CN211287507U - 应用于石油钻机的新型驱动系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种应用于石油钻机的新型驱动系统，包括高压房、低压房、电机机组和辅助动力装置，其中，高压房的输入端用于与网电电连接；低压房包括变频装置、顶驱驱动装置和辅助动力驱动装置，电机机组包括变频电动力机组；变频装置的输入端与高压房的输出端电连接，变频装置的动力输出端与变频电动力机组电连接，以驱动变频电动力机组工作；顶驱驱动装置的输入端与高压房的输出端电连接，以经顶驱驱动装置电连接顶驱；辅助动力驱动装置的第一输入/输出端与高压房的输出端电连接，辅助动力驱动装置的第二输入/输出端与辅助动力装置电连接，以经辅助动力驱动装置降压处理后驱动电动转盘和钻井辅助设备。其可以使用一套钻机网电系统驱动两种钻机同时工作。

Description

应用于石油钻机的新型驱动系统

技术领域

本公开涉及石油钻采领域，尤其涉及一种应用于石油钻机的新型驱动系统。

背景技术

随着电力技术的快速发展和电动控制自动化水平的不断提高,由电能作为动力源驱动钻机已成为必然趋势。但是目前国内陆上石油钻机大都采用柴油机驱动，部分交流电动机组代替柴油机的钻机网电系统通常只能驱动一种钻机设备，这就使得目前使用的钻机网电系统的功能较为单一，适用性不强。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种应用于石油钻机的新型驱动系统，其可以使用一套钻机网电系统驱动两种钻机设备。

根据本公开的一方面，提供了一种应用于石油钻机的新型驱动系统，包括高压房、低压房、电机机组和辅助动力装置，其中，所述高压房的输入端适用于与网电电连接；

所述低压房包括变频装置、顶驱驱动装置和辅助动力驱动装置，所述电机机组包括变频电动力机组；

所述变频装置的输入端与所述高压房的输出端电连接，所述变频装置的动力输出端与所述变频电动力机组电连接，以使所述高压房输出的电压经所述变频装置调制后输入至变频电动力机组，以驱动变频电动力机组工作；

所述顶驱驱动装置的输入端与所述高压房的输出端电连接，以使高压房输出的电压经所述顶驱驱动装置调制后使所述顶驱驱动装置的输出端适用于电连接顶驱；

所述辅助动力驱动装置的第一输入/输出端与所述高压房的输出端电连接，所述辅助动力驱动装置的第二输入/输出端与所述辅助动力装置电连接，以使所述高压房输出的电压经所述辅助动力驱动装置降压处理后，使所述辅助动力驱动装置适用于驱动电动转盘和钻井辅助设备进行工作。

在一种可能的实现方式中，所述顶驱驱动装置包括第一开关柜，所述第一开关柜的输入端与所述高压房的输出端电连接；

所述第一开关柜的输出端适用于和所述顶驱电连接。

在一种可能的实现方式中，所述辅助动力驱动装置包括第二开关柜、电力变压器和第三开关柜；

所述第二开关柜的第一输入/输出端与所述高压房的输出端电连接；且

所述第二开关柜、所述电力变压器和所述第三开关柜依次串联；

所述第三开关柜的第二输入/输出端与所述辅助动力装置电连接，以使高压房输出的电压由所述第二开关柜的第一输入/输出端接收后，经所述电力变压器降压处理，再由所述第三开关柜传输至所述辅助动力装置。

在一种可能的实现方式中，所述低压房还包括低压房进出线插件板、综合控制柜和低压房进出线母排板；所述变频装置包括变频器、一号低压开关柜和制动电阻箱；

所述低压房进出线母排板的输入端与所述高压房的输出端电连接；

所述变频器的输入端与所述顶驱驱动装置的输入端电连接，且所述变频器与所述顶驱驱动装置的连接处为第一连接端，所述第一连接端与所述低压房进出线母排板电连接；且，所述辅助动力驱动装置第一输入/输出端与第一连接端电连接；

所述变频器的动力输出端电连接至所述低压房进出线母排板，所述变频电动力机组通过所述低压房进出线母排板与所述变频器的动力输出端电连接；

所述变频器的操作输出端与所述综合控制柜的输入端电连接，且所述综合控制柜适用于控制远程控制箱和钻台操作箱；

所述变频器制动输出端与所述一号低压开关柜的输入端电连接，所述一号低压开关柜的输出端与所述制动电阻箱电连接；

所述顶驱驱动装置的输出端电连接至所述低压房进出线母排板，所述辅助动力驱动装置的第二输入/输出端电连接至所述低压房进出线插件板。

在一种可能的实现方式中，所述变频器包括一号变频柜和二号变频柜，且所述变频电动力机组包括一号动力机组和二号动力机组；

所述一号变频柜的输入端和所述二号变频柜的输入端电连接，所述一号变频柜和所述二号变频柜的连接处为第二连接端，且所述第二连接端与所述低压房进出线母排板电连接；

所述一号变频柜的制动输出端与所述一号低压开关柜的第一输入端电连接，所述二号变频柜的制动输出端与所述一号低压开关柜的第二输入端电连接；

所述一号变频柜的操作输出端与所述二号变频柜的操作输出端电连接，且所述一号变频柜的操作输出端与所述二号变频柜的操作输出端的连接处为第三输出端，所述第三输出端与所述综合控制柜的输入端电连接；

