鉆機(jī)動(dòng)力控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種鉆機(jī)動(dòng)力控制裝置，其特征在于，包括：至少一套電網(wǎng)供電裝置和至少一套柴油機(jī)供電裝置，所述電網(wǎng)供電裝置包括一將電網(wǎng)高電壓轉(zhuǎn)換為井場設(shè)備使用的低電壓的第一變壓器，所述第一變壓器連接有第一母排，第一變頻器連接所述第一母排，所述第一變頻器控制變頻電機(jī)拖動(dòng)井場設(shè)備；還包括一與第一母排連接的第二變壓器，所述第二變壓器將第一母排的低電壓轉(zhuǎn)換為其他控制裝置供電的第二母排，所述其他控制裝置包括一與第二母排連接的PLC控制變頻器，和一與PLC控制變頻器連接的人機(jī)界面屏幕；所述PLC控制變頻器還連接有第一變頻器。通過變頻器及變頻電機(jī)速度可調(diào)的特點(diǎn)，解決機(jī)械鉆機(jī)不能調(diào)速，故障率高的問題。
【專利說明】鉆機(jī)動(dòng)力控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種陸地鉆機(jī)動(dòng)力源替代的控制裝置，特別涉及一種節(jié)能、綠色環(huán)保的柔性動(dòng)力的鉆機(jī)動(dòng)力控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)油田使用的鉆機(jī)以柴油為燃料，用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，燃油成本占鉆井成本的比例逐年上升，而且居高不下；同時(shí)在鉆井施工過程中，柴油機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生的噪音和廢氣對(duì)環(huán)境造成污染。機(jī)械/機(jī)電復(fù)合驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)一般采用3-4臺(tái)柴油機(jī)并車驅(qū)動(dòng)，柴油機(jī)在運(yùn)行中易出故障，維修量大，而且機(jī)械鉆機(jī)不能調(diào)速，故障率高，無法更好地滿足低泵沖、小排量、固井灌漿等鉆井工藝要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種節(jié)能高效、綠色環(huán)保、柔性動(dòng)力的鉆機(jī)動(dòng)力控制裝置，該控制裝置采用油網(wǎng)電改造變頻控制供電裝置，直接從工業(yè)電網(wǎng)上獲取動(dòng)力，經(jīng)變壓器轉(zhuǎn)換，直接將高壓網(wǎng)電變換為滿足鉆機(jī)系統(tǒng)使用的動(dòng)力源；
[0004]并且通過變頻電機(jī)可以調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)對(duì)鉆井設(shè)備運(yùn)行速度的調(diào)整，提高能源的利用率，和鉆機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；
[0005]綜上所述，降低了噪音污染，實(shí)現(xiàn)大氣污染零排放，使鉆井工作更加安全、高效和環(huán)保，節(jié)省大量的燃油和維護(hù)成本，明顯提高經(jīng)濟(jì)效益。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取了如下的技術(shù)方案:
[0007]鉆機(jī)動(dòng)力控制裝置，包括:
[0008]至少一套電網(wǎng)供電裝置和至少一套柴油機(jī)供電裝置，所述電網(wǎng)供電裝置和柴油機(jī)供電裝置構(gòu)成供電冗余結(jié)構(gòu)，
[0009]所述電網(wǎng)供電裝置包括一將電網(wǎng)高電壓轉(zhuǎn)換為井場設(shè)備使用的低電壓的第一變壓器，所述第一變壓器連接有第一母排，第一變頻器連接所述第一母排，所述第一變頻器控制變頻電機(jī)拖動(dòng)井場設(shè)備；裝置可I臺(tái)變頻電機(jī)運(yùn)行，也可2臺(tái)變頻電機(jī)并車運(yùn)行，可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)實(shí)際需求配置，節(jié)能高效。
