電動(dòng)鉆機(jī)概述ZJ70DB、50DB、40DB

ZJ70DB、50DB、40DB系列交流變頻電驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)

一、概述二、總體方案三、主要技術(shù)特點(diǎn)四、主要部件介紹五、電傳動(dòng)控制系統(tǒng)六、一體化儀表系統(tǒng)目錄二、總體方案1、ZJ70DB鉆機(jī)基本技術(shù)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(jí)調(diào)速提升速度0~1.275m/s泥漿泵型號(hào)及臺(tái)數(shù) 3臺(tái)F-1600轉(zhuǎn)盤開口名義直徑Ф952.5mm轉(zhuǎn)盤檔數(shù)I無級(jí)調(diào)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(tái)高度 10.5mCAT3512B發(fā)電機(jī)組4×1900KVA交流變頻控制單元(VFD)一對(duì)一6+1套二、總體方案

1、ZJ70DB鉆機(jī)

簡述

鉆機(jī)采用4臺(tái)1900KVA柴油發(fā)電機(jī)組作為主動(dòng)力，發(fā)出600V/400V50Hz交流電經(jīng)變頻單元(VFD)變頻后，分別驅(qū)動(dòng)絞車，轉(zhuǎn)盤、泥漿泵和獨(dú)立送鉆（應(yīng)急）裝置的交流變頻電機(jī)。轉(zhuǎn)盤：采用獨(dú)立驅(qū)動(dòng)方式，由1臺(tái)600Kw變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

絞車：由2臺(tái)高速、寬頻700Kw/800Kw變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)二級(jí)斜齒輪減速后帶動(dòng)滾筒。泥漿泵：配3臺(tái)，每臺(tái)泵均各由1臺(tái)1200Kw交流變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

獨(dú)立送鉆（應(yīng)急）裝置：由1臺(tái)37Kw變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)。二、總體方案2、ZJ50DB鉆機(jī)基本技術(shù)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(jí)調(diào)速提升速度0~1.35m/s

泥漿泵型號(hào)及臺(tái)數(shù) 2或3臺(tái)F-1600

轉(zhuǎn)盤開口名義直徑Ф952.5mm

轉(zhuǎn)盤檔數(shù)I無級(jí)調(diào)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(tái)高度 9mCAT3512B發(fā)電機(jī)組3×1900KVA二、總體方案

2、ZJ50DB鉆機(jī)簡述

鉆機(jī)采用3臺(tái)1500KVA柴油發(fā)電機(jī)組作為主動(dòng)力，發(fā)出600V/400V50Hz交流電經(jīng)變頻單元(VFD)變頻后，分別驅(qū)動(dòng)絞車，轉(zhuǎn)盤、泥漿泵和獨(dú)立送鉆（應(yīng)急）裝置的交流變頻電機(jī)。轉(zhuǎn)盤：采用獨(dú)立驅(qū)動(dòng)方式，由1臺(tái)600Kw變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

絞車：由2臺(tái)高速、寬頻600Kw變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)二級(jí)斜齒輪減速后帶動(dòng)滾筒。泥漿泵：配2或3臺(tái)，每臺(tái)泵均各由1臺(tái)1200Kw交流變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

獨(dú)立送鉆（應(yīng)急）裝置：由1臺(tái)37Kw變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)。二、總體方案3、ZJ40DB鉆機(jī)基本技術(shù)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(jí)調(diào)速提升速度0~1.45m/s

泥漿泵型號(hào)及臺(tái)數(shù) 2臺(tái)F-1300

轉(zhuǎn)盤開口名義直徑Ф698.5mm

轉(zhuǎn)盤檔數(shù)I無級(jí)調(diào)速井架型式及有效高度“K”型43m

底座型式 雙升式鉆臺(tái)高度 7.5mCAT3512B發(fā)電機(jī)組2×1900KVA

交流變頻控制單元(VFD)一對(duì)一5+1套二、總體方案

3、ZJ40DB鉆機(jī)簡述

鉆機(jī)采用2臺(tái)1900KVA柴油發(fā)電機(jī)組作為主動(dòng)力，發(fā)出600V50Hz交流電經(jīng)變頻單元(VFD)，分別驅(qū)動(dòng)絞車，轉(zhuǎn)盤、泥漿泵和獨(dú)立送鉆（應(yīng)急）裝置的交流變頻電機(jī)。轉(zhuǎn)盤：采用獨(dú)立驅(qū)動(dòng)方式，由1臺(tái)500Kw變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