所述一号变频柜的动力输出端通过所述低压房进出线母排板与所述一号动力机组电连接，所述二号变频柜的动力输出端通过所述低压房进出线母排板与所述二号动力机组电连接。

在一种可能的实现方式中，所述一号变频柜包括一号进线柜、一号整流柜、一号逆变柜和二号逆变柜；

所述二号变频柜包括二号进线柜、二号整流柜、三号逆变柜和四号逆变柜；

所述一号进线柜和所述一号整流柜串联，其所述一号进线柜的输入端所述低压房进出线母排板电连接，所述一号整流柜设有与所述一号低压开关柜的第一输入端电连接的制动输出端；

所述一号逆变柜和所述二号逆变柜并联至所述一号整流柜的电路输出端，且所述一号逆变柜和所述二号逆变柜的动力输出端通过所述低压房进出线母排板与所述一号动力机组电连接，所述一号逆变柜和所述二号逆变柜的操作输出端与所述综合控制柜的输入端电连接；

所述二号进线柜和所述二号整流柜串联，其所述二号进线柜的输入端所述低压房进出线母排板电连接，所述二号整流柜设有与所述一号低压开关柜的第二输入端电连接的制动输出端；

所述三号逆变柜和所述四号逆变柜并联至所述二号整流柜的电路输出端，且所述三号逆变柜和所述四号逆变柜的动力输出端通过所述低压房进出线母排板与所述二号动力机组电连接，所述三号逆变柜和所述四号逆变柜的操作输出端与所述综合控制柜的输入端电连接。

在一种可能的实现方式中，所述低压房还包括补偿装置；

所述补偿装置的输入端与所述变频装置的输入端电连接，所述补偿装置和所述变频装置的连接处为第四连接端，所述第四连接端与所述高压房的输出端电连接，以使所述补偿装置消除所述变频装置产生的谐波。

在一种可能的实现方式中，所述低压房还包括附加电源；

所述辅助动力驱动装置的第二输入/输出端与所述辅助动力装置电连接，所述辅助动力驱动装置的第二输入/输出端与所述辅助动力装置的连接处为第五连接端，所述第五连接端与所述附加电源的输出端电连接。

在一种可能的实现方式中，所述高压房包括高压进线口、中置柜、高压电力变压器、低压出线柜和低压出线口；

所述高压进线口适用于使电网缆线通过所述高压进线口与所述中置柜的输入端电连接，所述中置柜的输出端与所述高压电力变压器的输入端电连接，所述高压电力变压器的输出端与所述低压出线柜的输入端电连接，所述低压出线柜的输出端的线缆通过低压出现口与所述低压房电连接。

在一种可能的实现方式中，还包括并车箱，所述变频电动力机组通过万向轴与所述并车箱固定连接；

所述并车箱的输出轴适用于与所述钻机、绞车固定连接；

所述辅助动力装置包括转盘变频器和钻井辅助设备电机控制器；

所述转盘变频器的输入端与所述辅助动力驱动装置的输出端电连接，所述钻井辅助设备电机控制器的输入端与所述辅助动力驱动装置的输出端电连接；

且所述转盘变频器的输出端适用于电连接所述电动转盘；

所述钻井辅助设备电机控制器的输出端适用于电连接所述钻井辅助设备。

将网电(工业市电，通常为10KV)通过电缆连接至高压房，再由高压房将10KV的电压将至第一预设电压，并通过电缆连接至低压房，由低压房的变频装置输出至电机机组的变频电机组，由此来控制钻机进行工作，这个过程实现了用变频电机组替代原来的柴油动力机组作为驱动装置。且低压房处设有辅助动力驱动装置，并辅助动力装置通过和辅助动力驱动装置电连接，由此来驱动电动装盘、钻井辅助设备进行工作。低压房还设有顶驱驱动装置，设置顶驱驱动装置可以通过顶驱驱动装置来控制顶驱进行钻井的工作，由此可以实现使用一套本公开实施例应用于石油钻机的新型驱动系统可以同时驱动两套机械或者复合钻机来进行工作(钻机设备和顶驱设备)，同时这两套机械或者复合钻机可以独立分开的运行，增强了本公开的适应性。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出本公开实施例的应用于石油钻机的新型驱动系统的结构框图；