[0010]還包括一與第一母排連接的第二變壓器，所述第二變壓器將第一母排的低電壓轉(zhuǎn)換為其他控制裝置供電的第二母排，所述其他控制裝置包括一與第二母排連接的PLC控制變頻器，和一與PLC控制變頻器連接的人機(jī)界面屏幕；所述PLC控制變頻器還連接有第一變頻器。
[0011]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述第一母排上還連接有無功補(bǔ)償器，該無功補(bǔ)償器用于對(duì)電網(wǎng)供電裝置進(jìn)行諧波抑制和無功補(bǔ)償。
[0012]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述柴油機(jī)供電裝置包括一柴油機(jī)，以及與柴油機(jī)配合設(shè)置的耦合器，該柴油機(jī)供電裝置的電能通過耦合器轉(zhuǎn)換為機(jī)械能后，通過離合器帶動(dòng)整體鏈條并車箱工作。
[0013]在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述變頻電機(jī)通過離合器帶動(dòng)整體鏈條并車箱工作。
[0014]通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015]基于變頻電機(jī)的可調(diào)速特點(diǎn)，此控制裝置亦可以對(duì)現(xiàn)有的鉆進(jìn)設(shè)備如絞車、泥漿泵等進(jìn)行速度可調(diào)的柔性控制。
[0016]1.工業(yè)電網(wǎng)的穩(wěn)定型和電機(jī)的可靠性、增加鉆機(jī)的動(dòng)力穩(wěn)定性和可靠性。
[0017]2.減少柴油機(jī)的維護(hù)和柴油的運(yùn)輸使用費(fèi)用。
[0018]3.噪音低，無廢氣污染，實(shí)現(xiàn)零排放。
[0019]4.可對(duì)鉆井設(shè)備進(jìn)行調(diào)速等柔性控制。改造后泥漿泵排量大、泵壓高，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速聞，扭矩大，可大大提聞鉆進(jìn)速度。
[0020]5.鉆機(jī)網(wǎng)電供電裝置結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便。
[0021]6.改善施工現(xiàn)場，減小周邊環(huán)境的影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1是本實(shí)用新型的改造裝置總體流程圖。
[0024]圖2是本實(shí)用新型的電網(wǎng)供電裝置的控制原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]本實(shí)用新型利用高壓電網(wǎng)供電，采用電驅(qū)動(dòng)方式，提高了鉆機(jī)的技術(shù)性能，使得其速度可調(diào)，達(dá)到鉆機(jī)使用效果。
[0026]本實(shí)用新型主要由高壓房變壓單元和變頻房控制單元兩個(gè)部分構(gòu)成，前者主要是把井場附件的35KV的網(wǎng)電變壓為0.6KV的井場設(shè)備供電；后者則通過變頻器、PLC等控制，提供可調(diào)速的動(dòng)力源來鏈條拖動(dòng)原有的井場鉆井設(shè)備。
[0027]下面結(jié)合圖1和圖2，對(duì)本實(shí)用新型的系統(tǒng)流程圖作詳細(xì)描述，鉆機(jī)動(dòng)力控制裝置，包括:
[0028]至少一套電網(wǎng)供電裝置100和至少一套柴油機(jī)供電裝置200，所述電網(wǎng)供電裝置100和柴油機(jī)供電裝置200構(gòu)成供電冗余結(jié)構(gòu)，
[0029]該電網(wǎng)供電裝置100包括一將電網(wǎng)高電壓轉(zhuǎn)換為井場設(shè)備使用的低電壓的第一變壓器110，所述第一變壓器110連接有第一母排120，第一變頻器130連接所述第一母排120，所述第一變頻器130控制變頻電機(jī)140拖動(dòng)井場設(shè)備；該變頻電機(jī)140通過離合器帶動(dòng)整體鏈條并車箱工作。
[0030]還包括一與第一母排120連接的第二變壓器150，所述第二變壓器150將第一母排的低電壓轉(zhuǎn)換為其他控制裝置供電的第二母排160，其他控制裝置包括一與第二母排連接的PLC控制變頻器170，和一與PLC控制變頻器連接的人機(jī)界面屏幕180 ;所述PLC控制變頻器170還連接有第一變頻器130。
[0031]在本實(shí)施例中，第一母排120上還連接有無功補(bǔ)償器190，該無功補(bǔ)償器190用于對(duì)電網(wǎng)供電裝置進(jìn)行諧波抑制和無功補(bǔ)償。