絞車：由2臺(tái)高速、寬頻500Kw變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)二級(jí)斜齒輪減速后驅(qū)動(dòng)滾筒。泥漿泵：配2臺(tái)，每臺(tái)泵均各由1臺(tái)970Kw交流變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

獨(dú)立送鉆（應(yīng)急）裝置：由1臺(tái)37Kw變頻電機(jī)經(jīng)行星減速后驅(qū)動(dòng)滾筒。

1、

采用先進(jìn)的交流變頻控制技術(shù)，通過系統(tǒng)PLC和觸摸屏及氣、電、液、鉆井參數(shù)的一體化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)智能化司鉆控制。

2、鉆機(jī)采用寬頻大功率交流變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)絞車、轉(zhuǎn)盤、泥漿泵的100％全程調(diào)速。

3、

鉆機(jī)絞車為單軸齒輪傳動(dòng)，一檔無級(jí)調(diào)速，機(jī)械傳動(dòng)簡單、可靠。剎車采用液壓盤式剎車與電機(jī)能耗制動(dòng)組合，能通過計(jì)算機(jī)定量控制制動(dòng)扭矩，實(shí)現(xiàn)零速懸停。

4、絞車采用獨(dú)立電機(jī)自動(dòng)送鉆系統(tǒng)、游車位置自動(dòng)控制和工業(yè)電視監(jiān)控等系統(tǒng)，并可對(duì)起下鉆工況和鉆進(jìn)工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控.5、MCC系統(tǒng)采用SIEMENS智能化軟啟動(dòng)裝置，采用ET200模塊實(shí)現(xiàn)MCC保護(hù)和監(jiān)控。技術(shù)先進(jìn)性能可靠。三、主要技術(shù)特點(diǎn)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Φ770×1434mm

剎車盤直徑Φ1520mm

適用鋼絲繩直徑Φ38mm

主剎車液壓盤式剎車輔助剎車電機(jī)能耗制動(dòng)四、主要部件介紹1、JC70DB絞車

絞車傳動(dòng)流程絞車由兩臺(tái)700kW0～2800r/min的交流變頻電機(jī)分別經(jīng)兩臺(tái)二級(jí)齒輪減速箱減速后，驅(qū)動(dòng)單滾筒。在右齒輪箱輸出端的另一側(cè)由一臺(tái)37kW交流變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)擺線減速箱，經(jīng)推盤離合器及一級(jí)齒輪減速后帶動(dòng)單滾筒。正常情況下該裝置作為自動(dòng)送鉆用，一旦主電機(jī)出現(xiàn)異常該裝置可以作為應(yīng)急用，活動(dòng)鉆具并可提起最大鉆柱重量。四、主要部件介紹2、JC50DB絞車

絞車傳動(dòng)流程

JC-50DB絞車由2臺(tái)600V600kW0～2600r/min的交流變頻電機(jī)經(jīng)1臺(tái)二級(jí)齒輪減速箱減速后，驅(qū)動(dòng)單滾筒。在齒輪箱輸出端的另一側(cè)由一臺(tái)37kW交流變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)擺線減速箱，經(jīng)推盤離合器及一級(jí)齒輪減速后帶動(dòng)單滾筒。正常情況下該裝置作為自動(dòng)送鉆用，一旦主電機(jī)出現(xiàn)異常該裝置可以作為應(yīng)急用，活動(dòng)鉆具并可提起最大鉆柱重量。四、主要部件介紹3、JC40DB絞車