图2示出本公开实施例的应用于石油钻机的新型驱动系统的结构图；

图3示出本公开实施例的应用于石油钻机的新型驱动系统装置的低压单线图；

图4示出本公开实施例的应用于石油钻机的新型驱动系统装置的总单线图；

图5示出本公开实施例的应用于石油钻机的新型驱动系统装置的高压单线图；

图6示出本公开实施例的应用于石油钻机的新型驱动系统装置的低压房体布置俯视图；

图7示出本公开实施例的应用于石油钻机的新型驱动系统装置的低压房体A-A的剖视图；

图8示出本公开实施例的应用于石油钻机的新型驱动系统装置的总布置图；

图9示出本公开实施例的应用于石油钻机的新型驱动系统装置的高压房体布置俯视图；

图10示出本公开实施例的应用于石油钻机的新型驱动系统装置的高压房体布置主视图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

图1示出根据本公开一实施例的应用于石油钻机的新型驱动系统的结构图。图2示出本一公开实施例的应用于石油钻机的新型驱动系统的结构框图。图3示出根据本公开一实施例的应用于石油钻机的新型驱动系统的低压单线图。图4示出根据本公开一实施例的应用于石油钻机的新型驱动系统的总单线图。如图1、图2、图3或图4所示，该应用于石油钻机的新型驱动系统包括高压房100、低压房200、电机机组300和辅助动力装置400，其中，高压房100 的输入端用于与网电电连接，低压房200包括变频装置230、顶驱驱动装置240 和辅助动力驱动装置250，电机机组300包括变频电动力机组310。变频装置 230的输入端与高压房100的输出端电连接，变频装置230的动力输出端与变频电动力机组310电连接，以使高压房100输出的电压经变频装置230调制后输入至变频电动力机组310，以驱动变频电动力机组310工作。顶驱驱动装置 240的输入端与高压房100的输出端电连接，以使高压房100输出的电压经顶驱驱动装置240调制后，使顶驱驱动装置240的输出端用于电连接顶驱。辅助动力驱动装置250的第一输入/输出端与高压房100的输出端电连接，辅助动力驱动装置250的第二输入/输出端与辅助动力装置400电连接，以使高压房100 输出的电压经辅助动力驱动装置250降压处理后，使辅助动力驱动装置250适用于驱动电动转盘和钻井辅助设备进行工作。

此处，应当指出的是，上述高压房100、低压房200、电机机组300、辅助动力装置400、均通过电缆电连接，且还包括电缆走线槽。变频电动力机组310为交流变频电动力机组310。

将网电(工业市电，通常为10KV)通过电缆连接至高压房100，再由高压房100将10KV的电压将至第一预设电压，并通过电缆连接至低压房200，由低压房200的变频装置230输出至电机机组300的变频电机组，由此来控制钻机进行工作，这个过程实现了用变频电机组替代原来的柴油动力机组作为驱动装置。且低压房200出设有辅助动力驱动装置250，并辅助动力装置400 通过电连和辅助动力驱动装置250电连接，由此来驱动电动转盘、钻井辅助设备进行工作。低压房200还设有顶驱驱动装置240，设置顶驱驱动装置240 可以通过顶驱驱动装置240来控制顶驱进行钻井的工作，由此可以实现使用一套本公开实施例应用于石油钻机的新型驱动系统可以同时驱动两套机械或者复合钻机来进行工作(钻机设备和顶驱设备)，同时这两套机械或者复合钻机可以独立分开的运行，增强了本公开的适应性。

此处，应当指出的是，将电网通过电缆连接至高压房100中的电缆为高压电缆，高压房100与低压房200的连接电缆为低压电缆。此处，还应当指出的是，第一预设电压为600V电压，即，通过高压房100可以将10KV的电压降至600V的电压。

此处，还应当指出的是，顶驱驱动装置240上设有顶驱预留接口，顶驱可以通过顶驱预留接口连接至顶驱驱动装置240，辅助动力驱动装置250上设有第二预留接口，辅助动力装置400可以通过第二预留接口连接至辅助动力驱动装置250。

在一种可能的实现方式中，顶驱驱动装置240包括第一开关柜，第一开关柜的输入端与高压房100的输出端电连接，第一开关柜的输出端用于和顶驱电连接。

在一种可能的实现方式中，辅助动力驱动装置250包括第二开关柜251、电力变压器252和第三开关柜253，第二开关柜251的第一输入/输出端与高压房100的输出端电连接，且第二开关柜251、电力变压器252和第三开关柜253 依次串联。第三开关柜253的第二输入/输出端与辅助动力装置400电连接，以使高压房100输出的电压由第二开关柜251的第一输入/输出端接收后，经电力变压器252降压处理，再由第三开关柜253传输至辅助动力装置400。

