电驱动钻机

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㈦ZJ20DF ZJ20DF钻机主要技术特性 ZJ20DF钻机主要技术特性 ⑴名义钻井深度2000米 ⑴名义钻井深度2000米 ⑵大钩额定负荷1350KN ⑵大钩额定负荷1350KN ⑶最大钻柱重量750KN 最大钻柱重量750KN ⑷绞车额定输入功率100KW 绞车额定输入功率100KW ⑸绞车档数，二正二倒无级调速 ⑹总装机功率2*320+735KW ⑹总装机功率2*320+735KW ⑺钻井钢丝绳直径 29mm ⑻最大快绳拉力 20.6T ⑼钩速范围（8绳） 0~1.214m/s 钩速范围（8 ⑽天车*游车滑轮数 5*4 天车* ⑾转盘档数：一档无极调速 ⑿转盘开口直径444.5mm ⑿转盘开口直径444.5mm ⒀泥浆泵型号*台数 3NB-1300*1 泥浆泵型号* 3NB⒁泥浆最大输入功率 956KW ⒂泥浆泵最大工作压力 35Mpa ⒃井架有效高度 31m
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交流变频电驱动的特点 交流变频电驱动钻机的绞车、转盘可实现无级调速，调 速范围宽 电动机短时间过载能力强（1~2倍） 电动机短时间过载能力强（1~2倍） 采用计算机自动控制技术 交流电动机没有碳刷换向器，不需采用防爆型，使用安 全可靠、易于操作管理。 负载功率因数搞，能耗低，传动效率高
机提供频率可调的交流电源，改变电源频 率f，可得到人为机械特性。
• 六、可控硅直流电驱动（AC-SCR-DC） 六、可控硅直流电驱动（AC-SCR-DC） • 1.SCR电驱动 1.SCR电驱动 • 数台柴油机交流发电动力机组所发的交流电并网
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输出到同一汇流母线上（或由工业电网供电）， 经可控硅装置整流后，驱动直流电动机，带动绞 车、转盘、钻井泵，此种电驱动型式称为AC车、转盘、钻井泵，此种电驱动型式称为ACSCR-DC或简称SCR电驱动 SCR-DC或简称SCR电驱动 2.SCR电驱动的特点 2.SCR电驱动的特点 ⑴直流电动机具有人为机械特性（软特性） ⑵简化了机械传动系统 ⑶柴油机交流电机组中柴油机始终处于最佳运转 工况 ⑷并联驱动，动力可互济，动力分配更灵活合理
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钻机各部份设计方案介绍 主机系统 JC50DBS绞车是一档变频调速绞车 JC50DBS绞车是一档变频调速绞车 变频器使用SIEMENS交流变频调速控制器 变频器使用SIEMENS交流变频调速控制器 JC50DBS绞车提升档数为一档，无级调速 JC50DBS绞车提升档数为一档，无级调速 大钩速度在0~1.128米 秒之间，电机在0rpm大钩速度在0~1.128米/秒之间，电机在0rpm2300rpm间自动调节转速 2300rpm间自动调节转速 JC50DBS绞车转盘为一档无级调速。转盘的转速范围 JC50DBS绞车转盘为一档无级调速。转盘的转速范围 在0~280转/分之间 0~280转 JC50DBS绞车主刹车采用双作用气推水冷端面盘式刹 JC50DBS绞车主刹车采用双作用气推水冷端面盘式刹 车WCS436 JC50DBS绞车辅助刹车采用能耗制动，取消了电磁刹 JC50DBS绞车辅助刹车采用能耗制动，取消了电磁刹 车或水刹车 JC50DBS绞车设有37KW辅助电机，辅助电机功能有二： JC50DBS绞车设有37KW辅助电机，辅助电机功能有二： 一是，当主电机系统发生故障时，启用辅助电机进行 应急操作，二是，利用辅助电机反转带动滚筒转动， 将钻压信号转换为电信号，以调节辅助电机转速，达 到自动送钻目的。
电驱动钻机
一、电驱动钻机的优点 1、具有传动效率高 2、对负载的适应能力强 3、安装运移性好 4、处理事故能力及对机具的保护能力极强 5、易于实现对转矩、速度、加减速度及位置的控 制 6、易于实现钻井的自动化和智能化等诸多优越性 能
