻机中的使用将直接决定未来石油行业的发展。
因此在现阶段加强对于变频器技术在石油钻机中应用的研究具有重要的现实意义，能够全面掌握变频器技术以及石油钻机结构，从而制定更加科学合理的方案，利用变频器技术实现更高的钻机功能，有效提高石油钻探能力，促进石油行业良好发展。
2、变频器技术概述变频器技术的核心设备就是变频器，这是一种控制交流变频电机的控制设备，能够利用变频器内的电力半导体器件的通断实现对于工频电源的转换，进而形成一种不同的频率，而主要的技术就是对电源频率的改变。
目前在国内各领域使用的变频器主要可以分为电压型和电流型两种，主要的区别是应用于电压源和电流源。
而两者直流回路中的滤波也有一定的区别，前者是将电容作为滤波，后者则是将电感作为滤波。
3、石油钻机组成及用途在石油开采的过程中，确定钻眼位置以后，一般都是利用石油钻机带动相应钻具对从地表到油气层的土壤、岩石等障碍物进行破碎工作，同时不断向地下钻进。
在石油钻机工作一段时间，达到预定的位置，钻出标准深度的石油井眼后，再将采油机或者采气机下放到油气层进行开采。
可以说石油钻机的钻井工作是一切石油开采现场作业的基础。
ABBACS800变频器在起重机平移机构中的应用
3 控制特点
ACS800外围电路如图1所示。当刀熔开关合闸 后，ASC800得电，如果没有错误，控制面板液晶显 示屏则显示电机的实际运行状态，即电机的运行转 速、频率、定子电流及变频器输出电压，如果有错 误则通过英文显示故障代码，同时显示带括号的四 位代码数字，该信号可用于总线通讯控制。各数字 输入端状态由外部中间继电器接点控制，+24V通过 中间继电器接点接入数字端子，完成下列功能：
12.02
140
12.03
420
12.04
720
10.05
1380
14.01 14.02 14.03
BC SHORT CTRL BRAKE CTRL
FAULT
16.04
DI3
额定速度的 10%
额定速度的 30%
额定速度的 50%
额定速度的 100%
继电器输出 1， 制动器控制
继电器输出 2， 制动斩波器故障 继电器输出 3，
表1 ACS800参数设置表
参数号 设定值
说明
参数号 设定值
说明
10.01
DIIF DI2R
启动、停机和转向 控制信号
21.03
10.03 REQUEST 允许电机正反转 22.01
12.01 DI，4，5，6 恒定速度给定选取 22.02
RAMP
ACC// DECI
4S
电机停止方式 使用加速时间
加速时间
20.03
16A
电流极限
99.06
9A
电机额定电流
20.05
OFF
20.06
OFF
解除过电压控制 解除欠电压控制
99.07 99.08
ABBACS800多传动介绍
ABBACS800多传动介绍
ACS800具有多传动功能，即可以同时控制多个电动机。
这种设计在一些特殊的应用场景中非常有用，比如需要同时控制多个运动轴的机器。
多传动功能可以实现多个电动机之间的协同运动，提高生产效率和系统的可靠性。
ACS800多传动的核心是它的主控制器，该控制器可以独立控制多个电动机。
在多传动系统中，每个电动机都有一个独立的驱动器，通过主控制器进行统一的控制和协调。
主控制器可以根据需要，灵活地分配运动任务，确保每个电动机按照预定的速度和位置进行运动。
在ACS800多传动系统中，每个电动机都可以设置不同的参数和操作模式。
主控制器可以通过数字接口与每个电动机进行通信，并实时监控和调整其运行状态。
这使得用户可以根据实际需求，对每个电动机进行个性化的控制和调节。
ACS800多传动系统还具有高精度控制和响应速度快的特点。
它使用先进的控制算法，可以实时监测和调整每个电动机的运行状态。
这使得ACS800可以在不同的工况下实现精确的速度和位置控制，确保系统的稳定性和可靠性。
此外，ACS800还具有自诊断和故障诊断功能。
它可以实时检测电动机和驱动器的运行状态，并提供详细的故障信息。
这使得用户可以及时发现和排除故障，提高生产的连续性和可靠性。