其中，第一开关柜、第二开关柜251和第三开关柜253均起到在进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护电路的作用。

在一种可能的实现方式中，低压房200还包括低压房进出线母排板210、综合控制柜270和低压房进出线插件板220；变频装置230包括变频器、一号低压开关柜233和制动电阻箱234，低压房进出线母排板210的输入端与高压房100的输出端电连接。变频器的输入端与顶驱驱动装置240的输入端电连接，且变频器与顶驱驱动装置240的连接处为第一连接端，第一连接端与低压房进出线母排板210电连接；且，辅助动力驱动装置250第一输入/输出端与第一连接端电连接。变频器的动力输出端电连接至低压房进出线母排板210，变频电动力机组310通过低压房进出线母排板210与变频器的动力输出端电连接。变频器的操作输出端与综合控制柜270的输入端电连接，且综合控制柜 270适用于控制远程控制箱和钻台操作箱。变频器制动输出端与一号低压开关柜233的输入端电连接，一号低压开关柜233的输出端与制动电阻箱234电连接。顶驱驱动装置240的输出端电连接至低压房进出线母排板210，辅助动力驱动装置250的第二输入/输出端电连接至低压房进出线插件板220。

此处，还需要指出的是，综合控制柜270内包括可编程控制器件和一体化工控制机。可编程控制器件将辅助动力装置400、变频装置230和电气设备采用现场总线的连接方式进行协调控制，并满足钻井的工艺要求。一体化工控机对各个设备运行的过程参数、状态进行实时显示。

更进一步的，在一种可能的实现方式中，变频器包括一号变频柜231和二号变频柜232，且变频电动力机组310包括一号动力机组311和二号动力机组312。一号变频柜231的输入端和二号变频柜232的输入端电连接，一号变频柜231和二号变频柜232的连接处为第二连接端，且第二连接端与低压房进出线母排板210电连接。一号变频柜231的制动输出端与一号低压开关柜233 的第一输入端电连接，二号变频柜232的制动输出端与一号低压开关柜233的第二输入端电连接。一号变频柜231的操作输出端与二号变频柜232的操作输出端电连接，且一号变频柜231的操作输出端与二号变频柜232的操作输出端的连接处为第三输出端，第三输出端与综合控制柜270的输入端电连接。一号变频柜231的动力输出端通过低压房进出线母排板210与一号动力机组311 电连接，二号变频柜232的动力输出端通过低压房进出线母排板210与二号动力机组312电连接。

此处，应当指出的是，一号动力机组311和二号动力机组312为1100KW 或者1200KW的交流变频电动机组，且一号电动机组和二号电动机组的电压均为600V的电压。此处，还需要指出的是电力变压器252的额定电压为600V，额定容量为1250KVA，此处的电力变压器252为辅助动力装置400提供了400V、 50Hz的交流电源。

更进一步的，在一种可能的实现方式中，一号变频柜231包括一号进线柜2311、一号整流柜2312、一号逆变柜2313和二号逆变柜2314，二号变频柜 232包括二号进线柜2321、二号整流柜2322、三号逆变柜2323和四号逆变柜 2324。一号进线柜2311和一号整流柜2312串联，其一号进线柜2311的输入端低压房进出线母排板210电连接，一号整流柜2312设有与一号低压开关柜233 的第一输入端电连接的制动输出端。一号逆变柜2313和二号逆变柜2314并联至一号整流柜2312的电路输出端，且一号逆变柜2313和二号逆变柜2314的动力输出端通过低压房进出线母排板210与一号动力机组311电连接，一号逆变柜2313和二号逆变柜2314的操作输出端与综合控制柜270的输入端电连接。二号进线柜2321和二号整流柜2322串联，其二号进线柜2321的输入端低压房进出线母排板210电连接，二号整流柜2322的设有与一号低压开关柜233的第二输入端电连接的制动输出端。三号逆变柜2323和四号逆变柜2324并联至二号整流柜2322的电路输出端，且三号逆变柜2323和四号逆变柜2324的动力输出端通过低压房进出线母排板210与二号动力机组312电连接，三号逆变柜 2323和四号逆变柜2324的操作输出端与综合控制柜270的输入端电连接。

此处，应当指出的是制动电阻箱234起到保护一号变频柜231和二号变频柜232的作用，更具体的在一号变频柜231和二号变频柜232产生大量的再生电能时，如果不及时消耗掉这部分再生电能，就会直接作用于变频器的直流电路部分(即，整流柜部分)，所以制动电阻箱234与整流柜电连接。

在一种可能的实现方式中，低压房200还包括补偿装置260，补偿装置260 的输入端与变频装置230的输入端电连接，补偿装置260和变频装置230的连接处为第四连接端，第四连接端与高压房100的输出端电连接，以使补偿装置260消除变频装置230产生的谐波。

