石油化工

石油钻探

石油钻机是指用来进行油气勘探、开发的成套钻井设备,是由多种机器设备组成、具有多种功能的联合工作机组。自从电力电子技术的引进,石油钻机的驱动模式发生了巨大的转变,尤其全数字交流变频驱动技术的应用,利用变频技术的特性,使绞车系统在零转速时实现最大转矩输出,保证钻机提升系统的悬停功能,彻底改变了传统的司钻操作方式,利用变频技术和全数字控制技术实现了钻机自动送钻。

2017年12月俄石油项目正式投运,首台国产三电平变频器GD3000在出口陆地钻机上配套并成功应用,一举打破国外品牌在钻机上的长期垄断。2019年9月中石油首套国产多传动变频器GD800在陆地钻机应用,标志着英威腾全面打破国外品牌在钻机上的垄断。

解决方案

方案一、电驱动钻机
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石油钻机变频调速系统采用GD800共直流母线多传动方案,整流、逆变、制动均彼此独立,每台电机对应一台逆变装置。绞车双电机驱动,采用机械刚性链接,变频器主机运行速度模式,从机运行转矩模式,采用主从控制,可单机或双机运行,闭环矢量控制;泥浆泵由2台电机共同驱动,两台之间主从控制,功率均衡,开环矢量控制。转盘为独立逆变器控制,闭环矢量控制。每台逆变器通过PN通讯卡与控制PLC进行通讯,实现了集中控制与监控。

方案优势

  • 1

    优异的电机控制算法,从而降低电机噪声、温升,延长电机寿命;

  • 2

    优异的驱动性能,多机功率平衡同步运行;

  • 3

    超强电网适应能力,应对网电及发电机供电模式;

  • 4

    优异零速悬停功能,提升设备可靠性,避免溜钻;

  • 5

    柔性扭矩控制,从驱动器端解决钻杆扭矩限幅释放,响应更快,安全等级更高;

  • 6

    模块化设计,紧凑化设计,有效减小空间体积;

  • 7

    超高可靠性,功率单元模块化,互为冗余备用。



方案二、低压油改电
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项目原系统采用4台柴油机驱动,一般情况下2开2备。柴油机通过液藕减速箱和并车离合器跟并车传动箱相联;并车传动箱通过内部的链条传递动力,通过离合器分别输出2组动力给泥浆泵,一组动力给转盘,一组动力给绞车。改造方案为将其中的2台柴油机替换为直驱电机,省去液力耦合器,最大限度提高传动效率,保留原另外2台柴油机作为备用。GD800工程型变频器具有主从控制、功率平衡等功能,方便实现负荷的平均分配。

方案优势

  • 1

    通过变频调节电机转速实现节能,降低设备运行与维护费用。

  • 2

    变频调速装置可对电机实现软启动,减小对电网冲击。

  • 3

    具有过流、短路、过压、欠压、缺相等多项保护,适应电网电压波动能力强。

  • 4

    操作简单,运行方便,可远程设定或监视运行参数,可实现智能调节。

  • 5

    Profibus-DP/Profinet通讯+物联网,满足市场主流通讯和联网要求。



方案三、高压油改电
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方案介绍-项目原系统采用4台柴油机驱动,一般情况下2开2备。柴油机通过液藕减速箱和并车离合器跟并车传动箱相联;并车传动箱通过内部的链条传递动力,通过离合器分别输出2组动力给泥浆泵,一组动力给转盘,一组动力给绞车。改造方案为将其中的2台柴油机替换为高压电动机,省去液力耦合器,最大限度提高传动效率,保留原另外2台柴油机作为备用。采用GD5000高压变频器控制高压电机调速,具有主从控制、功率平衡等功能,方便实现负荷的平均分配。

方案优势

  • 1

    功率因数高,“完美”无谐波,无需额外配置无功补偿和谐波治理装置。

  • 2

    采用变频调节后,通过调节电机转速实现节能,降低设备运行与维护费用

  • 3

    使用变频调速装置后,可对电机实现软启动,减小对电网冲击,延长电机使用寿命。

  • 4

    具有过流、短路、过压、欠压、缺相等多项保护,适应电网电压波动能力强,电压工作范围宽

  • 5

    操作简单,运行方便,可远程设定或监视运行参数,可实现智能调节。

  • 6

    内置主从控制功能控制响应快,从机跟随主机运行,调节响应快,精度高,使用简单,可靠;

  • 7

    Profibus-DP/Profinet通讯+物联网,满足市场主流通讯和联网要求。

成功案例

英威腾远赴俄罗斯石油钻井现场,挑战“极限环境”

自2017年起,英威腾与俄石油展开了一系列钻机项目的成功合作,并从去年开始俄石油逐渐增加订单量,包括21套50DB钻机、2套250T顶驱和4套450T顶驱,在该迫切需求下,英威腾圆满完成了所有合作项目的生产、发货和现场调试,成功保障该项目的顺利上线

英威腾助力新能源修井 每车每天至少节省1千元

与使用传统柴油机驱动相比,英威腾新方案优势明显,如减少环境污染、无噪音、后期维护便捷等,在绞车减速下放时还可以通过逆变器将电能回馈给直流母线,再通过DC-DC智能模块为电池充电,以备绞车提升时使用,大大提高了电能使用效率。

英威腾助力页岩气开采 系统每天节省三千元

某客户现场采用一台整流柜、四台逆变柜、一台制动柜的多传动方案,相比于单机配置,整流容量配置小,制动单元配置少,设备安装占用空间小,系统使用及后期维护的经济性更好。

英威腾Goodrive3000三电平技术在俄石油低温钻机项目上的成功应用

经过在现场的10余套钻机近三年的稳定运行,证明了英威腾GD3000三电平变频器产品在性能、稳定行、可靠性方面能够满足大型钻机的要求,并获取俄石油终端用户的认可,伴随二期项目的开展,国产传动变频器正式进入国际石油钻机领域,在世界舞台上走出一条特色之路。

深入地下4000米探索 英威腾在油气龙头勘探体现“碳中和”

在北方某钻探公司4000米钻机项目中,现场电机为1000KW,电压10KV,两台电机通过传动装置为钻机系统提供动力,现场电机会驱动传动装置,传动装置为泥浆泵和绞车提供动力,绞车会驱动大钩和转盘,各个驱动机构的切换是通过气源房提供动力,再通过气胎离合来进行传动装置与电机、泥浆泵、绞车的切换。控制室会根据具体钻井深度和钻井工艺调整电机转速,来满足钻井工艺需求。

英威腾Goodrive800工程传动变频器在ZJ70DB电动钻机上的应用

石油钻机是用于石油天然气钻井的专业机械,是由多台设备组成的一套联合机组。钻机类型按钻井方法、钻井深度、地域环境、移动方式、驱动传动形式有多种分类,本文主要以ZJ70DB电动钻机为例介绍。

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