自升平臺(tái)鉆井抬升集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，涉及自升平臺(tái)鉆井抬升集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界能源需求的不斷加大及陸上石油資源的逐漸枯竭，造成海上石油鉆井平臺(tái)的需求在最近幾十年迅猛發(fā)展。常規(guī)的自升式鉆井平臺(tái)都有鉆井和抬升2大系統(tǒng)。抬升到位后進(jìn)行鉆井，鉆井結(jié)束后進(jìn)行抬升。抬升和鉆井兩個(gè)機(jī)構(gòu)不會(huì)同時(shí)操作。但目前世界上現(xiàn)存的鉆井平臺(tái)的抬升和鉆井機(jī)構(gòu)的抬升電控系統(tǒng)都是完全獨(dú)立了。這其中的主要原因是鉆井機(jī)構(gòu)和抬升機(jī)構(gòu)都是獨(dú)立分包，都有其獨(dú)立的供應(yīng)商，而且現(xiàn)有的系統(tǒng)被為數(shù)不多的幾家供應(yīng)商壟斷，對(duì)于平臺(tái)買家或船廠來(lái)說(shuō)處于強(qiáng)勢(shì)地位，造成不同廠家間的系統(tǒng)無(wú)法兼容和資源共享集成。
[0003]另外，隨著近海和淺層油氣資源的開(kāi)發(fā)殆盡，海上鉆井平臺(tái)也逐漸向外海和地下深層油氣發(fā)展。在現(xiàn)有通用的平臺(tái)船型框架下要求的鉆井深度不斷加大，所處海域的水深也不斷加深，這必然造成現(xiàn)有鉆井系統(tǒng)和抬升系統(tǒng)增加工作范圍，必然造成電氣系統(tǒng)的功率容量也隨之增加，電控系統(tǒng)的空間尺寸和重量也不斷增長(zhǎng)。同時(shí)，隨著變頻交流調(diào)試技術(shù)的成熟及抬升及鉆井實(shí)際應(yīng)用需求及功能精度等方面要求的提高，交流變頻技術(shù)已成為平臺(tái)上大功率設(shè)備運(yùn)行的主要驅(qū)動(dòng)方式。
[0004]另一方面，整個(gè)平臺(tái)上空間狹小，相關(guān)設(shè)備的空間尺寸要求相對(duì)緊湊?，F(xiàn)有的平臺(tái)船型限制了抬升機(jī)構(gòu)的規(guī)格參數(shù)，任意提高輸出能力還受到機(jī)構(gòu)金屬材質(zhì)強(qiáng)度等方面的約束，抬升機(jī)構(gòu)的輸出能力是有限制的。現(xiàn)有的抬升通常采用3或4套粧腿，通過(guò)獨(dú)立的3或4套電控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制，一旦其中的一套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)抬升機(jī)構(gòu)就無(wú)法進(jìn)行安全操作。
[0005]在傳統(tǒng)的起重機(jī)械電控系統(tǒng)中，不同時(shí)使用的起升機(jī)構(gòu)普遍采用變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的共享切換技術(shù)，并且此類應(yīng)用已經(jīng)非常成熟。在空間、成本等方面都非常有優(yōu)勢(shì)。
[0006]自升式鉆井平臺(tái)最基本的工況為:整個(gè)平臺(tái)拖行到指定海域位置后，進(jìn)行抬升操作，使整個(gè)平臺(tái)穩(wěn)定的插粧入海底，從而使平臺(tái)站立在水面之上。此時(shí)平臺(tái)鉆井滑移模塊移出進(jìn)行鉆井相關(guān)的工作，比如絞車升降機(jī)構(gòu)、泥漿循環(huán)處理機(jī)構(gòu)和頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行，從而開(kāi)始正式的鉆井采油工作。鉆井工作完成后，收回滑移模塊后，平臺(tái)抬升機(jī)構(gòu)下降，粧腿上升，平臺(tái)再次拖行到下一個(gè)指定海域采油。期間平臺(tái)的抬升作業(yè)和鉆井作業(yè)在時(shí)間上是不會(huì)同時(shí)作業(yè)的。兩套作業(yè)系統(tǒng)雖然都采用了變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，但兩套系統(tǒng)完全獨(dú)立。
[0007]基本的配置如圖1所示。鉆井變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的變壓器、整流單元、制動(dòng)單元、制動(dòng)電阻等獨(dú)用于鉆井系統(tǒng)的絞車、泥漿泵、頂驅(qū)等3大機(jī)構(gòu)。而平臺(tái)抬升用的3或4套變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)則直接從主配電系統(tǒng)取電并獨(dú)立驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的抬升機(jī)構(gòu)。