更具体的，补偿装置260与低压房进出线母排板210电连接。由于，本公开实施例钻机网电系统中的低压房200中设有变频装置230，变频装置230在运行时会产生谐波，谐波由补偿装置260(补偿装置260即谐波抑制装置)来进行滤除，且补偿装置260设置在低压房200的总进线(即，在低压房进出线母排板210处)处。补偿装置260的无功功率为1080KVar，由此，来保证了本公开实施例钻机网电系统的平均功率因在0.95以上。

在一种可能的实现方式中，低压房200还包括附加电源500。辅助动力驱动装置250的第二输入/输出端与辅助动力装置400电连接，辅助动力驱动装置 250的第二输入/输出端与辅助动力装置400的连接处为第五连接端，第五连接端与附加电源500的输出端电连接。

此处，需要指出的是，附加电源500为400V的电源，附加电源500为备用电源可以通过400V的附加电源500给钻机供电(即，倒送电功能)。附加电源 500通过低压房进出线插件板220与辅助动力装置400、辅助动力驱动装置250 (具体即，第三开关柜253)电连接。在网电供电出现问题时，启动附加电源500来维持辅助动力装置400的正常工作，同时依次通过第三开关柜253、 1250KVA的变压器和第二开关柜251将400V的电压升为600V的电压作为600V的电源。600V的电源在并网后反送至变频装置230，让变频装置230轻负荷运行。由此，也实现了电气互锁的功能。

此处，还应当指出的是，一号进线柜2311、一号整流柜2312、一号逆变柜2313、二号逆变柜2314、二号进线柜2321、二号整流柜2322、三号逆变柜 2323、四号逆变柜2324、一号动力机组311、二号动力机组312、第一开关柜、第二开关柜251、第三开关柜253、电力变压器252、一号低压开关柜233、综合控制柜270和制动电阻箱234均可以采用本领域人员公知的技术手段来实现，固此处不做过多的赘述。

综上，本公开实施例应用于石油钻机的新型驱动系统中的低压房200的工作流程为：由低压房进出线母排板210引出总线，并将总线分为并行的5条分线(第一分线、第二分线、第三分线、第四分线、第五分线)。其中，第一分线经过一号进线柜2311、一号整流柜2312、一号逆变柜2313、二号逆变柜2314(一号逆变柜2313和二号逆变柜2314并联)传输至一号动力组，由此驱动一号动力组进行工作，在电流经过一号整流柜2312后还电连接至一号低压开关柜233，并通过一号低压开关柜233电连接至制动电阻箱234，在电流经过一号逆变器和二号逆变器后通过其操作输出端电连接至综合控制柜270。

第二分线经二号进线柜2321、二号整流柜2322、三号逆变柜2323、四号逆变柜2324(三号逆变柜2323和四号逆变柜2324并联)传输至二号动力组，由此驱动二号动力组进行工作，在电流经过二号整流柜2322后还电连接至一号低压开关柜233，并通过一号低压开关柜233电连接至制动电阻箱234，在电流经过三号逆变器和四号逆变器后通过其操作输出端电连接至综合控制柜270。

第三分线直接电连接至补偿装置260，第四分线经过第一开关柜与顶驱电连接，第五分线依次经过第二开关柜251、电力变压器252、第三开关柜253 电连接至辅助动力装置400。

如图1、图2、图4或图5所示，在一种可能的实现方式中，高压房100包括高压进线口110、中置柜120、高压电力变压器130、低压出线柜140和低压出线口150，高压进线口110适用于使电网缆线通过高压进线口110与中置柜 120的输入端电连接，中置柜120的输出端与高压电力变压器130的输入端电连接，高压电力变压器130的输出端与低压出线柜140的输入端电连接，低压出线柜140的输出端的线缆通过低压出线口与低压房200电连接。

此处，应当指出的是，高压电力变压器130可以将10KV的电压降至600V 的电压，高压电力变压器130的容量为3150KVA，且高压电力变压器130设有高压进行真空断路器、避雷针、接地检测、计量仪表和控制单元等电气设备，且其电气设备起到隔离、控制、计量和保护作用。此处，还应当指出是，高压电力变压器130为本领域人员公知的技术手段，固此处不再做详细赘述。

此处，还应当指出的是，中置柜120和低压出线柜140为本领域人员公知的技术手段，固此处也不做详细赘述。

10KV的电网的高压缆线经过高压进线口110与中置柜120电连接，由中置柜120进行电力电路实行控制保护、监视和测量。在由中置柜120的输出端电连接至高压电力变压器130，将10KV的电压降至600V，并依次经过低压出线柜140、低压出线口150电连接至低压房200。其中，低压出线柜140具有故障警报、带点显示、接地加测功能，以切实有效的手段保护人身安全。

