石油钻机的变频改造(变频器世界2005.9).docVIP

石油钻机的变频改造 山东新风光电子发展科技有限公司 吴海涛 周加胜 马凤梅 摘要：本文以大庆油田石油管理局井下作业分公司配备的我公司生产的JD-BP32-500型石油钻机变频器为例，介绍了石油钻机进行变频改造的意义、应用效果及使用价值。由于石油钻机的特殊的应用环境，在变频器的产品设计方面注意到了相关的技术难点，为该类产品的开发提供了相关的依据。 关键词：石油钻机 变频改造 应用 Abstract: The paper changes Model JD-BP32-500 petroleum rig inverter that our company produces and allocates for borehole operation branch company of petroleum administration of taching oilfield into example, has introduced it’s meaning, application effect and value in use that the oil rigs carry on the frequency conversion transforming。Because of the special application environment of the oil rig ,we had noticed relevant technological nodus in product design of inverters, thus have offered relevant bases for development of this kind of product. Keywords: oil rig Frequency conversion transforming Application 引言：随着现代电力电子技术及微电子技术的飞速发展，变频器作为一种现代工业革命的产物，已越来越多地应用到工业生产的各个领域。从低压到高压，从普通到特殊，变频器在调速和节能等方面都发挥着无可替代的作用，并正在逐步地向纵深拓展。现在我们应大庆油田石油管理局井下作业分公司的要求，对其钻井设备—石油钻机又进行了变频改造，并收到了较好的效果。 石油钻机的系统简介 石油钻机是油田生产的关键设备之一，随着生产效率的不断提高，对钻井系统的要求也越来越高。钻井过程中钻杆需要频繁的提放，由于钻具重，要求提放要稳，到位准确，这是对钻机控制系统的总体要求。 现场的动力系统是有两台500KW的发电机组并网发电，供一台钻机及其他几台37KW的电机使用，用来驱动钻井用钻盘和提放钻杆及起放井架的绞车。打井深度为3000m（称30钻机）。所配置的电机，型号为Y423-6-500BPR，其主要参数如下表： 额定频率 33.5HZ 额定电压 380V 额定电流 924A 额定功率 500KW 最高钻速 1200r/min 额定钻速 660r/min 额定效率 94.5% 功率因数 0.86 其工作过程为变频电机通过变速箱和转盘同滚筒相连接，来驱动转盘和绞车，采用气动离合器，以保证可靠性和安全性。且绞车刹车系统为盘式刹车，减少了原系统带来的不稳定性。并且整套系统配有紧急制动刹车，紧急情况下使用增强了安全性和可靠性。 变频器的配置情况 根据现场的特殊情况，我们选用了本公司生产的JD-BP32-500型500KW/380V的变频器。其基本的参数为： 输入：三相，380V，50HZ 输出：三相，0-380V，0-50HZ 频率范围：0-50HZ 最高频率：33.5—50HZ任意设定 基本频率：0—33.5HZ之间任意设定 启动频率: 0—5HZ 转矩提升：根据负载转矩调整到最佳 根据现场的特殊要求，经常用在低频2—5HZ，并且提升量大，所以变频器在额定频率0—33.5HZ采用恒转矩输出，33.5HZ以上采用恒功率输出。为适应大功率输出，以及负载根据地质情况的频繁波动，并且电流变化大，而且有频繁的周期性波动，以及现场安装空间的限制，使变频器体积尽量的小。我们采用两单元并联输出，每个单元四个功率模块直接并联的特殊结构，模块并联中产生的均流问题，我们采用均流电抗和强制均流两种方式，使每个模块都能正常工作。由于变频器输出电流大（接近2KA），为防止强电流磁场造成的干扰，传输信号采用光纤通讯，并且控制电路也增加相应的抗干扰措施，从而增加了变频器工作的安全性，收到了