絞車傳動(dòng)流程

JC-40DB絞車由2臺(tái)600V500kW0～2600r/min的交流變頻電機(jī)經(jīng)1臺(tái)二級(jí)齒輪減速箱減速后，驅(qū)動(dòng)單滾筒。在齒輪箱輸出端的另一側(cè)由一臺(tái)37kW交流變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)擺線減速箱，經(jīng)推盤離合器及一級(jí)齒輪減速后帶動(dòng)單滾筒。正常情況下該裝置作為自動(dòng)送鉆用，一旦主電機(jī)出現(xiàn)異常該裝置可以作為應(yīng)急用，活動(dòng)鉆具并可提起最大鉆柱重量。四、主要部件介紹結(jié)構(gòu)型式及特點(diǎn)1）絞車為齒輪傳動(dòng)單滾筒軸型式，滾筒開槽。2）剎車采用液壓盤式剎車與電機(jī)能耗制動(dòng)組合。液壓盤式剎車配單或雙剎車盤，同時(shí)設(shè)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(qiáng)制潤滑。設(shè)置潤滑系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)裝置，當(dāng)潤滑系統(tǒng)出現(xiàn)異常，鉆機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)緊急剎車，保證減速箱安全運(yùn)行。4）絞車的所有控制(電、氣、液)均集中在司鉆控制房內(nèi)。5）電機(jī)、減速箱、滾筒軸及剎車等為一個(gè)運(yùn)輸單元。6）絞車設(shè)有獨(dú)立電機(jī)自動(dòng)送鉆裝置，功能有二：一是送鉆時(shí)由數(shù)字化變頻系統(tǒng)設(shè)定恒扭矩，反拖滾筒，自動(dòng)調(diào)速和保護(hù)，達(dá)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(dāng)主系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，輔助系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)急操作，能提升最大鉆柱重量。四、主要部件介紹

4、

泵組電機(jī)配備

F-1600電動(dòng)泵組1臺(tái)1200kW變頻電機(jī)

F-1300電動(dòng)泵組1臺(tái)970kW變頻電機(jī)

四、主要部件介紹

5、

轉(zhuǎn)盤傳動(dòng)方案轉(zhuǎn)盤采用獨(dú)立驅(qū)動(dòng)方式由1臺(tái)600kW/500kW交流變頻電機(jī)經(jīng)萬向軸直接驅(qū)動(dòng)或經(jīng)鏈條箱減速后驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，整體沉于鉆臺(tái)面下，并與鉆臺(tái)面平齊。電機(jī)、冷卻風(fēng)機(jī)及通風(fēng)管均布置在底座內(nèi)。四、主要部件介紹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(dòng)力整體起放，滿足安裝各型頂驅(qū)的需要。底座高度ZJ70DB為10.5m，ZJ50DB及ZJ40DB為9m,采用雙升式或新型旋升式結(jié)構(gòu),通過絞車動(dòng)力整體起放。井架和底座的單件最大運(yùn)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、主要部件介紹五、一體化司鉆控制房：

司鉆控制房集鉆機(jī)電、氣、液控制及視訊系統(tǒng)于一體，實(shí)現(xiàn)司鉆對(duì)鉆機(jī)的整體監(jiān)測(cè)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(cè)固控、振動(dòng)篩監(jiān)測(cè)

泥漿泵、轉(zhuǎn)盤控制

司鉆房主控制臺(tái)為左右兩個(gè)控制臺(tái)，分別固定于司鉆旋轉(zhuǎn)座椅左右兩側(cè)。司鉆主要控制手柄均布置在主控制臺(tái)上，控制臺(tái)可隨座椅一同升降旋轉(zhuǎn)，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訊系統(tǒng)控制右控制臺(tái)MIC主控制臺(tái)左控制臺(tái)游車位置控制絞車控制轉(zhuǎn)盤慣剎自動(dòng)送鉆離合液壓貓頭控制風(fēng)動(dòng)旋扣器控制司鉆房周圍為司鉆輔助控制臺(tái)。