如图1、图2或图8所示，在一种可能的实现方式中，本公开实施例应用于石油钻机的新型驱动系统还包括并车箱600，变频电动力机组310通过万向轴与并车箱600固定连接，并车箱600的输出轴适用于与钻机、绞车固定连接。更进一步的，电机机组300还包括柴油机组，柴油机组与并车箱600通过万向轴固定连接，并车箱600为链条并车箱600。更进一步的，只设有一台柴油机组。此处，应当指出的是，柴油机组的输出轴处可以设置有液力耦合器，以使柴油机组通过液力耦合器与并车箱600固定连接。

本公开实施例应用于石油钻机的新型驱动系统通过保留一台柴油机组，由此可以保证连接和机械传动的可靠性能，也可以保证在变频电动力机组 310故障的情况下或者工业电网停电时，有柴油机组继续提供工作动力，以实现钻机正常钻井的工作。

在一种可能的实现方式中，辅助动力装置400包括转盘变频器和钻井辅助设备电机控制中心，转盘变频器的输入端与辅助动力驱动装置250的输出端电连接，钻井辅助设备电机控制器的输入端与辅助动力驱动装置250的输出端电连接。且转盘变频器的输出端适于电连接电动转盘，钻井辅助设备电机控制器的输出端用于电连接钻井辅助设备。此处，应当指出的是，转盘变频器和钻井辅助设备电机控制中心为本领域的公知技术手段，固此处不做详细赘述。

如图6、图7、图9或图10所示，在一种可能的实现方式中，低压房200和高压房100设有冷却系统，附加电源500为发动机。此处，应当指出的是，低压房200的冷却系统为7.5冷吨空调，高压房100的冷却系统为1.5P空调。

在一种可能的实现方式中，高压房100还包括高压房体160，高压房体160 分为高压室161、变压室162和低压室163，其中，中置柜120固定安装在高压室161内，高压电力变压器130固定安装在变压室162内，低压出线柜140固定安装在低压室163内部。高压房体160的框架采用结构钢连续焊接而成，且高压房体160的房顶开设有导雨槽，高压房体160的墙和底层用整体发泡做隔热处理，地板及顶部也采用整体发泡做隔热处理，房内过道铺氯丁橡胶垫。房门向外开，配安全逃生门锁。高压房体160为白色，表面涂白色海洋漆，便于整体运输。高压房体160适用于环境温度-30℃～+50℃。房内配照明灯、应急照明灯和烟雾报警器。高压房100的高压室161内安装有1.5P壁挂空调，高压进线口110位于房体高压室161侧面底部，满足高压进线要求，并设有警示标识。变压室162顶部安装有排风装置(4台防爆通风机)，房体底侧部为设有吸风口，保证变压器工作时的温升在标准和规范规定的要求之内。同时，要采取措施(加开孔的护板)，防止老鼠、蛇等动物进入变压器室，以免引起事故。低压室163安装有一台1.5P分体式空调。连接至低压房200的电缆采用铜排连接，控制电缆用接插件连接。低压出线口150位于房体低压室163的侧面底部，设有警示标识。

在一种可能的实现方式中，低压房200还包括低压房体280，低压房体280 的内部分为电缆进出线室281、电控室282、空调内机室283和空调外机室284。低压房进出线插件板220和低压房进出线母排板210固定安装在电缆进出线室281内部，变频装置230、综合控制柜270、一号低压开关柜233、一号低压开关柜233、补偿装置260固定安装在电控室282内部。低压房体280的框架用结构钢连续焊接而成(保证有足够强度及绝缘性能)，低压房体280的房顶开设有导雨槽，墙和底层用整体发泡做隔热处理，地板及顶部做隔热处理，房内过道铺氯丁橡胶垫。房门向外开，配安全逃生门锁。房体为白色，表面涂白色海洋漆，便于整体运输。适用于环境温度-30℃～+50℃。房内配照明灯、应急照明灯和烟雾报警器。低压房体280配有两台工业空调(7.5冷吨，其中，有一台为备用空调)，保证室内温度在18℃～27℃。出风方式采用风道上出风，风口布局合理，保证房内各处温度一致。

如图1、图2、图3、图4或图8所示，在一种可能的实现方式中，本公开实施例应用于石油钻机的新型驱动系统还包括转盘变频和机电控制房、发电房、气源房、空压机、操作控制房700、绞车应急电机、绞车滚筒、涡磁刹车和泥浆泵，操作控制房700、内部设有司钻房，且本公开实施例钻机网电系统还设有多条电缆槽。其中，由高压房100引出总电缆槽，并由总电缆槽分至多条分电缆槽，一条分电缆槽连接至低压房200、一条分电缆槽连接至转盘变频和机电控制房、一条分电缆槽连接至发电房、一条分电缆槽连接至起源房、一条分电缆槽连接至一号电动机组、一条分电缆槽连接至二号电动机组。且由转盘变频和机电控制房引出一条分电缆槽、发电机引出一条分电缆槽、气源房引出一条分电缆槽并汇总连接至一号动力机组311的分电缆槽和二号动力机组312的分电缆槽的汇总处。