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二、电驱动钻井的发展过程 交流电驱动钻机（AC-AC） 交流电驱动钻机（AC-AC） 直流电驱动钻机（DC-DC） 直流电驱动钻机（DC-DC） 可控硅直流电驱动钻机（AC-SCR-DC） 可控硅直流电驱动钻机（AC-SCR-DC） 交流变频电驱动钻机（AC-VFD交流变频电驱动钻机（AC-VFD-AC) 三、电动机的机械特性 1.机械特性与特性硬度 1.机械特性与特性硬度 n=f(M)：称为电动机的机械特性 n=f(M)：称为电动机的机械特性 ⑴特硬特性：β=∞ ⑴特硬特性：β=∞ ⑵硬特性：β=40~10 硬特性：β=40~10 ⑶软特性：β＜10 软特性：β 2.固有特性和人为特性 2.固有特性和人为特性
• 四、直流电动机的机械特性 • 1.直流电动机的固有机械特性 1.直流电动机的固有机械特性 • ⑴他励电动机具有硬特性 • ⑵串励电动机具有软特性 • 2.直流电动机的调速方法 2.直流电动机的调速方法 • ⑴电枢串电阻调速 • ⑵降低电枢电压调速 • ⑶减弱磁通调速
• 五、交流电动机的机械特性 • 1.交流电动机固有机械特性 1.交流电动机固有机械特性 • 同步电动机具有硬特性 • 2.交流电动机变频调速的机械特性 2.交流电动机变频调速的机械特性 • 应用AC变频技术，通过变频器向交流电动 应用AC变频技术，通过变频器向交流电动
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ZJ70/4500DB钻机技术特点 ZJ70/4500DB钻机技术特点 采用先进的全数字化交流变频控制技术，通过电传动系 统PLC和触摸屏及气、电、液、钻井仪表数的一体化设 PLC和触摸屏及气、电、液、钻井仪表数的一体化设 计，实现钻机智能化控制。 采用宽频大功率交流变频电机驱动，完全实现了绞车、 转盘、钻井泵的全程调速。 钻机绞车为单轴齿轮传动，一档无级调速，机械传动简 单、可靠。主刹车采用液压盘式刹车，辅助刹车采用电 机能耗制动，并能通过计算机定量控制制动扭矩。 绞车采用独立电动机自动送钻控制技术，实现自动送钻， 对起下钻工况和钻井工况进行实时监控。 配有井口机械化工具，自动化程度高，减轻了司钻、钻 工的劳动程度。 钻机传动有三种基本形式：绞车传动装置、转盘传动装 置、机泵组传动装置 井架及所有钻台设备均为低位安装，利用绞车动力整体 起升井架。
• 该钻机绞车由两台直流电动机驱动，经二
级链轮减速后驱动滚筒和转盘，绞车主刹 车采用液压盘式刹车，辅助刹车采用水冷 式电磁涡流刹车。两台钻井泵各由两台电 动机驱动。电传动系统采用一对二控制方 式，AC-SCR-DC传动，即一套SCR柜控制2 式，AC-SCR-DC传动，即一套SCR柜控制2 台直流电动机 • ㈥ZJ70/450D钻机，AC-ACR-DC，宝鸡厂 ZJ70/450D钻机，AC-ACR-DC，宝鸡厂 2000生产 2000生产
• ⑸便于钻机的平面和立体布置，且维护费用仅为 • • • • • • •
机械驱动的30%左右，自动化程度较高，使用更 机械驱动的30%左右，自动化程度较高，使用更 安全可靠。 3.AC-SCR-DC电动钻机 3.AC-SCR-DC电动钻机 七、我国电驱动钻机 ㈠ DZ-200钻机；DC-DC；5000米；71年宝鸡厂 DZ-200钻机；DC-DC；5000米；71年宝鸡厂 ㈡ 海洋5000米；DC-DC;75年兰石厂 海洋5000米；DC-DC;75年兰石厂 ㈢ ZJ15D钻机；AC-AC；吉林重机厂 ZJ15D钻机；AC-AC；吉林重机厂 ㈣ ZJ45D（丛）、ZJ60D、ZJ60D、SAC-SCR-DC ZJ45D（丛）、ZJ60D、ZJ60D、SAC-SCR兰石厂 ㈤ ZJ70/4500D钻机， AC-SCR-DC ZJ70/4500D钻机， AC-SCR-
