CN202997332U - 钻机网电供电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种钻机网电供电装置，它至少包括高压部分、变压器部分和低压部分，其特征是：高压部分的高压进线计量柜与外界的工业电网连接，高压部分的高压出线柜的输出端与变压器的输入端连接，变压器的输出端与低压部分连接，低压部分分布有输出接口。本实用新型克服了燃油发电过程中带来的低能效、高损耗和污染问题，该装置使钻井工作更加安全、高效和环保，提高经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油钻采领域，特别是为钻采设备提供动力能源的钻机网电供电装置。
背景技术
随着我国经济的飞速发展，对能源的需求越来越大，尤其是石油能源的需求。目前国内外市场上的钻采设备大都采用柴油发电机作为动力能源，为钻机设备提供动力。钻井工矿不但负载很大，并且负载的变化率也很高，柴油动力机组在这种多变的工况下，效率很低，损耗很大，成本高，并且伴随高分贝的噪音污染和大量的尾气排放，对环境污染很大。
发明内容
本实用新型的目的是克服了燃油发电过程中带来的低能效、高损耗和污染问题，提供一种钻机网电供电装置，该装置使钻井工作更加安全、高效和环保，提高经济效益。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：钻机网电供电装置，它至少包括高压部分、变压器部分和低压部分，其特征是：高压部分的高压进线计量柜与外界的工业电网连接，高压部分的高压出线柜的输出端与变压器的输入端连接，变压器的输出端与低压部分连接，低压部分分布有输出接口。
所述的高压部分、变压器部分和低压部分均固定在房体内，房体是框架结构控制房，侧部有吊耳。
所述的高压部分包括高压进线计量柜和高压出线柜。
所述的高压进线计量柜是KYN28-12型铠装式交流金属封闭开关设备，高压进线计量柜内配有：手车式电压互感器、计量电流互感器、电能计量表以及电压表。
所述的高压出线柜内配有高压真空断路器，保护电流互感器，微机保护器，电压电流显示装置。
所述的变压器是一台4000kVA 10kV/0.6kV或35KV/0.6KV的变压器。
所述的变压器所在的舱室固定有大功率排风扇。
所述的低压部分由低压出线柜，直流屏，配电柜和照明变压器组成，输出接口位于低压出线柜上。
所述的低压出线柜装配有电流互感器、电压表、电流显示装置和空气断路器。
本实用新型的有益效果是本钻机网电供电装置，将直接从工业电网上获取动力，经变压器转换，直接将高压网电变换为满足钻机系统使用的动力源。提供能源的利用率，提高钻机系统的稳定性和可靠性。降低了噪音污染，实现大气污染零排放。使钻井工作更加安全、高效和环保。节省大量的燃油和维护成本，明显提高经济效益。
相对于以往的柴电系统，网电供电装置有更多的优点：
1. 工业电网的稳定型和电机的可靠性、增加钻机的动力稳定性和可靠性；
2. 减少柴油机的维护和柴油的运输使用费用，降幅达78.46%；
3. 噪音低，无废气污染，实现零排放；
4. 钻井时效提高7%~10%；
5. 适用面广，可用于所有可搭接工业网电的钻井设备；
6. 钻机网电供电装置结构简单，维护方便；
7. 改善施工现场，减小周边环境的影响；
8. 采用有载调压系统，使得动力源的负载跟随性更好，确保负载能更好的工作在额定状态。
附图说明
下面结合实施例附图对本实用新型进一步说明。
图1是钻机网电供电装置单线图；
图2是钻机网电供电装置结构示意图；
图3是图2的A-A剖视图；
图中： 1、高压部分；2、变压器部分；3、低压部分；4、输出接口；5、排风扇。
具体实施方式
实施例1
如图2所示，钻机网电供电装置，它至少包括高压部分1、变压器部分2和低压部分3，高压部分1的高压进线计量柜与外界的工业电网连接，高压部分1的高压出线柜的输出端与变压器部分2的输入端连接，变压器部分2的输出端与低压部分3电连接，低压部分分布有输出接口4。
输出接口4分别是绞车、泥浆泵、转盘以及固控MCC接口。
整个钻机网电供电装置的高压部分1、变压器部分2和低压部分3均固定在房体内，房体是长8000mm，宽2900mm，高3100mm的结构，房体侧部有吊耳，是具有整体起吊及拖拉的高强度、高防护的框架结构控制房，满足油田经常活动的作业要求。
本装置将直接从工业电网上获取动力，由高压部分1接入后经变压器部分2直接将高压网电变换为满足钻机系统使用的动力源，最后经由低压部分3的输出接口4输出至需要电力供应的钻机设备中。
实施例2
高压部分包括高压进线计量柜和高压出线柜，固定与于控制房的端头。高压进线计量柜是KYN28-12或KYN61-40.5型铠装式交流金属封闭开关设备。开关柜的设计满足《3.6～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》GB3906-2006。
如图1所示，高压进线计量柜内配有：手车式电压互感器（TV）型号为：JDZ12-10或JDZX9-35；计量电流互感器（1TA,2TA）型号为：LZZBJ9-12或LZZBJ9-40.5；电能计量表（KWH和KWARH）型号为：DSZ331；电压表（PAU）型号为：APZ194U，完成高压网电的进户及计量工作。
工业高压电网通过架空线连接到控制房高压部分进线口，经由计量电流互感器，通过高压交流母排连接到高压出线柜。手车式电压互感器将10KV或35KV转换为100V的测量电压，完成电压的等级显示，并协同计量电流互感器一起连接到电能计量表及电压表上，完成高压网电的进户及计量工作。