[0008]每套抬升機(jī)構(gòu)的獨(dú)立變頻系統(tǒng)如圖2所示。每套系統(tǒng)都分別從平臺(tái)配電系統(tǒng)單獨(dú)取電，都有各自獨(dú)立的變壓器、整流單元、制動(dòng)單元、制動(dòng)電阻等部分，最后輸出去各電機(jī)MCC0
[0009]對(duì)于以上這些情況，在平臺(tái)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)如下一些問(wèn)題:空間尺寸問(wèn)題，鉆井和抬升電控系統(tǒng)的功率容量較大，造成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)柜體空間尺寸等不斷增加，在固定的船型尺寸中無(wú)法完成電氣設(shè)備的布置，即使勉強(qiáng)完成安裝，今后的檢修和維護(hù)也非常困難；重量問(wèn)題，鉆井和抬升電控系統(tǒng)的功率容量較大造成電控系統(tǒng)重量急劇上升，影響到整個(gè)平臺(tái)的重量，造成現(xiàn)有抬升機(jī)構(gòu)無(wú)法抬起整個(gè)平臺(tái)；成本費(fèi)用問(wèn)題，變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)功率容量較大，電控系統(tǒng)的相關(guān)成本也不斷增加；現(xiàn)場(chǎng)施工問(wèn)題，電氣系統(tǒng)中的設(shè)備和電纜大量增加，現(xiàn)場(chǎng)電氣施工工作量和難度急劇增加，造成施工周期延長(zhǎng)，施工成本增加；安全冗余問(wèn)題，一旦抬升機(jī)構(gòu)上的任一條腿的電控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，整個(gè)抬升機(jī)構(gòu)就無(wú)法操作，可靠性安全性不高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的空間尺寸問(wèn)題，重量問(wèn)題，成本費(fèi)用問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)施工問(wèn)題和安全冗余問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種自升平臺(tái)鉆井抬升集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
[0011]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型，提供一種自升平臺(tái)鉆井抬升集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，包括主配電板、變頻驅(qū)動(dòng)電路。主配電板包括兩組并行的三相電源機(jī)組，分別是第一電源機(jī)組和第二電源機(jī)組。變頻驅(qū)動(dòng)電路包括兩組并行的運(yùn)行電路，分別是第一運(yùn)行電路和第二運(yùn)行電路。第一電源機(jī)組連接第一運(yùn)行電路，第二電源機(jī)組連接第二運(yùn)行電路，且第一運(yùn)行電路和第二運(yùn)行電路之間設(shè)有接通開(kāi)關(guān)。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例第一運(yùn)行電路包括多個(gè)并聯(lián)的第一抬升電機(jī)、第一制動(dòng)電阻、第一泥漿泵、第一頂部驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第一絞車。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例第二運(yùn)行電路包括多個(gè)并聯(lián)的第二抬升電機(jī)、第二制動(dòng)電阻、第二泥漿泵、第二頂部驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二絞車。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例負(fù)載測(cè)量計(jì)連接第一抬升電機(jī)、第二抬升電機(jī)和接通開(kāi)關(guān)，且負(fù)載測(cè)量計(jì)設(shè)定有預(yù)設(shè)值，負(fù)載測(cè)量計(jì)的讀數(shù)到達(dá)預(yù)設(shè)值時(shí)，負(fù)載測(cè)量計(jì)切換接通開(kāi)關(guān)。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例功率檢測(cè)計(jì)連接第一泥漿泵、第二泥漿泵和接通開(kāi)關(guān)，且功率檢測(cè)計(jì)設(shè)定有預(yù)設(shè)值，功率檢測(cè)計(jì)的讀數(shù)到達(dá)預(yù)設(shè)值時(shí)，功率檢測(cè)計(jì)切換接通開(kāi)關(guān)。