電動鉆機概述ZJDBDBDBPPT學習教案

1、會計學1電動鉆機概述電動鉆機概述ZJDBDBDB第1頁/共30頁基本技術參數(shù)名義鉆深( 114mm 鉆桿 ) 7000m 最大鉤載 4500kN絞車額定功率 1470kW絞車檔數(shù) I 無級調速提升速度 01.275m/s泥漿泵型號及臺數(shù) 3臺F-1600 轉盤開口名義直徑 952.5mm轉盤檔數(shù) I 無級調速井架型式及有效高度 “K”型 45m底座型式 雙升式/新型旋升式鉆臺高度 10.5mCAT 3512B發(fā)電機組 41900KVA交流變頻控制單元(VFD) 一對一 6+1套第2頁/共30頁 簡述 鉆機采用4臺1900KVA柴油發(fā)電機組作為主動力，發(fā)出600V/400V 50Hz交流電經(jīng)變頻

2、單元(VFD)變頻后，分別驅動絞車，轉盤、泥漿泵和獨立送鉆（應急）裝置的交流變頻電機。 轉盤：采用獨立驅動方式，由1臺600Kw變頻電機驅動。 絞車：由2臺高速、寬頻700Kw/800Kw變頻電機驅動，經(jīng)二級斜齒輪減速后帶動滾筒。 泥漿泵：配3臺，每臺泵均各由1臺1200Kw交流變頻電機驅動。 獨立送鉆（應急）裝置：由1臺37Kw變頻電機驅動。第3頁/共30頁 基本技術參數(shù) 名義鉆深(41/4鉆桿 ) 5000m 最大鉤載 3150kN 絞車額定功率 1100kW 絞車檔數(shù) I 無級調速 提升速度 01.35m/s 泥漿泵型號及臺數(shù) 2或3臺F-1600 轉盤開口名義直徑 952.5mm 轉盤

3、檔數(shù) I 無級調速 井架型式及有效高度 “K”型 45m 底座型式 雙升式/新型旋升式 鉆臺高度 9m CAT 3512B發(fā)電機組 31900KVA第4頁/共30頁 簡述 鉆機采用3臺1500KVA柴油發(fā)電機組作為主動力，發(fā)出600V/400V 50Hz交流電經(jīng)變頻單元(VFD)變頻后，分別驅動絞車，轉盤、泥漿泵和獨立送鉆（應急）裝置的交流變頻電機。 轉盤：采用獨立驅動方式，由1臺600Kw變頻電機驅動。 絞車：由2臺高速、寬頻600Kw變頻電機驅動，經(jīng)二級斜齒輪減速后帶動滾筒。 泥漿泵：配2或3臺，每臺泵均各由1臺1200Kw交流變頻電機驅動。 獨立送鉆（應急）裝置：由1臺37Kw變頻電機驅

4、動。第5頁/共30頁3、ZJ40DB鉆機 基本技術參數(shù) 名義鉆深(41/4鉆桿 ) 4000m 最大鉤載 2250kN 絞車額定功率 735kW 絞車檔數(shù) I 無級調速 提升速度 01. 45m/s 泥漿泵型號及臺數(shù) 2臺F-1300 轉盤開口名義直徑 698.5mm 轉盤檔數(shù) I 無級調速 井架型式及有效高度 “K”型 43m 底座型式 雙升式 鉆臺高度 7.5m CAT 3512B發(fā)電機組 21900KVA 交流變頻控制單元(VFD) 一對一 5+1套第6頁/共30頁 3、ZJ40DB鉆機 簡述 鉆機采用2臺1900KVA柴油發(fā)電機組作為主動力，發(fā)出600V 50Hz交流電經(jīng)變頻單元(VF