总之，ABBACS800多传动系统是一款功能强大、性能出色的变频器。
它可以同时控制多个电动机，实现电机之间的协同运动，提高系统的效率
和可靠性。
ACS800具有高精度控制、响应速度快、自诊断和故障诊断等特点，适用于各种多电机应用场景。
变频器技术在石油钻机中的应用
王 永 江
（ 中石 油 长城 钻 探 顶 驱 技 术 分 公 司，北 京 １ ０ ０ １ ０ １ ）
摘
要： 随着近 些年 来我 国的石 油勘 测与开采技 术不断成熟以及社会对 于原 油的 需求量不 断提升 ， 结合 实际工作经验 ， 就 当前我 国
变频器技术在石油钻机 中的应用现状进行综合论述 ， 包括技 术应用范 围、 应 用 中的关键 问题 等 ， 以期 能够促进我 国石油钻机 中变频
文献 标 识 码 ： Ｂ
进行滤波 的处理 。电流型则是通过 电流源来实现直流与交流的 转化， 直流回路的滤波是电感 。 尽管从设 计原理 以及基本构成上 存在明显的区别 ， 但是这两种 变频技术在本质上 ， 都是通过一定 的规律改变脉冲列脉 冲幅度来实现对输 出量进行调节 的，在我
国 现代 工业 生 产 中 的应 用 也 十 分广 泛 。 ２ 变频 器 技 术在 石 油 钻 机 中 的 应 用 ２ ． １ 在 石 油 钻 机起 升 系统 中 的应 用
作 为提高石油行业综合开采效率以及安全性 、稳定性的重 要 环节 ，石 油机械 的开发与设计一直是推动石油行业 的重要推 动力之一 。 随着经济全球 化的不断发展与推动 ， 当前我 国的能源
行 业 正 处 于 机 遇 与 挑 战 的风 头 浪尖 ， 如 何 抓住 机 遇 、 迎接挑战 ，
是每一个石油工作者都需要谨慎考虑的问题 。变频器技术在石
起升操作 ， 在这个过程 中， 变频器 的作用十分显著。根据数 据显
示 ，我 国的变频器技术在石油钻机起升 中的系统根据起升重量
设备 ，在运行过程中通过 电力半导体器件来进行工频电源的转 化， 从 而实现频率之间的转化的效果 。根据构造不 同， 一般将 变
ACS800变频器恒速控制及应用
ACS800变频器恒速控制及应用作者：邹伟，吕志明，曾令杰，赵秋来源：《科技资讯》 2014年第34期邹伟吕志明曾令杰赵秋(新疆克拉玛依市独山子石化公司乙烯厂电气车间新疆克拉玛依 833600)摘要:变频调速在石油化工领域已经被广泛的应用。
ACS800变频器在目前的运用中,调速控制主要通过模拟量4～20mA信号来控制,实现电动机的无级调速,在电机的额定转速范围内得到各种需要的速度。
但ACS800变频器还有恒速控制模式,该实际使用中较少,本文主要介绍ACS800变频器恒速控制原理以及在某厂的实际应用。
关键词:变频器恒速逆变器继电器点动 PLC中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)12(a)-0058-01目前ACS800变速器参数已经实现许多比较复杂的控制功能,在社会迅速发展的今天,ACS800变速器逐渐满足不同领域的以及不同复杂程度的控制要求,尤其是在石油化工业的领域,被广泛的应用,随着社会科学技术的高速发展,为了更好的参与社会竞争,石油化工业的生产技术和复杂程度越来越高,对ACS800变速器的技术应用提出了新的要求和挑战,当然ACS800变速器也是促进社会经济发展的重要因素之一,对其恒速控制和应用的分析和研究就显得尤为重要,下面研究者就针对ACS800变速器的恒速控制和应用进行以下的探究。
1 变频器的定速控制(ACS800)ACS800变频器有两个用户宏程序和5个正规宏程序运转。
在转速定速方面主要运用的是工厂宏。
在其控制下,整个变频器的所有命令和参数的设置等都可以透过外部控制传达信息,传达为速度控制的方式。
就速度控制的主要方式来讲,分为以下两种。
1.1 模拟控制变速模式在外部的控制之下,通过改变模拟量AI1的值来完成。
