CN211046216U - 一种钻井系统电驱动力集成系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻井系统电驱动力集成系统，包括设置在一个钻井集成电控房内的高压进线柜、高压计量柜、高压变压器、第一低压开关柜、第二低压开关柜和变频调速柜；高压电源引至钻井集成电控房内高压进线柜，经高压计量柜和高压变压器后输出为主供电线路和辅供电线路两路供电线路；其中，主供电线路用于经第一低压开关柜连接变频调速柜；辅供电线路用于连接第二低压开关柜。本实用新型通过所述钻井系统电驱动力集成系统集成在一个钻井集成电控房内，并提供优化的部件连接方案，提高了材料利用率，降低了系统成本；同时便于设备整体安装和转移，大大减少了现场安装作业工作量及使用成本。

Description

一种钻井系统电驱动力集成系统

技术领域

本实用新型属于钻井系统电驱动装置技术领域，尤其是一种钻井系统电驱动力集成系统。

背景技术

随着技术和时代的发展，为了提高效率，减少污染，降本增效，目前国内大部分钻井系统都逐渐从油动力改为电动力，目前国内的钻井电动系统方案，一般是高压变压器(10/0.6KV)与高压开关柜、计量柜、低压开关柜部分集成为一个高压电源房，无功补偿装置集成为一个电能质量房，辅电变压器(0.6/0.4KV)、低压供配电，低压调速驱动部分集成为一个低压供配电房。再由几个电控房互相连接组合成为一套钻井电驱系统。

因为钻井作业的工作性质，一口井的工作周期一般为1-3个月，一口井完工之后需要将所有设备拆卸搬运到下一个井位，再重新安装，投入运行。成套设备需要比较频繁的迁移和拆装。

传统的电控成套系统由高压电源房，低压电控房，无功补偿房等部分组成，在现场使用过程中，需要进行大量的连接和安装工作，并且不利于设备转运，而且设备整体材料利用率低，成本高。设备运行各个电控房需要单独巡检和维护，没有集中监控系统。为了便于钻井现场的使用便捷性，减少安装作业工作量，提高工作效率，降低系统成本，便于设备转场搬运，采用一种整体集成的方案，将变压器，进线出线柜，无功补偿柜，变频器柜等部分全部集成到一个电控房内。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对钻井系统的传统的电控成套系统在现场使用过程中，需要进行大量的连接和安装工作，并且不利于设备转运，而且设备整体材料利用率低，成本高的问题，提供一种钻井系统电驱动力集成系统。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种钻井系统电驱动力集成系统，包括设置在一个钻井集成电控房内的高压进线柜、高压计量柜、高压变压器、第一低压开关柜、第二低压开关柜和变频调速柜；

高压电源引至钻井集成电控房内高压进线柜，经高压计量柜和高压变压器后输出为主供电线路和辅供电线路两路供电线路；其中，主供电线路用于经第一低压开关柜连接变频调速柜；辅供电线路用于连接第二低压开关柜。

其中，所述钻井系统电驱动力集成系统，还包括设置在所述电控房内的第一SVG动态无功补偿装置和第二SVG动态无功补偿装置；其中，第一SVG动态无功补偿装置设置在主供电线路中并与主供电线路的主母排连接，第二SVG动态无功补偿装置设置在辅供电线路中并与辅供电线路的主母排连接。

其中，所述钻井系统电驱动力集成系统，还包括设置在所述电控房内的主控PLC柜；所述主控PLC柜通过通讯连接所述高压进线柜、高压计量柜、高压变压器、第一低压开关柜、第二低压开关柜、变频调速柜、第一SVG动态无功补偿装置和第二SVG动态无功补偿装置的信号连接端，用于监控所述高压进线柜、高压计量柜、高压变压器、第一低压开关柜、第二低压开关柜、变频调速柜、第一SVG动态无功补偿装置和第二SVG动态无功补偿装置的运行状态。

其中，所述钻井系统电驱动力集成系统，还包括设置在所述电控房内的风扇和空调，用于为所述电控房内的高压进线柜、高压计量柜、高压变压器、第一低压开关柜、第二低压开关柜、变频调速柜、第一SVG动态无功补偿装置、第二SVG动态无功补偿装置和主控PLC柜进行散热降温。

作为优选，所述第一低压开关柜和变频调速柜均为2套。

作为优选，所述高压电源为10KV，所述主供电线路的电压为0.6KV，所述辅供电线路的电压为0.4KV。

作为优选，所述高压电源采用高压铠装三芯软电缆引至钻井集成电控房内高压进线柜。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过所述钻井系统电驱动力集成系统集成在一个钻井集成电控房内，并提供优化的部件连接方案，提高了材料利用率，降低了系统成本；同时便于设备整体安装和转移，大大减少了现场安装作业工作量及使用成本。

