數(shù)控變頻電動鉆機ZJ70DBS技術(shù)分析
| (1) ZJ70DBS 鉆機的電控系統(tǒng)是建立在總線通訊技術(shù)基礎(chǔ)上的數(shù)字控制系統(tǒng)，對變頻系統(tǒng)及各個功能部件進行自動控制，用程序來確保整個系統(tǒng)的高效、安全運行。該鉆機設(shè)計有較為完善的鉆井參數(shù)和電氣參數(shù)調(diào)控、顯示、采集、儲存和傳輸設(shè)置系統(tǒng)，為鉆井工程實現(xiàn)信息化、智能化創(chuàng)造了必要條件。 (2) ZJ70DBS 鉆機電傳動系統(tǒng)：為滿足強化鉆井工藝的要求，鉆機配 4 臺 1200kW 數(shù)控電噴主柴油發(fā)電機組加 1 臺 400kW 輔助發(fā)電機組，為鉆機提供動力。 3 臺 1600hp 泥漿泵分別由單臺基頻功率 1100kW (持續(xù)功率達 1176kW )交流變頻電動機驅(qū)動;絞車由 2 臺 970kW 交流變頻電動機驅(qū)動，絞車配有 45kW 輔助驅(qū)動電機，具備自動送鉆和應(yīng)急操作功能;轉(zhuǎn)盤由 1 臺 600kW 交流變頻電動機獨立驅(qū)動。主電機系統(tǒng)選定 690V 歐洲制式，可較大幅度地降低制造成本，簡化傳動。絞車、轉(zhuǎn)盤及泥漿泵驅(qū)動采用直接轉(zhuǎn)矩控制的交流變頻技術(shù)，鉆機主要功能實現(xiàn)數(shù)字程序控制。絞車實現(xiàn)能耗制動和數(shù)控恒鉆壓自動送鉆。 (3) 轉(zhuǎn)盤由 1 臺 600kW 變頻電機通過萬向軸直接驅(qū)動，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速可在 0 ～ 300r/min 之間無級調(diào)節(jié)。電機動力特性柔和，有較大的調(diào)速范圍和較強的超扭矩能力，轉(zhuǎn)盤正常工作******扭矩達 32.36kN.m 。轉(zhuǎn)盤控制系統(tǒng)具備完善的監(jiān)控和過扭保護功能，保護扭矩值可在 0 ～ 100 %范圍內(nèi)任意設(shè)置。因此，在鉆井過程中，可隨時準確判斷井下鉆頭的運行狀況，避免掉牙輪等事故的發(fā)生，******限度地保證鉆井工程的順利進行。轉(zhuǎn)盤設(shè)慣性剎車，并與電氣傳動連鎖控制，確保斷電時自動剎車，避免操作過程中意外事故的發(fā)生。 (4) 絞車布置在低位，使鉆臺面更加寬敞，還可減少鉆臺面的振源，也方便絞車吊裝。 JC70DB 絞車為單軸齒輪傳動，無級調(diào)速，具有重量輕、體積小、維護工作量小等特點。絞車速度及功能控制采用能耗制動及交流變頻控制，正常情況下液壓盤剎僅起駐車、定位和緊急停車作用，但同時具有手動控制下放鉆具功能。絞車所有運行參數(shù)，包括起下鉆速度、大鉤位置、各種安全設(shè)置、數(shù)控變頻自動送鉆、能耗制動等功能，均通過計算機和電控系統(tǒng)實現(xiàn)了全數(shù)字控制。 (5) 綜合國際先進井架底座之所長，結(jié)合本鉆機絞車下臺的特點，充分考慮國內(nèi)材料及工藝技術(shù)，采用了第一節(jié)井架與底座合為一體，一次旋升新型結(jié)構(gòu)，鉆臺隨井架一并起升到位。傳統(tǒng)的井架與底座的連接只有 2 ～ 4 個銷連接，該創(chuàng)新設(shè)計則為 8 個銷連接，使井架底座穩(wěn)定性大為提高，重量減輕，減少了安裝和吊運工作量。并配有可靠、防爆的液壓井口吊裝裝置。鉆臺面預(yù)留安裝全套液壓機具的位置。 (6) 電氣傳動系統(tǒng)特點 ① 直接轉(zhuǎn)矩控制 采用直接轉(zhuǎn)矩控制，具備優(yōu)異的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)特性，優(yōu)良的低速性能。直接轉(zhuǎn)矩控制用空間矢量分析方法，直接在定子坐標系下計算和控制交流電動機的轉(zhuǎn)矩，對逆變器的開關(guān)狀態(tài)進行******控制，以獲得轉(zhuǎn)矩的高動態(tài)性能。 ②變頻系統(tǒng)采用共用直流母線 采用兩套完全獨立的整流單元向直流母線供電，可互為備用。采用這種模式構(gòu)成變頻調(diào)速系統(tǒng)，比單傳動模塊的外型尺寸大幅度降低。 ?、勰芎闹苿?宏華公司專利技術(shù) , 專利號： ZL02 2 22560.9 ) 利用鉆具下放使絞車電機工作在發(fā)電狀態(tài)，形成制動力矩。用能耗制動替代傳統(tǒng)的電磁渦流剎車，改變了傳統(tǒng)的輔助剎車概念，使剎車系統(tǒng)和變頻技術(shù)有機的融合在一起。 ?、軘?shù)控變頻自動送鉆(宏華公司專利技術(shù)，專利號： ZL02 2 22561.7 ) 利用變頻技術(shù)和全數(shù)字控制技術(shù)實現(xiàn)鉆機自動送鉆。送鉆時由數(shù)字化變頻拖動系統(tǒng)設(shè)定恒力矩反拖滾筒，自動調(diào)速和保護，達到恒壓穩(wěn)速送鉆目的，送鉆鉆壓誤差小于± 500kg 。自動送鉆系統(tǒng)與撈砂絞車共用一套變頻系統(tǒng)。 ⑤全數(shù)字化操作控制系統(tǒng) 鉆機操作控制系統(tǒng)實現(xiàn)了全數(shù)字化化，實現(xiàn)參數(shù)(信號)的顯示、存儲、打印、遠程監(jiān)控和管理。 ⑥零轉(zhuǎn)速輸出******轉(zhuǎn)矩 利用變頻技術(shù)的特性，使絞車系統(tǒng)在零轉(zhuǎn)速時實現(xiàn)******轉(zhuǎn)矩輸出，保證鉆機提升系統(tǒng)的懸持功能，徹底改變了傳統(tǒng)的司鉆操作方式。 鉆機滿足頂驅(qū)安裝的要求，電氣系統(tǒng)提供 600V 頂驅(qū)的電源接口，頂驅(qū)的司鉆控制臺安裝在司控房內(nèi)，便于操作。 |