控制地为EXT1,给出信号后连接AI1,根据4－20 mA信号来进行调速控制。
这就是变频器最常用的一种模拟调速方式控制,能够实现额定转速下的稳定调速。
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４．２ 驱动系统 ＡＣＳ８００ 参数设置
关键参数设置及功能说明如表 ２ 所示。
表 ２ ＡＣＳ８００ 关键参数设置及功能说明
参数号 设置值
功能说明
９９．０８ ０
选择电机控制模式
９９．１１ １
选择要使用的应用宏
９８．０１ ３
脉冲编码器模块接口选择
９８．０２ ３
通讯模块接口选择
５０．０１ ３０００ 设置速度量化值
连续输出 功率 ｋＷ
传动比
连续最大 扭矩 Ｎｍ
间歇最大 扭矩 Ｎｍ
最大速度 ｒ／ｍｉｎ
连接装置 过载扭矩
Ｎｍ
顶驱装置 重量 ｋｇ
７０００
５００
４１３
８４０
５：１
４０７００
４５７００
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
２６５
９６０００
１２７００
２ ＡＣＳ８００ 交流变频传动装置
ＡＣＳ８００ 交流低压传动装置最大的优点就是在 全功率范围内统一使用了相同的控制技术。例如启 动向导、自定义编程、ＤＴＣ 控制、通用备件、通用接 口技术， 以及用于选型、调试和维护的通用 软件工 具。ＡＣＳ８００ 的核心技术是直接转矩控制（ ＤＴＣ） ， 它 是目前最先进的交流异步电机控制方式， 其力矩阶 跃上升时间不大于 ５ ｍｓ， 无编码器可精确控制力 矩， 零速满转矩， 转矩直接被控制， 带编码器时其静 动态速度偏差分别不超过 ０．０１％和 ０．１％ｓｅｃ， 启动 转 矩 可 高 达 ２００％ ， 其 控 制 原 理 如 图 １ 所 示 ， ＡＣＳ８００ 传动装置适用于各种工业领域。ＡＣＳ８００ 供 电电压等级有 ２０８Ｖ、２２０Ｖ、２３０Ｖ、２４０Ｖ、３８０Ｖ、４００Ｖ、 ４１５Ｖ、４４０Ｖ、４６０Ｖ、４８０Ｖ、５００Ｖ、５２５Ｖ、５７５Ｖ、６００Ｖ、 ６６０Ｖ 和 ６９０Ｖ。 单 传 动 系 统 装 置 功 率 范 围 涵 盖 了 ０．５５ ｋＷ－ ２８００ ｋＷ。装置的操作和调试维护既可通 过 ＣＤＰ３１２Ｒ 控制盘完成， 又可以通过 Ｄｒｉｖｅｗｉｎｄｏｗ ＰＣ 软件实现。ＡＣＳ８００ 多传动系统装置更以其独特
除司钻操作站 ＭＰ３７０ 为 ２ 个完全
相同独立硬件并可同时在线运行
外， 发电机组通讯监视总线桥 ＰＢ－
ＭＭ、ＰＣ 工控机和顶驱子站均通过程序控制 ＲＳ４８５
中继器分时切换到冗余网络。冗余网络配置使系统可
以在线运行时替换部分故障模块， 并能完全在线运行
修改程序和系统配置， 使控制系统具有极高的可靠
性、可用性和可维护性。
ＰＲＯＦＩＢＵＳ 工业现场总线； 可用性
中图分类号： ＴＥ９２２
文献标识码： Ｂ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＡＣＳ８００ ＤＣ－ ＡＣ ｉｎｖｅｒ ｔｅｒ ｓ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｉｎ ＡＣ Ｅ－ ｄｒ ｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ
ｏｆ ｏｉｌ ｄｒ ｉｌｌｉｎｇ ｗｉｔｈ ｒ ｏｔａｒ ｙ ｔａｂｌｅ ａｎｄ ｔｏｐ ｄｒ ｉｖｅ
ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ＡＣＳ８００ ＤＣ－ ＡＣ ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ， ｔｈｅ ＡＣ Ｅ － ｄｒｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｏｉｌ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ
ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ， ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ＡＣＳ８００ ＤＣ－ ＡＣ ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ； ＤＴＣ； ＡＣ Ｅ－ ｄｒｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｏｉｌ ｄｒｉｌｌｉｎｇ； ｍｏｄｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ； ｒｅｄｕｎｄａｎｔ
通过以上分析， 除转盘独立驱动钻进系统外， 钻井液循环系统和钻具提升系统均具有多个驱动
２００８ 年 第 ４ 期 任群社， 王有玉， 冯 弢 ＡＣＳ８００ 交流变频传动装置在顶驱转盘复合双驱动石油钻机系统中的应用 ·３９·
方式， 具有很高的可靠性。为此， 目前又在该常规系 的硬件设计而具有很高的可用性， 其特点如下：
流变频自动送钻电机驱动一个大传动比的齿轮传 动箱通过离合器带动滚筒做低速双向旋转。在以上 两种滚筒驱动方式中通过滚筒编码器和程序控制 均可实现大钩在任意高度的可靠精确停车。绞车的 制动除液压盘式刹车外， 还可通过电气部分制动电 阻能耗制动实现悬停。这样， 即使在绞车电气传动 系统、绞车电机或绞车齿轮传动箱故障的情况下， 也能实现钻具的缓速提升和钻进作业， 从而大大降 低了故障停机率。在钻进系统中同样采用了单台 ８００ ｋＷ 交流变频电机驱动转盘齿轮传动箱带动转 盘， 可实现转盘转速 ０－ ３００ ｒ／ｍｉｎ 快速无级调速和 起停控制， 通过程序控制还可实现转盘输出扭矩限 制零到额定值可调和转盘软扭矩释放功能。转盘气 动惯刹可实现低速转盘刹车功能。
·４０·
电气传动自动化
２００８ 年 第 ４ 期
艺特点， 顶部驱动装置和转盘不同时工作， 且顶驱电 机和转盘驱动电机额定电压等级相同， 功率相近， 因 此， 顶驱和转盘电机公用同一变频驱动装置成为可 能， 而 ＡＣＳ８００ 交流变频装置提供的两组用户宏软 件切换功能也完全满足设计的需要。这样不仅节省 了投资成本， 也使钻机电控系统整体配置得到了简 化， 现场维护更加方便。绞车双电机的主从控制在 ＡＣＳ８００ 装置的软件或硬件中均能方便实现， 而且通 过光纤连接实现绞车电机的主从控制同步性更好。
统配置的基础上增加了顶部驱动钻井装置， 这样不
（ １） 公共直流母线， 单一输入功率连接， 节约电
仅实现了钻进系统的多种驱动方式， 使三大驱动系 统均具有故障冗余功能， 而且由于该装置的诸多优 点 也 大 大 提 高 了 钻 井 装 备 整 体 的 安 全 性 、可 靠 性 和
缆用量。 （ ２） 不带制动斩波器或不带再生式供电单元时，
２００８ 年 第 ３０ 卷 第 ４ 期 第 ３８ 页
电气传动自动化 ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＤＲＩＶＥ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ
Ｖｏｌ．３０， Ｎｏ．４ ２００８， ３０（ ４） ： ３８～４１
文章编号： １００５—７２７７（ ２００８） ０４—００３８—０４
ＡＣＳ８００ 交流变频传动装置 在顶驱转盘复合双驱动石油钻机系统中的应用
子网络的在线式切换。ＩＭ１５７ 作为
Ｙ－ Ｌｉｎｋ 将公用的传动驱动装置子
网 络 同 时 连 接 到 ＰＲＯＦＩＢＵＳ１ 和
ＰＲＯＦＩＢＵＳ２ 冗余网络。ＡＣＳ８００ 逆
变器驱动装置分别配置 ＮＰＢＡ－ １２
ＰＲＯＦＩＢＵＳ 总 线 适 配 器 接 入
ＰＲＯＦＩＢＵＳ３ 子网。在互为冗余子
网 ＰＲＯＦＩＢＵＳ１ 和 ＰＲＯＦＩＢＵＳ２ 中