如图1所示，高压出线柜内配有：高压真空断路器（1QF）型号为：ZN63-14或ZN85-40.5；保护电流互感器（3TA）型号为：LZZBJ9-12或LZZBJ9-40.5；微机综合保护器，型号为：YZ202；电压电流显示装置（PA）型号为: MPMI 96-LED。
来自高压进线计量柜的高压交流母排连接到高压真空断路器的进线端，穿过保护电流互感器连接到高压真空断路器的出线端，最后连接到变压器部分3的原边。
保护电流互感器（3TA）和手车式电压互感器（TV）采集的信号进入微机综合保护器，实现线路的合闸，分闸，过流，速断，反时限，零序电流，零序电压及变压器的保护。保护电流互感器（3TA）和手车式电压互感器（TV）采集的信号同时进入电压电流显示装置（PA）（电压电流显示装置），显示当前的三相电压和三相电流。
实施例3
如图1和图2所示，变压器部分2的变压器（T1）是一台4000kVA 10kV/0.6kV或35KV/0.6KV的变压器，位于控制房的中部。高压部分1高压出线的10KV或35KV高压电，连接到变压器的原边，副边将变换为0.6kV或0.69KV的低压电源连接到低压部分3，通过低压部分3的输出接口4为系统提供动力能源。变压器可采用有载调压模式，可实现带载情况下电压调节，规避因负载波动和工矿转换造成电压波动的风险，并使得动力源在负载高变化率的情况下具有很好的跟随性，避免因负载变化造成的电网电压的变化，使负载设备能更好的工作在额定状态下。
图3所示，变压器所在的舱室配有大功率排风扇5，确保大负载情况下变压器舱室的空气流动和热交换。
实施例4
如图2所示，低压部分由低压出线柜，直流屏，配电柜和照明变压器组成，输出接口位于低压柜上。
如图1所示，低压出线柜作为钻机网电供电装置的输出接口，装配有电流互感器（6TA），电压表（PAU），电流显示装置（PA4）和高分断能力的空气断路器（2QF），并具有两段保护。
照明变压器（T2）是一台15KVA 600/38V的变压器。位于控制房的端头。变压器部分2内的变压器（T1）副边0.6KV或0.69KV电压，通过照明变压器（T2）转换成380V电压，通过配电柜为照明灯，空调等辅助设备提供电源。
直流屏（H2-GZDW-20AH/220V）选用外购的装置。直流屏的电源来自配电柜，将220VAC转换成220VDC电源，连接到高压部分，为高压部分操作和显示提供电源。
整个钻机网电供电装置作为钻采设备的动力源可以与柴油发电机机组进行互换。如果是以往旧项目改造，则可以将钻机网电供电装置的低压600V或690V输出，连接到原来的柴油发电机供电接口上，借用该接口作为钻机设备的动力源入口。若工业电网不满足条件的情况先，也可以恢复到柴油机机组供电状态。如果是新建项目，且工业电网满足要求，则新设备需要预留专门的钻机网电供电装置接口，直接与钻机网电供电装置的低压输出装置相连接，完成钻机设备的供电。
目前油田的情况各有不同，工业电网的电压等级，高压电的分布，钻采设备的配置，地质结构，使用工矿，负载变化率等因数存在差异，钻机网电供电装置的配置会根据具体情况进行部分调整，但是整体的设计方案和设计思想是一样的。
本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (9)
1.钻机网电供电装置，它至少包括高压部分、变压器部分和低压部分，其特征是：高压部分的高压进线计量柜与外界的工业电网连接，高压部分的高压出线柜的输出端与变压器的输入端连接，变压器的输出端与低压部分连接，低压部分分布有输出接口。
2.根据权利要求1所述的钻机网电供电装置，其特征是：所述的高压部分、变压器部分和低压部分均固定在房体内，房体是框架结构控制房，侧部有吊耳。
3.根据权利要求1或2所述的钻机网电供电装置，其特征是：所述的高压部分包括高压进线计量柜和高压出线柜。
4.根据权利要求3所述的钻机网电供电装置，其特征是：所述的高压进线计量柜是KYN28-12或KYN61-40.5型铠装式交流金属封闭开关设备，高压进线计量柜内配有：手车式电压互感器、计量电流互感器、电能计量表以及电压表。
5.根据权利要求3所述的钻机网电供电装置，其特征是：所述的高压出线柜内配有高压真空断路器，保护电流互感器，微机保护器，电压电流显示装置。
6.根据权利要求1所述的钻机网电供电装置，其特征是：所述的变压器是一台4000kVA 10kV/0.6kV或35KV/0.6KV的变压器。
7.根据权利要求1或6所述的钻机网电供电装置，其特征是：所述的变压器所在的舱室固定有大功率排风扇。
8.根据权利要求1所述的钻机网电供电装置，其特征是：所述的低压部分由低压出线柜，直流屏，配电柜和照明变压器组成，输出接口位于低压出线柜上。
9.根据权利要求8所述的钻机网电供电装置，其特征是：所述的低压出线柜装配有电流互感器、电压表、电流显示装置和空气断路器。
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| US11955782B1 (en) | 2022-11-01 | 2024-04-09 | Typhon Technology Solutions (U.S.), Llc | System and method for fracturing of underground formations using electric grid power |
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