數(shù)控變頻電動(dòng)鉆機(jī)ZJ70DBS技術(shù)分析
| (1) ZJ70DBS 鉆機(jī)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(gè)功能部件進(jìn)行自動(dòng)控制，用程序來確保整個(gè)系統(tǒng)的高效、安全運(yùn)行。該鉆機(jī)設(shè)計(jì)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(chǔ)存和傳輸設(shè)置系統(tǒng)，為鉆井工程實(shí)現(xiàn)信息化、智能化創(chuàng)造了必要條件。 (2) ZJ70DBS 鉆機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)：為滿足強(qiáng)化鉆井工藝的要求，鉆機(jī)配 4 臺(tái) 1200kW 數(shù)控電噴主柴油發(fā)電機(jī)組加 1 臺(tái) 400kW 輔助發(fā)電機(jī)組，為鉆機(jī)提供動(dòng)力。 3 臺(tái) 1600hp 泥漿泵分別由單臺(tái)基頻功率 1100kW (持續(xù)功率達(dá) 1176kW )交流變頻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng);絞車由 2 臺(tái) 970kW 交流變頻電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，絞車配有 45kW 輔助驅(qū)動(dòng)電機(jī)，具備自動(dòng)送鉆和應(yīng)急操作功能;轉(zhuǎn)盤由 1 臺(tái) 600kW 交流變頻電動(dòng)機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。主電機(jī)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(dòng)。絞車、轉(zhuǎn)盤及泥漿泵驅(qū)動(dòng)采用直接轉(zhuǎn)矩控制的交流變頻技術(shù)，鉆機(jī)主要功能實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制。絞車實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)和數(shù)控恒鉆壓自動(dòng)送鉆。 (3) 轉(zhuǎn)盤由 1 臺(tái) 600kW 變頻電機(jī)通過萬向軸直接驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速可在 0 ～ 300r/min 之間無級(jí)調(diào)節(jié)。電機(jī)動(dòng)力特性柔和，有較大的調(diào)速范圍和較強(qiáng)的超扭矩能力，轉(zhuǎn)盤正常工作******扭矩達(dá) 32.36kN.m 。轉(zhuǎn)盤控制系統(tǒng)具備完善的監(jiān)控和過扭保護(hù)功能，保護(hù)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(shí)準(zhǔn)確判斷井下鉆頭的運(yùn)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(jìn)行。轉(zhuǎn)盤設(shè)慣性剎車，并與電氣傳動(dòng)連鎖控制，確保斷電時(shí)自動(dòng)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(tái)面更加寬敞，還可減少鉆臺(tái)面的振源，也方便絞車吊裝。 JC70DB 絞車為單軸齒輪傳動(dòng)，無級(jí)調(diào)速，具有重量輕、體積小、維護(hù)工作量小等特點(diǎn)。絞車速度及功能控制采用能耗制動(dòng)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(shí)具有手動(dòng)控制下放鉆具功能。絞車所有運(yùn)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(dòng)送鉆、能耗制動(dòng)等功能，均通過計(jì)算機(jī)和電控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字控制。 (5) 綜合國際先進(jìn)井架底座之所長，結(jié)合本鉆機(jī)絞車下臺(tái)的特點(diǎn)，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(tái)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(gè)銷連接，該創(chuàng)新設(shè)計(jì)則為 8 個(gè)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(yùn)工作量。并配有可靠、防爆的液壓井口吊裝裝置。鉆臺(tái)面預(yù)留安裝全套液壓機(jī)具的位置。 (6) 電氣傳動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn) ?、?nbsp;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(biāo)系下計(jì)算和控制交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，對逆變器的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行******控制，以獲得轉(zhuǎn)矩的高動(dòng)態(tài)性能。 ?、谧冾l系統(tǒng)采用共用直流母線 采用兩套完全獨(dú)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(dòng)模塊的外型尺寸大幅度降低。 ③能耗制動(dòng)(宏華公司專利技術(shù) , 專利號(hào)： ZL02 2 22560.9 ) 利用鉆具下放使絞車電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)，形成制動(dòng)力矩。用能耗制動(dòng)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(jī)的融合在一起。 ?、軘?shù)控變頻自動(dòng)送鉆(宏華公司專利技術(shù)，專利號(hào)： ZL02 2 22561.7 ) 利用變頻技術(shù)和全數(shù)字控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)自動(dòng)送鉆。送鉆時(shí)由數(shù)字化變頻拖動(dòng)系統(tǒng)設(shè)定恒力矩反拖滾筒，自動(dòng)調(diào)速和保護(hù)，達(dá)到恒壓穩(wěn)速送鉆目的，送鉆鉆壓誤差小于± 500kg 。自動(dòng)送鉆系統(tǒng)與撈砂絞車共用一套變頻系統(tǒng)。 ?、萑珨?shù)字化操作控制系統(tǒng) 鉆機(jī)操作控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化化，實(shí)現(xiàn)參數(shù)(信號(hào))的顯示、存儲(chǔ)、打印、遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。 ?、蘖戕D(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(shí)實(shí)現(xiàn)******轉(zhuǎn)矩輸出，保證鉆機(jī)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(jī)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(tái)安裝在司控房內(nèi)，便于操作。 |