（ ７） 制动单元控制回路采用光纤连接主从控制 方式可同时并联 ６ 台， 总制动功率可高达 ２４２２ ｋＷ。
（ ８） 功率范围大， 电机侧逆变 器通过并联 可达 ５６００ ｋＷ， 电源侧整流器通过并联可达 ６０００ ｋＷ。
３ 系统主回路设计
顶驱转盘复合双驱动石油钻机电控系统主回 路 如 图 ２ 所 示 ， 用 ５ 台 ６００Ｖ／６０Ｈｚ／１２００ｋＷ 的
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｕｎｉｑｕｅ ｈａｒｄｗａｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＡＣＳ８００ ＤＣ － ＡＣ ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｒｅ
ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｂｒｉｅｆｌｙ． Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｏｉｌ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｗｉｔｈ ｒｏｔａｒｙ ｔａｂｌｅ ａｎｄ ｔｏｐ ｄｒｉｖｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ
ｄｅｓｉｇｎ； ＣＰＵ４１４－ ４Ｈ； ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ＰＲＯＦＩＢＵＳ ｆｉｅｌｄ ｂｕｓ； ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ
１ 顶驱转盘复合双驱动石油钻机系统
近年来， 在国际上广泛采用的石油钻井工艺主 要 由 钻 井 液 泥 浆 泵 循 环 、绞 车 钻 具 提 升 和 独 立 转 盘 驱动钻进三大系统构成。随着交流变频和现场工业 网络技术的应用， 便产生了交流变频电驱动石油钻 机系统， 该系统三大传动机构均由交流变频电机驱 动， 通过现场工业通讯网络实现整个钻井工艺的全 程实时操作和监控。以 ７０００ ｍ 交流变频电驱动钻 机为例， 其钻井液循环系统由 ３ 台独立的 １６００ＨＰ 泥 浆 泵 分 别 采 用 ３ 台 １２００ ｋＷ 交 流 变 频 电 机 驱 动， 可实现每分钟０－ １３０ 冲的精准快速无级调节， 随 着 采 用 不 同 直 径 缸 套 可 达 到 ０－ ３４ ＭＰａ 泵 压 和 ０－ ５０Ｌ／Ｓ 的排量。钻具提升系统由 ２ 台 ８００ ｋＷ 交流 变频电机驱动绞车齿轮传动箱带动滚筒， 可实现滚 筒转速 ０－ ２９９ ｒ／ｍｉｎ 无级精确调速， 最大提升有效静 负荷可达 ４５００ ｋＮ。除此之外， 还可由１ 台 ３７ ｋＷ 交
驱动电机的逆变器内部之间分配能量， 有发电， 有
高效性。系统配置中 ＣＡＮＲＩＧ １０５０Ｅ 型顶部驱动装 电动， 降低了机组容量。
置标称参数如表 １ 所示。
（ ３） 也可针对部分逆变器采用公共再生式或能
名义钻井 深度 ｍ
额定载荷 ｔ
表 １ ＣＡＮＲＩＧ１０５０Ｅ 交流顶部驱动装置主要性能参数
ＡＰＩ 承受 载荷 ｔ
任群社 １， 王有玉 １， 冯 弢 ２
（ １． 天水电气传动研究所有限责任公司， 甘肃 天水 ７４１０１８； ２． 陕西省电力公司 宝鸡供电局， 陕西 宝鸡， ７２１００４）
摘要 ： 简 要介 绍 了 ＡＣＳ８００ 交流 变 频 传动 装 置 工作 原 理 和独 特 硬 件设 计 ， 结 合顶 驱 转 盘复 合 双 驱动 石 油 钻
耗制动。 （ ４） 集成化和紧凑的结构设计降低了装置占地
面积， 且可选件位于传动内部。 （ ５） 结构简单， 功率部件采用 插针式连接 且底
部带有轮子， 便于安装和维护。 （ ６） 采用模块化和冗余设计， 只需少量备件， 并