5、D)，分別驅動絞車，轉盤、泥漿泵和獨立送鉆（應急）裝置的交流變頻電機。 轉盤：采用獨立驅動方式，由1臺500Kw變頻電機驅動。 絞車：由2臺高速、寬頻500Kw變頻電機驅動，經(jīng)二級斜齒輪減速后驅動滾筒。 泥漿泵：配2臺，每臺泵均各由1臺970Kw交流變頻電機驅動。 獨立送鉆（應急）裝置：由1臺37Kw變頻電機經(jīng)行星減速后驅動滾筒。第7頁/共30頁 1、采用先進的交流變頻控制技術，通過系統(tǒng)PLC和觸摸屏及氣、電、液、鉆井參數(shù)的一體化設計，實現(xiàn)鉆機智能化司鉆控制。 2、 鉆機采用寬頻大功率交流變頻電機驅動，實現(xiàn)絞車、轉盤、泥漿泵的100全程調速。 3、 鉆機絞車為單軸齒輪傳動，一檔無級調速，機械傳

6、動簡單、可靠。剎車采用液壓盤式剎車與電機能耗制動組合，能通過計算機定量控制制動扭矩，實現(xiàn)零速懸停。 4、 絞車采用獨立電機自動送鉆系統(tǒng)、游車位置自動控制和工業(yè)電視監(jiān)控等系統(tǒng)，并可對起下鉆工況和鉆進工況進行實時監(jiān)控. 5、MCC系統(tǒng)采用SIEMENS智能化軟啟動裝置，采用ET200模塊實現(xiàn)MCC保護和監(jiān)控。技術先進性能可靠。第8頁/共30頁1、JC70DB絞車 基本參數(shù) 最大輸入功率 1470kW 最大快繩拉力 485kN 提升檔位 1+1R 主滾筒尺寸 7701434mm 剎車盤直徑 1520mm 適用鋼絲繩直徑 38mm 主剎車 液壓盤式剎車 輔助剎車 電機能耗制動第9頁/共30頁1、JC7

7、0DB絞車 絞車傳動流程 絞車由兩臺700kW 02800r/min的交流變頻電機分別經(jīng)兩臺二級齒輪減速箱減速后，驅動單滾筒。在右齒輪箱輸出端的另一側由一臺37kW交流變頻電機驅動一臺擺線減速箱，經(jīng)推盤離合器及一級齒輪減速后帶動單滾筒。正常情況下該裝置作為自動送鉆用，一旦主電機出現(xiàn)異常該裝置可以作為應急用，活動鉆具并可提起最大鉆柱重量。第10頁/共30頁2、JC50DB絞車 絞車傳動流程 JC-50DB絞車由2臺600V 600kW 02600r/min的交流變頻電機經(jīng)1臺二級齒輪減速箱減速后，驅動單滾筒。在齒輪箱輸出端的另一側由一臺37kW交流變頻電機驅動一臺擺線減速箱，經(jīng)推盤離合器及一級齒

8、輪減速后帶動單滾筒。正常情況下該裝置作為自動送鉆用，一旦主電機出現(xiàn)異常該裝置可以作為應急用，活動鉆具并可提起最大鉆柱重量。第11頁/共30頁3、JC40DB絞車 絞車傳動流程 JC-40DB絞車由2臺600V 500kW 02600r/min的交流變頻電機經(jīng)1臺二級齒輪減速箱減速后，驅動單滾筒。在齒輪箱輸出端的另一側由一臺37kW交流變頻電機驅動一臺擺線減速箱，經(jīng)推盤離合器及一級齒輪減速后帶動單滾筒。正常情況下該裝置作為自動送鉆用，一旦主電機出現(xiàn)異常該裝置可以作為應急用，活動鉆具并可提起最大鉆柱重量。第12頁/共30頁結構型式及特點1）絞車為齒輪傳動單滾筒軸型式，滾筒開槽。2）剎車采用液壓盤式

9、剎車與電機能耗制動組合。液壓盤式剎車配單或雙剎車盤，同時設常閉、常開鉗。3）絞車減速箱采用大模數(shù)硬齒面齒輪，齒輪及軸承潤滑采用強制潤滑。設置潤滑系統(tǒng)自動檢測裝置，當潤滑系統(tǒng)出現(xiàn)異常，鉆機控制系統(tǒng)自動實現(xiàn)緊急剎車，保證減速箱安全運行。4）絞車的所有控制(電、氣、液)均集中在司鉆控制房內。5）電機、減速箱、滾筒軸及剎車等為一個運輸單元。6）絞車設有獨立電機自動送鉆裝置，功能有二：一是送鉆時由數(shù)字化變頻系統(tǒng)設定恒扭矩，反拖滾筒，自動調速和保護，達到恒壓穩(wěn)速送鉆目的，送鉆速度0.1-36m/h,送鉆鉆壓誤差小于5kN。二是當主系統(tǒng)發(fā)生故障時，輔助系統(tǒng)進行應急操作，能提升最大鉆柱重量。第13頁/共30頁

