CN204060502U - 钻机动力控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种钻机动力控制装置，其特征在于，包括：至少一套电网供电装置和至少一套柴油机供电装置，所述电网供电装置包括一将电网高电压转换为井场设备使用的低电压的第一变压器，所述第一变压器连接有第一母排，第一变频器连接所述第一母排，所述第一变频器控制变频电机拖动井场设备；还包括一与第一母排连接的第二变压器，所述第二变压器将第一母排的低电压转换为其他控制装置供电的第二母排，所述其他控制装置包括一与第二母排连接的PLC控制变频器，和一与PLC控制变频器连接的人机界面屏幕；所述PLC控制变频器还连接有第一变频器。通过变频器及变频电机速度可调的特点，解决机械钻机不能调速，故障率高的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种陆地钻机动力源替代的控制装置，特别涉及一种节能、绿色环保的柔性动力的钻机动力控制装置。
背景技术
目前，国内油田使用的钻机以柴油为燃料，用柴油发动机提供动力，燃油成本占钻井成本的比例逐年上升，而且居高不下；同时在钻井施工过程中，柴油机运行产生的噪音和废气对环境造成污染。机械/机电复合驱动钻机一般采用3-4台柴油机并车驱动，柴油机在运行中易出故障，维修量大，而且机械钻机不能调速，故障率高，无法更好地满足低泵冲、小排量、固井灌浆等钻井工艺要求。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种节能高效、绿色环保、柔性动力的钻机动力控制装置，该控制装置采用油网电改造变频控制供电装置，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；
并且通过变频电机可以调速的优点对钻井设备运行速度的调整，提高能源的利用率，和钻机系统的稳定性和可靠性；
综上所述，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。
为达到上述目的，本实用新型采取了如下的技术方案：
钻机动力控制装置，包括：
至少一套电网供电装置和至少一套柴油机供电装置，所述电网供电装置和柴油机供电装置构成供电冗余结构，
所述电网供电装置包括一将电网高电压转换为井场设备使用的低电压的第一变压器，所述第一变压器连接有第一母排，第一变频器连接所述第一母排，所述第一变频器控制变频电机拖动井场设备；装置可1台变频电机运行，也可2台变频电机并车运行，可以根据现实实际需求配置，节能高效。
还包括一与第一母排连接的第二变压器，所述第二变压器将第一母排的低电压转换为其他控制装置供电的第二母排，所述其他控制装置包括一与第二母排连接的PLC控制变频器，和一与PLC控制变频器连接的人机界面屏幕；所述PLC控制变频器还连接有第一变频器。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述第一母排上还连接有无功补偿器，该无功补偿器用于对电网供电装置进行谐波抑制和无功补偿。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述柴油机供电装置包括一柴油机，以及与柴油机配合设置的耦合器，该柴油机供电装置的电能通过耦合器转换为机械能后，通过离合器带动整体链条并车箱工作。
在本实用新型的一个优选实施例中，所述变频电机通过离合器带动整体链条并车箱工作。
通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
基于变频电机的可调速特点，此控制装置亦可以对现有的钻进设备如绞车、泥浆泵等进行速度可调的柔性控制。
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。
3.噪音低，无废气污染，实现零排放。
4.可对钻井设备进行调速等柔性控制。改造后泥浆泵排量大、泵压高，转盘转速高，扭矩大，可大大提高钻进速度。
5.钻机网电供电装置结构简单，维护方便。
6.改善施工现场，减小周边环境的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的改造装置总体流程图。
图2是本实用新型的电网供电装置的控制原理图。
具体实施方式
本实用新型利用高压电网供电，采用电驱动方式，提高了钻机的技术性能，使得其速度可调，达到钻机使用效果。
本实用新型主要由高压房变压单元和变频房控制单元两个部分构成，前者主要是把井场附件的35KV的网电变压为0.6KV的井场设备供电；后者则通过变频器、PLC等控制，提供可调速的动力源来链条拖动原有的井场钻井设备。
下面结合图1和图2，对本实用新型的系统流程图作详细描述，钻机动力控制装置，包括：