绞车应急电机的输出轴与绞车滚筒的一侧转轴固定连接，绞车滚筒的另一侧转轴和并车箱600的输出轴固定连接，且处于绞车滚筒一侧的并车箱600 的输出轴与涡磁刹车固定连接。并车箱600的输出轴与泥浆泵固定连接，且在一种可能的实现方式中，泥浆泵设有两台。此处，应当指出的是，空压机的输出轴也和并车箱600的输出轴固定连接。此处，还应当指出的是，绞车应急电机和绞车滚筒可以采用联轴器进行连接，绞车滚筒和并车箱600可以采用万向轴进行连接，涡磁刹车和并车箱600可以采用联轴器进行连接，空压机和并车箱600可以采用联轴器进行连接，泥浆泵和并车箱600可以采用联轴器进行连接。此处，应当指出的是，空压机、绞车应急电机、绞车滚筒、涡磁刹车和泥浆泵为本领域人员公知的技术手段，固此处不做详细赘述。

在一种可能的实现方式中，钻机设有操作控制箱，且操作控制箱通过低压房进出线插件板220与综合控制箱电连接。更进一步的，操作控制箱固定安装在司钻工可操作的范围内，操作控制箱为不锈钢结构，其主要完成变频装置230和控制系统的起停、电压指示、电流指示、功率指示、转矩指示、转速指示、故障指示、调速控制(手轮)、单机和并机运行选择等操作和显示功能。操作控制箱的箱体为不锈钢结构，具有防水、防尘、防震和防爆等功能，满足油田现场使用工况。此处，还应当那指出的是，由于本公开实施例钻机网电系统可以驱动两套钻井设备，所以操作控制箱以设有两套与两套钻井设备相对应。此处，还应当指出的是，操作控制箱本领域人员公知的技术手段，固此处不做详细赘述。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种应用于石油钻机的新型驱动系统，其特征在于：包括高压房、低压房、电机机组和辅助动力装置，其中，所述高压房的输入端适用于与网电电连接；

所述低压房包括变频装置、顶驱驱动装置和辅助动力驱动装置，所述电机机组包括变频电动力机组；

所述变频装置的输入端与所述高压房的输出端电连接，所述变频装置的动力输出端与所述变频电动力机组电连接，以使所述高压房输出的电压经所述变频装置调制后输入至变频电动力机组，以驱动变频电动力机组工作；

所述顶驱驱动装置的输入端与所述高压房的输出端电连接，以使高压房输出的电压经所述顶驱驱动装置调制后使所述顶驱驱动装置的输出端适用于电连接顶驱；

所述辅助动力驱动装置的第一输入/输出端与所述高压房的输出端电连接，所述辅助动力驱动装置的第二输入/输出端与所述辅助动力装置电连接，以使所述高压房输出的电压经所述辅助动力驱动装置降压处理后，使所述辅助动力驱动装置适用于驱动电动转盘和钻井辅助设备进行工作。

2.根据权利要求1所述的应用于石油钻机的新型驱动系统，其特征在于：所述顶驱驱动装置包括第一开关柜，所述第一开关柜的输入端与所述高压房的输出端电连接；

所述第一开关柜的输出端适用于和所述顶驱电连接。

3.根据权利要求1所述的应用于石油钻机的新型驱动系统，其特征在于：所述辅助动力驱动装置包括第二开关柜、电力变压器和第三开关柜；

所述第二开关柜的第一输入/输出端与所述高压房的输出端电连接；且

所述第二开关柜、所述电力变压器和所述第三开关柜依次串联；

所述第三开关柜的第二输入/输出端与所述辅助动力装置电连接，以使高压房输出的电压由所述第二开关柜的第一输入/输出端接收后，经所述电力变压器降压处理，再由所述第三开关柜传输至所述辅助动力装置。

4.根据权利要求1所述的应用于石油钻机的新型驱动系统，其特征在于：所述低压房还包括低压房进出线插件板、综合控制柜和低压房进出线母排板；所述变频装置包括变频器、一号低压开关柜和制动电阻箱；

所述低压房进出线母排板的输入端与所述高压房的输出端电连接；

所述变频器的输入端与所述顶驱驱动装置的输入端电连接，且所述变频器与所述顶驱驱动装置的连接处为第一连接端，所述第一连接端与所述低压房进出线母排板电连接；且，所述辅助动力驱动装置第一输入/输出端与第一连接端电连接；