10、 4、 泵組電機配備 F-1600電動泵組 1臺1200kW變頻電機 F-1300電動泵組 1臺970kW變頻電機 四 、主要部件介紹第14頁/共30頁 5、 轉盤傳動方案 轉盤采用獨立驅動方式 由1臺600kW/500kW交流變頻電機經(jīng)萬向軸直接驅動或經(jīng)鏈條箱減速后驅動轉盤，整體沉于鉆臺面下，并與鉆臺面平齊。電機、冷卻風機及通風管均布置在底座內。四 、主要部件介紹第15頁/共30頁6、 井架、底座 井架有效高度ZJ70DB及ZJ50DB均為45m, ZJ40DB為44m；前開口型,通過絞車動力整體起放，滿足安裝各型頂驅的需要。 底座高度ZJ70DB為10.5m，ZJ50DB及ZJ40DB為9

11、m, 采用雙升式或新型旋升式結構, 通過絞車動力整體起放。 井架和底座的單件最大運輸尺寸長度不超過13m，寬度不超過3m，高度不超過2m，重量不超過22t。四 、主要部件介紹第16頁/共30頁五、 一體化司鉆控制房： 司鉆控制房集鉆機電、氣、液控制及視訊系統(tǒng)于一體，實現(xiàn)司鉆對鉆機的整體監(jiān)測與控制。 四 、主要部件介紹鉆井參數(shù)顯示絞車控制井口工具、鉆具監(jiān)測固控、振動篩監(jiān)測 泥漿泵、轉盤控制 第17頁/共30頁 司鉆房主控制臺為左右兩個控制臺，分別固定于司鉆旋轉座椅左右兩側。司鉆主要控制手柄均布置在主控制臺上，控制臺可隨座椅一同升降旋轉，確保司鉆操作方便、視野開闊。四 、主要部件介紹液壓盤剎操作視

12、訊系統(tǒng)控制右控制臺MIC主控制臺左控制臺游車位置控制絞車控制轉盤慣剎自動送鉆離合液壓貓頭控制風動旋扣器控制第18頁/共30頁司鉆房周圍為司鉆輔助控制臺。 輔助控制臺工業(yè)監(jiān)控顯示與控制自動送鉆控制電控系統(tǒng)與一體化儀表顯示指重表與泵壓表 司鉆房設工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、防爆空調系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)、減震裝置、避光裝置等輔助設備，確保司鉆操作安全舒適。四 、主要部件介紹第19頁/共30頁 一、總體設計方案： 1、動力采用CAT3512B 1900KVA 600V 50Hz柴油發(fā)電機組，其中ZJ70DB為四臺， ZJ50DB為三臺， ZJ40DB為二臺。由ROSS HILL 1400型發(fā)電機控制系

13、統(tǒng)實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電和負荷均衡。 2、變頻單元采用進口SIEMENS全數(shù)字“一對一”矢量控制電壓源型交流變頻調速裝置。 3、MCC單元裝有400VAC、300kW輔助柴油發(fā)電機接口及進線斷路器。 4、MCC系統(tǒng)30KW以上電機采用SIEMENS新型的智能軟起動裝置，PLC控制，提高系統(tǒng)的可靠性。 5、系統(tǒng)配VFD房，其中ZJ70DB及ZJ50DB為二座， ZJ40DB為一座，外形尺寸控制在1200029003000mm以內。五 、電傳動控制系統(tǒng)第20頁/共30頁 6、采用大功率能耗制動單元和制動電阻定量控制制動扭矩，游車可實現(xiàn)平穩(wěn)下放。 7、獨立送鉆電機自動送鉆系統(tǒng)可實現(xiàn)0.136m/h速度范圍內的