至少一套电网供电装置100和至少一套柴油机供电装置200，所述电网供电装置100和柴油机供电装置200构成供电冗余结构，
该电网供电装置100包括一将电网高电压转换为井场设备使用的低电压的第一变压器110，所述第一变压器110连接有第一母排120，第一变频器130连接所述第一母排120，所述第一变频器130控制变频电机140拖动井场设备；该变频电机140通过离合器带动整体链条并车箱工作。
还包括一与第一母排120连接的第二变压器150，所述第二变压器150将第一母排的低电压转换为其他控制装置供电的第二母排160，其他控制装置包括一与第二母排连接的PLC控制变频器170，和一与PLC控制变频器连接的人机界面屏幕180；所述PLC控制变频器170还连接有第一变频器130。
在本实施例中，第一母排120上还连接有无功补偿器190，该无功补偿器190用于对电网供电装置进行谐波抑制和无功补偿。
第一变压器110把35KV将降压至600V，并将电能送至第一母排120，无功补偿器190对系统进行谐波抑制和无功补偿，第一变频器130控制变频电机140来拖动井场设备。
第二变压器150为600/400V的整流变压器，输出到400V到第二母排160，供电给MCC及其他控制设备；
PLC控制变频器170同时输出显示参数到人机界面屏幕180，实时显示系统的运行参数，也可记录系统运行的历史数据。
上述柴油机供电装置200包括一柴油机210，以及与柴油机配合设置的耦合器220，该柴油机供电装置的电能通过耦合器转换为机械能后，通过离合器230带动整体链条并车箱300工作，其中整体链条并车箱300连接有井场设备400。
钻机网电供电装置的电源引自附近35KV的工业电网，经由高压房3150kVA10kV/0.6kV(或35KV/0.6KV)的变压器，变压器低压侧配电断路器(3200A)，输出连接到井场控制核心设备变频房，经SVG有源滤波柜，用变频器拖动变频电机再将电力传递达绞车，泥浆泵，和固控MCC部分，为整个钻机设备提供动力电源。
井场设备400由整体链条并车箱300来拖动，一般情况下是由变频电机140通过离合器230来带动整体链条并车箱300工作；但在变频系统故障的时候，可以通过备用柴油机210及耦合器220来通过离合器230带动整体链条并车箱300工作。既经济环保，又具有电源冗余的功能。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.钻机动力控制装置，其特征在于，包括：
至少一套电网供电装置和至少一套柴油机供电装置，所述电网供电装置和柴油机供电装置构成供电冗余结构，
所述电网供电装置包括一将电网高电压转换为井场设备使用的低电压的第一变压器，所述第一变压器连接有第一母排，第一变频器连接所述第一母排，所述第一变频器控制变频电机拖动井场设备；
还包括一与第一母排连接的第二变压器，所述第二变压器将第一母排的低电压转换为其他控制装置供电的第二母排，所述其他控制装置包括一与第二母排连接的PLC控制变频器，和一与PLC控制变频器连接的人机界面屏幕；所述PLC控制变频器还连接有第一变频器。
2.根据权利要求1所述的钻机动力控制装置，其特征在于，所述第一母排上还连接有无功补偿器，该无功补偿器用于对电网供电装置进行谐波抑制和无功补偿。
3.根据权利要求1所述的钻机动力控制装置，其特征在于，所述柴油机供电装置包括一柴油机，以及与柴油机配合设置的耦合器，该柴油机供电装置的电能通过耦合器转换为机械能后，通过离合器带动整体链条并车箱工作。
4.根据权利要求1所述的钻机动力控制装置，其特征在于，所述变频电机通过离合器带动整体链条并车箱工作。
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|---|---|---|---|
| CN201420219509.0U CN204060502U (zh) | 2014-04-30 | 2014-04-30 | 钻机动力控制装置 |
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| Country | Link |
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| CN (1) | CN204060502U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
-
2014
- 2014-04-30 CN CN201420219509.0U patent/CN204060502U/zh not_active Expired - Lifetime
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