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數控變頻電動鉆機ZJ70DBS
發布時間:2014-4-16
 鉆機主要技術規范

(1) 名義鉆深 (5 ″鉆桿 ) 7000m 
(2) 
最大鉤載 4500kN 
(3) 
最大鉆柱重量 2520kN 
(4) 
提升系統繩系 6 × 7 順穿
(5) 
鉆井鋼絲繩直徑 φ 38.1mm 
(6) 
絞車額定輸入功率 1940kW(2600hp) 
(7) 
絞車速度 無級調速 
(8) 
轉盤開口直徑 φ 950mm  37 1 / 2 ″ 
(9) 
泥漿泵額定功率×臺數 
     1176kW(1600hp)×3 

(10) 
井架有效高度 / 型式 45m/ K 
(11) 
鉆臺高度 10.5m 
     
鉆臺面積 126m2  11.4m × 11.08m 
(12) 
底座凈空高度 9.2m 
(13) 
供氣系統 
     
儲氣罐容量 2 × 3 m 3 +2m3 
     
最高工作壓力 1MPa 
(14) 
雙立管高壓管匯 4 ″× 35MPa 
(15) 
鉆機裝機總功率 5200kW 
     
主發電機組柴油機型號 CAT3512B × 4 
     
發電機型號 SR4B 
     
發電機功率 1200kW × 4 
     
電壓 690V 
     
輔助發電機組型號 CAT3412 400kW 
     
發電機型號 SR4B 
     
電壓 400V 
(16) 
傳動方式 AC-VFD-AC 
(17) 
交流變頻電動機總功率 5885kW 
     
絞車電機 970kW × 2 
     
泥漿泵電機 1100kW × 3 
     
轉盤電機 600kW 
     
絞車輔助驅動電機 45kW 
(18) 
逆變調速柜 
     
臺數 5  
     
額定輸出電壓 0  690V(AC) 
     
額定效率 97% 

鉆機主要特點

(1) ZJ70DBS 鉆機的電控系統是建立在總線通訊技術基礎上的數字控制系統,對變頻系統及各個功能部件進行自動控制,用程序來確保整個系統的高效、安全運行。該鉆機設計有較為完善的鉆井參數和電氣參數調控、顯示、采集、儲存和傳輸設置系統,為鉆井工程實現信息化、智能化創造了必要條件。

(2) ZJ70DBS 鉆機電傳動系統:為滿足強化鉆井工藝的要求,鉆機配 4  1200kW 數控電噴主柴油發電機組加 1  400kW 輔助發電機組,為鉆機提供動力。 3  1600hp 泥漿泵分別由單臺基頻功率 1100kW (持續功率達 1176kW )交流變頻電動機驅動;絞車由 2  970kW 交流變頻電動機驅動,絞車配有45kW 輔助驅動電機,具備自動送鉆和應急操作功能;轉盤由 1  600kW 交流變頻電動機獨立驅動。主電機系統選定 690V 歐洲制式,可較大幅度地降低制造成本,簡化傳動。絞車、轉盤及泥漿泵驅動采用直接轉矩控制的交流變頻技術,鉆機主要功能實現數字程序控制。絞車實現能耗制動和數控恒鉆壓自動送鉆。

(3) 轉盤由 1  600kW 變頻電機通過萬向軸直接驅動,轉盤轉速可在 0  300r/min 之間無級調節。電機動力特性柔和,有較大的調速范圍和較強的超扭矩能力,轉盤正常工作最大扭矩達 32.36kN.m 。轉盤控制系統具備完善的監控和過扭保護功能,保護扭矩值可在 0  100 %范圍內任意設置。因此,在鉆井過程中,可隨時準確判斷井下鉆頭的運行狀況,避免掉牙輪等事故的發生,最大限度地保證鉆井工程的順利進行。轉盤設慣性剎車,并與電氣傳動連鎖控制,確保斷電時自動剎車,避免操作過程中意外事故的發生。

(4) 絞車布置在低位,使鉆臺面更加寬敞,還可減少鉆臺面的振源,也方便絞車吊裝。 JC70DB 絞車為單軸齒輪傳動,無級調速,具有重量輕、體積小、維護工作量小等特點。絞車速度及功能控制采用能耗制動及交流變頻控制,正常情況下液壓盤剎僅起駐車、定位和緊急停車作用,但同時具有手動控制下放鉆具功能。絞車所有運行參數,包括起下鉆速度、大鉤位置、各種安全設置、數控變頻自動送鉆、能耗制動等功能,均通過計算機和電控系統實現了全數字控制。

(5) 綜合國際先進井架底座之所長,結合本鉆機絞車下臺的特點,充分考慮國內材料及工藝技術,采用了第一節井架與底座合為一體,一次旋升新型結構,鉆臺隨井架一并起升到位。傳統的井架與底座的連接只有 2  4 個銷連接,該創新設計則為 8 個銷連接,使井架底座穩定性大為提高,重量減輕,減少了安裝和吊運工作量。并配有可靠、防爆的液壓井口吊裝裝置。鉆臺面預留安裝全套液壓機具的位置。

(6) 電氣傳動系統特點

 直接轉矩控制

采用直接轉矩控制,具備優異的轉矩響應特性,優良的低速性能。直接轉矩控制用空間矢量分析方法,直接在定子坐標系下計算和控制交流電動機的轉矩,對逆變器的開關狀態進行最佳控制,以獲得轉矩的高動態性能。

變頻系統采用共用直流母線

采用兩套完全獨立的整流單元向直流母線供電,可互為備用。采用這種模式構成變頻調速系統,比單傳動模塊的外型尺寸大幅度降低。

能耗制動(宏華公司專利技術 , 專利號: ZL02 2 22560.9 利用鉆具下放使絞車電機工作在發電狀態,形成制動力矩。用能耗制動替代傳統的電磁渦流剎車,改變了傳統的輔助剎車概念,使剎車系統和變頻技術有機的融合在一起。

數控變頻自動送鉆(宏華公司專利技術,專利號: ZL02 2 22561.7 利用變頻技術和全數字控制技術實現鉆機自動送鉆。送鉆時由數字化變頻拖動系統設定恒力矩反拖滾筒,自動調速和保護,達到恒壓穩速送鉆目的,送鉆鉆壓誤差小于± 500kg 。自動送鉆系統與撈砂絞車共用一套變頻系統。

全數字化操作控制系統

鉆機操作控制系統實現了全數字化化,實現參數(信號)的顯示、存儲、打印、遠程監控和管理。

零轉速輸出最大轉矩

利用變頻技術的特性,使絞車系統在零轉速時實現最大轉矩輸出,保證鉆機提升系統的懸持功能,徹底改變了傳統的司鉆操作方式。

鉆機滿足頂驅安裝的要求,電氣系統提供 600V 頂驅的電源接口,頂驅的司鉆控制臺安裝在司控房內,便于操作。

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