所述变频器的动力输出端电连接至所述低压房进出线母排板，所述变频电动力机组通过所述低压房进出线母排板与所述变频器的动力输出端电连接；

所述变频器的操作输出端与所述综合控制柜的输入端电连接，且所述综合控制柜适用于控制远程控制箱和钻台操作箱；

所述变频器制动输出端与所述一号低压开关柜的输入端电连接，所述一号低压开关柜的输出端与所述制动电阻箱电连接；

所述顶驱驱动装置的输出端电连接至所述低压房进出线母排板，所述辅助动力驱动装置的第二输入/输出端电连接至所述低压房进出线插件板。

5.根据权利要求4所述的应用于石油钻机的新型驱动系统，其特征在于：所述变频器包括一号变频柜和二号变频柜，且所述变频电动力机组包括一号动力机组和二号动力机组；

所述一号变频柜的输入端和所述二号变频柜的输入端电连接，所述一号变频柜和所述二号变频柜的连接处为第二连接端，且所述第二连接端与所述低压房进出线母排板电连接；

所述一号变频柜的制动输出端与所述一号低压开关柜的第一输入端电连接，所述二号变频柜的制动输出端与所述一号低压开关柜的第二输入端电连接；

所述一号变频柜的操作输出端与所述二号变频柜的操作输出端电连接，且所述一号变频柜的操作输出端与所述二号变频柜的操作输出端的连接处为第三输出端，所述第三输出端与所述综合控制柜的输入端电连接；

所述一号变频柜的动力输出端通过所述低压房进出线母排板与所述一号动力机组电连接，所述二号变频柜的动力输出端通过所述低压房进出线母排板与所述二号动力机组电连接。

6.根据权利要求5所述的应用于石油钻机的新型驱动系统，其特征在于：所述一号变频柜包括一号进线柜、一号整流柜、一号逆变柜和二号逆变柜；

所述二号变频柜包括二号进线柜、二号整流柜、三号逆变柜和四号逆变柜；

所述一号进线柜和所述一号整流柜串联，其所述一号进线柜的输入端所述低压房进出线母排板电连接，所述一号整流柜设有与所述一号低压开关柜的第一输入端电连接的制动输出端；

所述一号逆变柜和所述二号逆变柜并联至所述一号整流柜的电路输出端，且所述一号逆变柜和所述二号逆变柜的动力输出端通过所述低压房进出线母排板与所述一号动力机组电连接，所述一号逆变柜和所述二号逆变柜的操作输出端与所述综合控制柜的输入端电连接；

所述二号进线柜和所述二号整流柜串联，其所述二号进线柜的输入端所述低压房进出线母排板电连接，所述二号整流柜设有与所述一号低压开关柜的第二输入端电连接的制动输出端；

所述三号逆变柜和所述四号逆变柜并联至所述二号整流柜的电路输出端，且所述三号逆变柜和所述四号逆变柜的动力输出端通过所述低压房进出线母排板与所述二号动力机组电连接，所述三号逆变柜和所述四号逆变柜的操作输出端与所述综合控制柜的输入端电连接。

7.根据权利要求1所述的应用于石油钻机的新型驱动系统，其特征在于：所述低压房还包括补偿装置；

所述补偿装置的输入端与所述变频装置的输入端电连接，所述补偿装置和所述变频装置的连接处为第四连接端，所述第四连接端与所述高压房的输出端电连接，以使所述补偿装置消除所述变频装置产生的谐波。

8.根据权利要求1所述的应用于石油钻机的新型驱动系统，其特征在于：所述低压房还包括附加电源；

所述辅助动力驱动装置的第二输入/输出端与所述辅助动力装置电连接，所述辅助动力驱动装置的第二输入/输出端与所述辅助动力装置的连接处为第五连接端，所述第五连接端与所述附加电源的输出端电连接。

9.根据权利要求1所述的应用于石油钻机的新型驱动系统，其特征在于：所述高压房包括高压进线口、中置柜、高压电力变压器、低压出线柜和低压出线口；

所述高压进线口适用于使电网缆线通过所述高压进线口与所述中置柜的输入端电连接，所述中置柜的输出端与所述高压电力变压器的输入端电连接，所述高压电力变压器的输出端与所述低压出线柜的输入端电连接，所述低压出线柜的输出端的线缆通过低压出线口与所述低压房电连接。

10.根据权利要求1所述的应用于石油钻机的新型驱动系统，其特征在于：还包括并车箱，所述变频电动力机组通过万向轴与所述并车箱固定连接；

所述并车箱的输出轴适用于与所述钻机、绞车固定连接；

所述辅助动力装置包括转盘变频器和钻井辅助设备电机控制器；

所述转盘变频器的输入端与所述辅助动力驱动装置的输出端电连接，所述钻井辅助设备电机控制器的输入端与所述辅助动力驱动装置的输出端电连接；

且所述转盘变频器的输出端适用于电连接所述电动转盘；

所述钻井辅助设备电机控制器的输出端适用于电连接所述钻井辅助设备。

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