14、恒鉆壓自動送鉆，有效的防止溜鉆、卡鉆、事故的發(fā)生。 8、鉆機控制系統(tǒng)以西門子PLC為控制核心，通過PROFIBUS-DP網(wǎng)絡,實現(xiàn)發(fā)電機控制單元、變頻器、智能遠程司鉆監(jiān)控、電液氣聯(lián)控、人機界面、自動送鉆、一體化儀表系統(tǒng)、游車位置等控制系統(tǒng)間的高速通訊。為鉆井工藝創(chuàng)建了一個數(shù)字化、信息化、智能化的管理平臺。 9、智能化遠程司鉆操作臺具有鉆機操作和鉆井參數(shù)實時顯示、電氣系統(tǒng)運行監(jiān)控與顯示、故障顯示、報警的齊備功能。五、電傳動控制系統(tǒng)第21頁/共30頁發(fā)電機控制單元自動送鉆控制單元交流變頻控制系統(tǒng)MCC 單 元一體化儀表系統(tǒng)智能游車位置控制網(wǎng) 絡 系 統(tǒng)智能化司鉆操作系統(tǒng)電控房、電纜及附件五、電傳動

15、控制系統(tǒng)第22頁/共30頁二、變頻系統(tǒng)配置 1、根據(jù)西門子變頻器功率系列，充分考慮絞車、轉盤、泥漿泵和獨立送鉆（應急）裝置不同的負載工況、互換性以及系統(tǒng)性價比，控制系統(tǒng)方案為全數(shù)字一對一方式，變頻器配置如下： ZJ70DB鉆機 絞車-2套： 800kW 轉盤-1套： 630kW 泵組-3套： 1200kW 獨立送鉆（應急）裝置-1套：45 kW ZJ50DB鉆機 絞車-2套： 630kW 轉盤-1套： 630kW 泵組-2或3套： 1200kW 獨立送鉆（應急）裝置-1套：45 kW ZJ40DB鉆機 絞車-2套： 600kW 轉盤-1套： 600kW 泵組-2或3套： 1000kW 獨立送鉆

16、（應急）裝置-1套：45 kW五、電傳動控制系統(tǒng)第23頁/共30頁 三、網(wǎng)絡系統(tǒng) 以西門子PLC為控制核心，通過Profibus網(wǎng)絡實現(xiàn)變頻器、智能遠程司鉆臺、自動送鉆、游車位置、MCC、和人機界面等設備的高速通訊，上位計算機實時監(jiān)控各系統(tǒng)的運行狀態(tài)和故障診斷，構成三級網(wǎng)絡系統(tǒng)，留有鉆井儀表的標準接口。還配有PLC故障時的冗余操作回路。五、電傳動控制系統(tǒng)第24頁/共30頁四、獨立變頻電機主動恒鉆壓自動送鉆 自動送鉆控制系統(tǒng)由人機界面、電控系統(tǒng)、變頻系統(tǒng)、電動機、傳感器組成。在正常鉆進作業(yè)時，游動系統(tǒng)的懸重通過滾筒及齒輪傳動以反扭矩拖動送鉆電機，通過對該電機速度和扭矩的精確控制，可實現(xiàn)數(shù)控變頻恒

17、鉆壓自動送鉆。*恒鉆壓送鉆 速度范圍: 0.1-36 m/h波動范圍: 5kN五、電傳動控制系統(tǒng)第25頁/共30頁五、智能游車位置控制 通過主電機采集主電機的運行參數(shù)和滾筒編碼器的數(shù)字信號，可精確計算出游車的具體位置，將計算的游車位置與設定的防止上碰下砸位置進行比較分析，與絞車控制系統(tǒng)結合，具有報警-減速-剎車功能?？墒紫劝l(fā)出預警信號，發(fā)出指令信號控制主電機進入安全速度，再對主剎車進行緊急剎車控制。五、電傳動控制系統(tǒng)第26頁/共30頁六、能耗制動單元 由斬波器功率制動單元、制動電阻組成。在電機處于發(fā)電工況下，自動投入工作，實現(xiàn)絞車下鉆速度平穩(wěn)、可調及鉆具懸停，取代電磁渦流剎車。制動電阻采用整體獨立放置，散熱方式為強制風冷，工作可靠。 ZJ70DB 制動功率：21000kW ZJ50DB 制動功率：2800kW ZJ40DB 制動功率