輔助控制臺(tái)工業(yè)監(jiān)控顯示與控制自動(dòng)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(shè)工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、防爆空調(diào)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(shè)備，確保司鉆操作安全舒適。四、主要部件介紹

一、總體設(shè)計(jì)方案：

1、動(dòng)力采用CAT3512B1900KVA600V50Hz柴油發(fā)電機(jī)組，其中ZJ70DB為四臺(tái)，ZJ50DB為三臺(tái)，ZJ40DB為二臺(tái)。由ROSSHILL1400型發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電和負(fù)荷均衡。

2、變頻單元采用進(jìn)口SIEMENS全數(shù)字“一對(duì)一”矢量控制電壓源型交流變頻調(diào)速裝置。

3、MCC單元裝有400VAC、300kW輔助柴油發(fā)電機(jī)接口及進(jìn)線斷路器。

4、MCC系統(tǒng)30KW以上電機(jī)采用SIEMENS新型的智能軟起動(dòng)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12000×2900×3000mm以內(nèi)。五、電傳動(dòng)控制系統(tǒng)

6、采用大功率能耗制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻定量控制制動(dòng)扭矩，游車可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)下放。

7、獨(dú)立送鉆電機(jī)自動(dòng)送鉆系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)0.1～36m/h速度范圍內(nèi)的恒鉆壓自動(dòng)送鉆，有效的防止溜鉆、卡鉆、事故的發(fā)生。

8、鉆機(jī)控制系統(tǒng)以西門子PLC為控制核心，通過PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)控制單元、變頻器、智能遠(yuǎn)程司鉆監(jiān)控、電液氣聯(lián)控、人機(jī)界面、自動(dòng)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(gè)數(shù)字化、信息化、智能化的管理平臺(tái)。

9、智能化遠(yuǎn)程司鉆操作臺(tái)具有鉆機(jī)操作和鉆井參數(shù)實(shí)時(shí)顯示、電氣系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控與顯示、故障顯示、報(bào)警的齊備功能。五、電傳動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)電機(jī)控制單元自動(dòng)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(luò)系統(tǒng)智能化司鉆操作系統(tǒng)電控房、電纜及附件VFD變頻控制系統(tǒng)五、電傳動(dòng)控制系統(tǒng)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(zhuǎn)盤、泥漿泵和獨(dú)立送鉆（應(yīng)急）裝置不同的負(fù)載工況、互換性以及系統(tǒng)性價(jià)比，控制系統(tǒng)方案為全數(shù)字一對(duì)一方式，變頻器配置如下：

ZJ70DB鉆機(jī)

絞車-2套：800kW

轉(zhuǎn)盤-1套：630kW

泵組-3套：1200kW

獨(dú)立送鉆（應(yīng)急）裝置-1套：45kWZJ50DB鉆機(jī)

絞車-2套：630kW

轉(zhuǎn)盤-1套：630kW

泵組-2或3套：1200kW

獨(dú)立送鉆（應(yīng)急）裝置-1套：45kWZJ40DB鉆機(jī)絞車-2套：600kW

轉(zhuǎn)盤-1套：600kW

泵組-2或3套：1000kW

獨(dú)立送鉆（應(yīng)急）裝置-1套：45kW五、電傳動(dòng)控制系統(tǒng)

三、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

以西門子PLC為控制核心，通過Profibus網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)變頻器、智能遠(yuǎn)程司鉆臺(tái)、自動(dòng)送鉆、游車位置、MCC、和人機(jī)界面等設(shè)備的高速通訊，上位計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控各系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和故障診斷，構(gòu)成三級(jí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，留有鉆井儀表的標(biāo)準(zhǔn)接口。還配有PLC故障時(shí)的冗余操作回路。五、電傳動(dòng)控制系統(tǒng)四、獨(dú)立變頻電機(jī)主動(dòng)恒鉆壓自動(dòng)送鉆自動(dòng)送鉆控制系統(tǒng)由人機(jī)界面、電控系統(tǒng)、變頻系統(tǒng)、電動(dòng)機(jī)、傳