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例轉(zhuǎn)速計(jì)連接第一頂部驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第二頂部驅(qū)動(dòng)電機(jī)和接通開(kāi)關(guān)，且轉(zhuǎn)速計(jì)設(shè)定有預(yù)設(shè)值，轉(zhuǎn)速計(jì)的讀數(shù)到達(dá)預(yù)設(shè)值時(shí)，轉(zhuǎn)速計(jì)切換接通開(kāi)關(guān)。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例張力檢測(cè)計(jì)連接第一絞車、第二絞車和接通開(kāi)關(guān)，且張力檢測(cè)計(jì)設(shè)定有預(yù)設(shè)值，張力檢測(cè)計(jì)的讀數(shù)到達(dá)預(yù)設(shè)值時(shí)，張力檢測(cè)計(jì)切換接通開(kāi)關(guān)。
[0019]在上述技術(shù)方案中，本實(shí)用新型使鉆井平臺(tái)的建造采購(gòu)成本大幅降低，電氣設(shè)計(jì)和布置大大簡(jiǎn)化，設(shè)備重量大幅降低，現(xiàn)場(chǎng)安裝和調(diào)試時(shí)間大幅壓縮。由于鉆井驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)自身的整流及制動(dòng)單元的冗余性，也使抬升機(jī)構(gòu)工作可靠性大幅提高。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是現(xiàn)有技術(shù)自升平臺(tái)鉆井抬升VFD驅(qū)動(dòng)示意圖；
[0021]圖2是現(xiàn)有技術(shù)自升平臺(tái)抬升VFD驅(qū)動(dòng)示意圖；
[0022]圖3是自升平臺(tái)鉆井抬升VFD集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)示意圖；
[0023]圖4是鉆井和抬升驅(qū)動(dòng)控制示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0025]本實(shí)用新型公開(kāi)了一種自升平臺(tái)鉆井抬升集成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括主配電板1、變頻驅(qū)動(dòng)電路2，下面來(lái)詳細(xì)說(shuō)明上述各個(gè)部件的結(jié)構(gòu)和連接關(guān)系。
[0026]如圖3所示，主配電板I包括兩組并行的三相電源機(jī)組，分別是第一電源機(jī)組3和第二電源機(jī)組4。變頻驅(qū)動(dòng)電路2包括兩組并行的運(yùn)行電路，分別是第一運(yùn)行電路5和第二運(yùn)行電路6。第一電源機(jī)組3連接第一運(yùn)行電路5，第二電源機(jī)組4連接第二運(yùn)行電路6，且第一運(yùn)行電路5和第二運(yùn)行電路6之間設(shè)有接通開(kāi)關(guān)7。
[0027]第一運(yùn)行電路5包括多個(gè)并聯(lián)的第一抬升電機(jī)81、第一制動(dòng)電阻82、第一泥漿泵83、第一頂部驅(qū)動(dòng)電機(jī)84和第一絞車85。
[0028]第二運(yùn)行電路6包括多個(gè)并聯(lián)的第二抬升電機(jī)91、第二制動(dòng)電阻92、第二泥漿泵93、第二頂部驅(qū)動(dòng)電機(jī)94和第二絞車95。
[0029]負(fù)載測(cè)量計(jì)10連接第一抬升電機(jī)81、第二抬升電機(jī)91和接通開(kāi)關(guān)7，且負(fù)載測(cè)量計(jì)10設(shè)定有預(yù)設(shè)值，負(fù)載測(cè)量計(jì)10的讀數(shù)到達(dá)預(yù)設(shè)值時(shí)，負(fù)載測(cè)量計(jì)10切換接通開(kāi)關(guān)7。
[0030]功率檢測(cè)計(jì)11連接第一泥漿泵83、第二泥漿泵93和接通開(kāi)關(guān)7，且功率檢11測(cè)計(jì)設(shè)定有預(yù)設(shè)值，功率檢測(cè)計(jì)11的讀數(shù)到達(dá)預(yù)設(shè)值時(shí)，功率檢測(cè)計(jì)11切換接通開(kāi)關(guān)7。
[0031]轉(zhuǎn)速計(jì)12連接第一頂部驅(qū)動(dòng)電機(jī)84、第二頂部驅(qū)動(dòng)電機(jī)94和接通開(kāi)關(guān)7，且轉(zhuǎn)速計(jì)12設(shè)定有預(yù)設(shè)值，轉(zhuǎn)速計(jì)12的讀數(shù)到達(dá)預(yù)設(shè)值時(shí)，轉(zhuǎn)速計(jì)12切換接通開(kāi)關(guān)7。
[0032]張力檢測(cè)計(jì)13連接第一絞