1、鉆機(jī)電氣控制系統(tǒng)概述
電動(dòng)鉆機(jī)直流控制系統(tǒng),包括柴油發(fā)電機(jī)組控制單元、直流傳動(dòng)控制單元、司鉆操作控制單元、電磁剎車控制單元和交流電動(dòng)機(jī)控制中心等五個(gè)部分。系統(tǒng)工作穩(wěn)定,動(dòng)態(tài)性能好,生產(chǎn)效率高,負(fù)荷均衡,操作簡(jiǎn)便,顯示齊全,安全保護(hù)功能完善。
電動(dòng)鉆機(jī)交流變頻控制系統(tǒng),其柴油發(fā)電機(jī)組控制單元和交流電動(dòng)機(jī)控制中心部分與直流控制系統(tǒng)基本相同。區(qū)別在于電機(jī)驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)部分采用了先進(jìn)的全數(shù)字變頻調(diào)速技術(shù)和直流斬波技術(shù),使電機(jī)的調(diào)速性能更加優(yōu)越,系統(tǒng)操控更加簡(jiǎn)便,功率因數(shù)高,能有效提高柴油發(fā)電機(jī)的使用功率,節(jié)能效果明顯。
2、鉆機(jī)電氣控制系統(tǒng)的主要功能和特點(diǎn)精確控制柴油機(jī)轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)電壓;多臺(tái)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)功率的自動(dòng)平衡;功率限制可防機(jī)組過(guò)載;具有柴油發(fā)電機(jī)組多項(xiàng)保護(hù)功能(欠壓、過(guò)壓、 過(guò)流、短路、欠頻、過(guò)頻和逆功);寬廣的調(diào)速范圍和精確的轉(zhuǎn)速控制,可完全滿足不同鉆井工藝的要求;采用PLC技術(shù)進(jìn)行控制、監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程通訊;絞車、轉(zhuǎn)盤采用能耗制動(dòng);皮帶輪防滑保護(hù)(直流鉆機(jī));零位聯(lián)鎖保護(hù);電磁渦流剎車控制(直流鉆機(jī));自動(dòng)送鉆;游車防碰;一體化鉆井儀表;
3、鉆機(jī)電氣控制系統(tǒng)的主要構(gòu)成
柴油發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)
柴油發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)用來(lái)控制柴油發(fā)電機(jī)組,輸出600V、50Hz交流電壓。系統(tǒng)分為模擬發(fā)電控制和全數(shù)字發(fā)電控制系統(tǒng)兩種。
模擬控制系統(tǒng)包括斷路器、同步裝置、交流控制組件、功率限制電路和接地故障檢測(cè)電路等組成;全數(shù)字發(fā)電控制系統(tǒng)主要由WOODWARD EGCP-2發(fā)電機(jī)控制模塊,2301D發(fā)動(dòng)機(jī)速度控制器組成。
傳動(dòng)系統(tǒng)
傳動(dòng)系統(tǒng)分為直流傳動(dòng)和交流變頻傳動(dòng)兩種。
直流傳動(dòng)系統(tǒng):用來(lái)控制SCR元件,將恒壓、恒頻交流電源整流成連續(xù)可調(diào)的直流電。三相全控整流橋整流,斷路器與交流電網(wǎng)相隔離,其輸出經(jīng)指配接觸器為直流電動(dòng)機(jī)供電,實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)絞車、泥漿泵、轉(zhuǎn)盤或頂驅(qū)的速度及轉(zhuǎn)矩控制,可無(wú)級(jí)調(diào)速,滿足傳動(dòng)要求。
交流變頻控制系統(tǒng)主要包括:獨(dú)立變頻電機(jī)自動(dòng)送鉆和主電機(jī)送鉆;絞車大功率能耗制動(dòng)系統(tǒng);智能一體化司鉆控制;智能化游車位置控制系統(tǒng);MCC智能化軟起動(dòng)及實(shí)時(shí)監(jiān)控;交流進(jìn)線阻容吸收;遠(yuǎn)程通信設(shè)備管理平臺(tái)等。其控制對(duì)象為絞車主電機(jī)、泥漿泵主電機(jī)、轉(zhuǎn)盤主電機(jī)、自動(dòng)送鉆電機(jī)。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)變頻器故障報(bào)警,控制液壓盤剎緊急剎車;過(guò)流、短路及交流輸入電壓失壓保護(hù);主電機(jī)失風(fēng)報(bào)警、潤(rùn)滑油低壓報(bào)警;I2t監(jiān)控;電動(dòng)機(jī)鎖定保護(hù)和緊急關(guān)機(jī)等保護(hù)功能。
能耗制動(dòng)單元直流控制系統(tǒng)可將高速運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)減速,手輪控制貓頭速度。只需司鉆釋放腳控器,延時(shí)后即自動(dòng)開(kāi)始能耗制動(dòng),節(jié)省起下鉆時(shí)間。在交流變頻控制系統(tǒng)的電機(jī)發(fā)電工況下,制動(dòng)單元、制動(dòng)電阻自動(dòng)產(chǎn)生能耗制動(dòng),可實(shí)現(xiàn)游動(dòng)系統(tǒng)提升下放速度的平穩(wěn)、可調(diào)和鉆具懸停,防止轉(zhuǎn)盤倒轉(zhuǎn)。自動(dòng)送鉆單元恒壓(WOB)/恒速(ROB)自動(dòng)送鉆為轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng),具有鉆壓、鉆速、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)距上限功能,采用該系統(tǒng)可明顯提高鉆井質(zhì)量,加快鉆井速度,減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度,延長(zhǎng)鉆頭壽命。
綜合控制系統(tǒng)
司鉆操作控制系統(tǒng)
通過(guò)PLC、PROFIBUS-DP總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,工控機(jī)監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵和自動(dòng)送鉆的控制。一體化司鉆操作控制系統(tǒng)全部正壓防爆,符合API RP500規(guī)范。系統(tǒng)具有起下鉆與游車位置控制、自動(dòng)送鉆與手動(dòng)送鉆控制、盤剎與能耗制動(dòng)控制、轉(zhuǎn)盤速度與扭矩控制、泥漿泵泵沖控制、機(jī)電液氣PLC程序控制等功能。
游車防碰控制系統(tǒng)
該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)游車運(yùn)行位置的自動(dòng)控制,防止游車發(fā)生上碰下砸事故。
電磁渦流剎車控制系統(tǒng)
該系統(tǒng)用于控制電磁渦流剎車裝置的剎車力矩,實(shí)現(xiàn)游車平穩(wěn)下放。
一體化儀表控制系統(tǒng)
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的傳感器、編碼器、變送器等采集單元,將各種鉆井參數(shù)送入PLC進(jìn)行計(jì)算和處理,在觸摸屏、工控機(jī)及遠(yuǎn)程終端上顯示懸重、鉆壓、井深、機(jī)械鉆速、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)矩、泵沖、泵壓、泥漿池液位、出口返回量、總泵沖次等鉆井參數(shù)和游車位置、噸/公里及衍生的其它參數(shù)。
中、低壓開(kāi)關(guān)柜
可提供各種符合NEMA、IEC標(biāo)準(zhǔn)的低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備(400V~10kV)。
其交流電動(dòng)機(jī)控制中心(MCC)可對(duì)鉆機(jī)的鉆臺(tái)、泥漿泵房、泥漿循環(huán)區(qū)、空壓機(jī)房、油罐區(qū)和水罐區(qū)等區(qū)域的交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制,并提供井場(chǎng)照明和生活電源。
根據(jù)容量不同,系統(tǒng)可分別采用直接啟動(dòng)和軟啟動(dòng)方式。
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