2、本实用新型通过配置高压计量柜，可实时显示系统高压侧的电压，电流，功率因数，有功功率，无功功率等参数，便于实时监控系统整体运行情况，可计量设备用电量，记录设备能耗情况。

3、本实用新型通过配置主控PLC柜，不仅可以进行统一控制，还能实时监测整个动力集成系统高压、低压、变频调速、补偿等各部分的实时运行情况，及时调整系统运行参数，充分保证生产作业的稳定进行和设备及人员的安全。

4、本实用新型通过配置SVG动态无功补偿装置，一方面在高压供电系统波动时可以保证设备稳定运行，另一方面也可防止系统产生的无功和谐波注入电网引起电网污染。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本实用新型的钻井系统电驱动力集成系统的布局图。

图2a-2d是本实用新型的钻井系统电驱动力集成系统的接线图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

为了便于说明本实施例的技术方案，以最常用的电压应用环境为例进行说明，即所述高压电源为10KV，所述主供电线路的电压为0.6KV，所述辅供电线路的电压为0.4KV。并且，所述第一低压开关柜和变频调速柜均为2套，可实现对两套钻井动力设备的驱动。如图1-2所示，图1是本实用新型的钻井系统电驱动力集成系统的布局图，图2a-2d是本实用新型的钻井系统电驱动力集成系统的接线图，其中，图2a是接线图的第一部分，图2b是接线图的第二部分，图2c是接线图的第三部分，图2d是接线图的第四部分，图2a、2b、2c、2d是接线图从左只有的截取。本实施例提供的一种钻井系统电驱动力集成系统，包括设置在一个钻井集成电控房内的高压进线柜(10KV进线柜)、高压计量柜(10KV计量柜)、高压变压器、第一低压开关柜(0.6KV低压柜1和0.6KV低压柜2)、第二低压开关柜(0.4KV低压柜)和变频调速柜(调速柜1和调速柜2)；

高压电源引至钻井集成电控房内高压进线柜，经高压计量柜和高压变压器后输出为主供电线路和辅供电线路两路供电线路；其中，主供电线路用于经第一低压开关柜连接变频调速柜；辅供电线路用于连接第二低压开关柜。

具体地，10KV的高压电源采用高压铠装三芯软电缆引至钻井集成电控房内高压进线柜，经高压计量柜和高压变压器后，所述高压变压器的低压侧采用双绕组，分别输出一大一小两路供电线路。其中，高压部分配置高压计量柜作为计量单元，可实时显示系统高压侧的电压，电流，功率因数，有功功率，无功功率等参数，便于实时监控系统整体运行情况，可计量设备用电量，记录设备能耗情况。另外，高压变压器的低压侧输出的较大一路供电线路为0.6KV的主供电线路，较小一路供电线路为0.4KV的辅供电线路。主供电线路经第一低压开关柜连接变频调速柜，用于将600V电源送到变频调速柜和顶驱系统，由变频调速柜驱动于该系统配套的交流变频电机，为钻机钻进提供动力源，同时为顶驱系统提供了能源接口；辅供电线路连接第二低压开关柜，将400V电源送至井区钻井辅助设备和井区生活设施设备等。

进一步，在系统运行中，0.4KV的辅供电线路一般阻性功率器件偏多，只需补偿无功即可，0.6KV的主供电线路则由于有变频调速柜的变频调速设备，会产生谐波污染电网，所以需要对谐波进行抑制。本实施例中，所述钻井系统电驱动力集成系统，还包括设置在所述电控房内的第一SVG动态无功补偿装置(0.6KV SVG柜)和第二SVG动态无功补偿装置(0.4KV SVG柜)；其中，第一SVG动态无功补偿装置设置在主供电线路中并与主供电线路的主母排连接，第二SVG动态无功补偿装置设置在辅供电线路中并与辅供电线路的主母排连接。实时监控电源的无功和谐波情况，通过对负载侧的无功进行补偿，可保证系统功率因数不低于0.95,通过对负载侧谐波进行抑制，可实现25次以下谐波补偿率不小于90％。这样一方面在高压供电系统波动时可以保证设备稳定运行，另一方面也可防止系统产生的无功和谐波注入电网引起电网污染。