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ZJ50DBS钻机（01年 ZJ50DBS钻机（01年Байду номын сангаас月宏华公司） 设计总则 参照执行的技术标准 《SY/T5609-99石油钻机形式与基本参数》和有关的 SY/T5609-99石油钻机形式与基本参数》 API规范 API规范 设计原则 钻机的基本参数符合《SY/T5609-99石油钻机形式与 钻机的基本参数符合《SY/T5609-99石油钻机形式与 基本参数》国家标准的规定，并与美国API标准和国外 基本参数》国家标准的规定，并与美国API标准和国外 其他先进标准接轨。 机电数字一体化设计，成分发挥先进的数控电传优势， 简化机械机构。钻机的主要功能实现数字控制，使钻 机初步具有智能化、信息化功能。 钻机满足钻井新工艺的要求，钻机的可靠性和技术性 能达到过的外同类钻机先进水平 采用国内外成熟的先进技术和结构，使钻机在先进性 上再上一个台阶 采用模块化设计，多种组合方式，增强钻机的通用性， 互换性，适应不同用户和需求。
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钻机基本参数 名义钻深范围 3500-5000m 3500最大钩载 3150KN 最大钻柱重量 2000KN 游动系统 钻井绳数 10 钻井钢绳直径 35mm 绞车额定输入功率 1100KW 绞车档数 一档无级调数 转盘开口直径 952.5mm 泥浆泵额定功率及台数 1176KW（FF-1600）2台 1176KW（FF-1600） 井架有效高度 43m 形式 K 钻台高度 9m 供气系统 6m³ 6m³ 最大工作压力 1Mpa 双立管高压管汇 4″*35MPa 钻机装机总功率 2*1200KW+510KW 主发电机 底特律D1500 底特律D1500 1200KW*2 14. 固控系统 230m³ 230m³
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钻机设计方案分析 ZJ50DBS钻机采用AC-VFD-AC驱动方式，分为钻台区， ZJ50DBS钻机采用AC-VFD-AC驱动方式，分为钻台区， 泥浆区，动力区和供油供水区井架采用低后安装，整 体起升 井架共分为五段，装有死绳稳定器，二层台装有0.5 井架共分为五段，装有死绳稳定器，二层台装有0.5 吨的风动绞车；二层台逃生装置；登高助力器等。 底座钻台9米高，满足了“欠平衡钻井” 底座钻台9米高，满足了“欠平衡钻井”钻井技术要 求
• 交流变频电驱动（AC-VFD-AC）钻机 交流变频电驱动（AC-VFD-AC）钻机 • 交流变频电驱动的基本工作原理 • 交流电动机的转速关系式为n=60f（1-S）P，改变P、S或f 交流电动机的转速关系式为n=60f（ ，改变P • • •
都可以改变转速，但最好的调速方法是改变输入的电源频 率f。因此，需要一个输入频率f及电压均可调，并具有良 。因此，需要一个输入频率f 好控制性能的变频电源。 随着电力电子技术的发展，采用可自关断的全控器件，应 用脉宽调剂（PWM）技术及电动机矢量控制技术，研制出 用脉宽调剂（PWM）技术及电动机矢量控制技术，研制出 先进的交流变频器，形成了成熟的交流变频电驱动系统 交流变频电驱动系统由交流电源、交流变频器和交流电动 机组成。 对于石油钻机，交流电源主要是柴油交流发电机发出的交 流电（380V~600V）。交流变频器的主回路由一个整流器 流电（380V~600V）。交流变频器的主回路由一个整流器 和一个逆变器组成，两者通过直流电路相连接。整流器将 输入的固定频率的交流电变为直流电，逆变器再将直流电 变为频率和幅值可调过的交流电供给交流电动机，从而可 以准确地调节电动机的转速和扭矩
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主要特点 符合国际GB5609符合国际GB5609-1999 开口K 开口K型井架 底座为箱叠式底座 钻台采用一台400KW交流电机统一驱动绞车和转盘 钻台采用一台400KW交流电机统一驱动绞车和转盘 JC20DB绞车主刹车为盘式刹车，可用于自动送钻 JC20DB绞车主刹车为盘式刹车，可用于自动送钻 泥浆泵采用单独驱动 各部件技术性能及规范 JJ135/31JJ135/31-K井架 DZ135/4.5DZ135/4.5-X底座 JC20DB绞车 JC20DB绞车 TC-135天车 TC-135天车 YG-135游车大钩 YG-135游车大钩 SL-135水龙头 SL-135水龙头 ZP175转盘 ZP175转盘 YJ35交流变频电机 YJ35交流变频电机