[0032]第一變壓器110把35KV將降壓至600V，并將電能送至第一母排120，無功補(bǔ)償器190對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行諧波抑制和無功補(bǔ)償，第一變頻器130控制變頻電機(jī)140來拖動(dòng)井場設(shè)備。
[0033]第二變壓器150為600/400V的整流變壓器，輸出到400V到第二母排160，供電給MCC及其他控制設(shè)備；
[0034]PLC控制變頻器170同時(shí)輸出顯示參數(shù)到人機(jī)界面屏幕180，實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，也可記錄系統(tǒng)運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)。
[0035]上述柴油機(jī)供電裝置200包括一柴油機(jī)210，以及與柴油機(jī)配合設(shè)置的耦合器220，該柴油機(jī)供電裝置的電能通過耦合器轉(zhuǎn)換為機(jī)械能后，通過離合器230帶動(dòng)整體鏈條并車箱300工作，其中整體鏈條并車箱300連接有井場設(shè)備400。
[0036]鉆機(jī)網(wǎng)電供電裝置的電源引自附近35KV的工業(yè)電網(wǎng)，經(jīng)由高壓房3150kVA10kV/0.6kV(或35KV/0.6KV)的變壓器，變壓器低壓側(cè)配電斷路器(3200A)，輸出連接到井場控制核心設(shè)備變頻房，經(jīng)SVG有源濾波柜，用變頻器拖動(dòng)變頻電機(jī)再將電力傳遞達(dá)絞車，泥漿泵，和固控MCC部分，為整個(gè)鉆機(jī)設(shè)備提供動(dòng)力電源。
[0037]井場設(shè)備400由整體鏈條并車箱300來拖動(dòng)，一般情況下是由變頻電機(jī)140通過離合器230來帶動(dòng)整體鏈條并車箱300工作；但在變頻系統(tǒng)故障的時(shí)候，可以通過備用柴油機(jī)210及耦合器220來通過離合器230帶動(dòng)整體鏈條并車箱300工作。既經(jīng)濟(jì)環(huán)保，又具有電源冗余的功能。
[0038]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.鉆機(jī)動(dòng)力控制裝置，其特征在于，包括: 至少一套電網(wǎng)供電裝置和至少一套柴油機(jī)供電裝置，所述電網(wǎng)供電裝置和柴油機(jī)供電裝置構(gòu)成供電冗余結(jié)構(gòu)， 所述電網(wǎng)供電裝置包括一將電網(wǎng)高電壓轉(zhuǎn)換為井場設(shè)備使用的低電壓的第一變壓器，所述第一變壓器連接有第一母排，第一變頻器連接所述第一母排，所述第一變頻器控制變頻電機(jī)拖動(dòng)井場設(shè)備； 還包括一與第一母排連接的第二變壓器，所述第二變壓器將第一母排的低電壓轉(zhuǎn)換為其他控制裝置供電的第二母排，所述其他控制裝置包括一與第二母排連接的PLC控制變頻器，和一與PLC控制變頻器連接的人機(jī)界面屏幕；所述PLC控制變頻器還連接有第一變頻器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆機(jī)動(dòng)力控制裝置，其特征在于，所述第一母排上還連接有無功補(bǔ)償器，該無功補(bǔ)償器用于對(duì)電網(wǎng)供電裝置進(jìn)行諧波抑制和無功補(bǔ)償。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆機(jī)動(dòng)力控制裝置，其特征在于，所述柴油機(jī)供電裝置包括一柴油機(jī)，以及與柴油機(jī)配合設(shè)置的耦合器，該柴油機(jī)供電裝置的電能通過耦合器轉(zhuǎn)換為機(jī)械能后，通過離合器帶動(dòng)整體鏈條并車箱工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆機(jī)動(dòng)力控制裝置，其特征在于，所述變頻電機(jī)通過離合器帶動(dòng)整體鏈條并車箱工作。
【文檔編號(hào)】E21B3/02GK204060502SQ201420219509
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】馮海龍, 陳佩 申請(qǐng)人:海爾海斯(西安)控制技術(shù)有限公司