进一步，所述钻井系统电驱动力集成系统，还包括设置在所述电控房内的主控PLC柜；所述主控PLC柜通过通讯连接所述高压进线柜、高压计量柜、高压变压器、第一低压开关柜、第二低压开关柜、变频调速柜、第一SVG动态无功补偿装置和第二SVG动态无功补偿装置的信号连接端，用于监控所述高压进线柜、高压计量柜、高压变压器、第一低压开关柜、第二低压开关柜、变频调速柜、第一SVG动态无功补偿装置和第二SVG动态无功补偿装置的运行状态。也就是说，本实施例提供主控PLC柜，集中与设置在所述电控房内的各个成套设备进行通讯，不仅可以进行统一控制，还能实时监测整个动力集成系统高压、低压、变频调速、补偿等各部分的实时运行情况，及时调整系统运行参数，充分保证生产作业的稳定进行和设备及人员的安全。

进一步，所述钻井系统电驱动力集成系统，还包括设置在所述电控房内的风扇空调，用于为所述电控房内的高压进线柜、高压计量柜、高压变压器、第一低压开关柜、第二低压开关柜、变频调速柜、第一SVG动态无功补偿装置、第二SVG动态无功补偿装置和主控PLC柜进行散热降温。

通过上述内容可知，本实用新型具有的有益效果如下：

1、本实用新型通过所述钻井系统电驱动力集成系统集成在一个钻井集成电控房内，并提供优化的部件连接方案，提高了材料利用率，降低了系统成本；同时便于设备整体安装和转移，大大减少了现场安装作业工作量及使用成本。

2、本实用新型通过配置高压计量柜，可实时显示系统高压侧的电压，电流，功率因数，有功功率，无功功率等参数，便于实时监控系统整体运行情况，可计量设备用电量，记录设备能耗情况。

3、本实用新型通过配置主控PLC柜，不仅可以进行统一控制，还能实时监测整个动力集成系统高压、低压、变频调速、补偿等各部分的实时运行情况，及时调整系统运行参数，充分保证生产作业的稳定进行和设备及人员的安全。

4、本实用新型通过配置SVG动态无功补偿装置，一方面在高压供电系统波动时可以保证设备稳定运行，另一方面也可防止系统产生的无功和谐波注入电网引起电网污染。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种钻井系统电驱动力集成系统，其特征在于，包括设置在一个钻井集成电控房内的高压进线柜、高压计量柜、高压变压器、第一低压开关柜、第二低压开关柜和变频调速柜；

高压电源引至钻井集成电控房内高压进线柜，经高压计量柜和高压变压器后输出为主供电线路和辅供电线路两路供电线路；其中，主供电线路用于经第一低压开关柜连接变频调速柜；辅供电线路用于连接第二低压开关柜。

2.根据权利要求1所述的钻井系统电驱动力集成系统，其特征在于，还包括设置在所述电控房内的第一SVG动态无功补偿装置和第二SVG动态无功补偿装置；其中，第一SVG动态无功补偿装置设置在主供电线路中并与主供电线路线路的主母排连接，第二SVG动态无功补偿装置设置在辅供电线路中并与辅供电线路的主母排连接。

3.根据权利要求2所述的钻井系统电驱动力集成系统，其特征在于，还包括设置在所述电控房内的主控PLC柜；所述主控PLC柜通过通讯连接所述高压进线柜、高压计量柜、高压变压器、第一低压开关柜、第二低压开关柜、变频调速柜、第一SVG动态无功补偿装置和第二SVG动态无功补偿装置的信号连接端，用于监控所述高压进线柜、高压计量柜、高压变压器、第一低压开关柜、第二低压开关柜、变频调速柜、第一SVG动态无功补偿装置和第二SVG动态无功补偿装置的运行状态。

4.根据权利要求3所述的钻井系统电驱动力集成系统，其特征在于，还包括设置在所述电控房内的风扇和空调，用于为所述电控房内的高压进线柜、高压计量柜、高压变压器、第一低压开关柜、第二低压开关柜、变频调速柜、第一SVG动态无功补偿装置、第二SVG动态无功补偿装置和主控PLC柜进行散热降温。

5.根据权利要求1所述的钻井系统电驱动力集成系统，其特征在于，所述第一低压开关柜和变频调速柜均为2套。

6.根据权利要求1-5任一项所述的钻井系统电驱动力集成系统，其特征在于，所述高压电源为10KV，所述主供电线路的电压为0.6KV，所述辅供电线路的电压为0.4KV。

7.根据权利要求6所述的钻井系统电驱动力集成系统，其特征在于，所述高压电源采用高压铠装三芯软电缆引至钻井集成电控房内高压进线柜。

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