摘要： 本文主要介紹 國產(chǎn)鉆機(jī)專用變頻器的研制與應(yīng)用。首先簡要分析國外變頻器在鉆機(jī)應(yīng)用中存在的缺點，并與國產(chǎn)變頻器做了比較，論述了變頻鉆機(jī)的優(yōu)點；隨后解析原鉆機(jī)控制系統(tǒng)中 存在的問題 ，我們針對這種 狀況在大慶 市石油管理局井下鉆井公司的 配合下 對該油田鉆機(jī)進(jìn)行了變頻改造；隨后論述了該 系統(tǒng)的 技術(shù)改造方案。現(xiàn)場運(yùn)行情況表明，該 變頻系統(tǒng)性能好，可靠性高，操作方便，其各項指標(biāo)均達(dá)到了 改造的 預(yù)期效果。 我們相信變頻器在油田鉆機(jī)上的成功應(yīng)用將會有廣闊的市場前景和發(fā)展?jié)摿Α? 關(guān)鍵詞： 油田鉆機(jī) 變頻系統(tǒng) Abstract: This article mainly introduce s the development and application of the domestic inverter whose the special-purpose is drilling .First briefly analyzes the shortcoming of the overseas inverter which exists in the drilling machine application, and make the comparison with the domestically produced inverter, then elaborates the frequency conversion drilling machine merit; afterwards analyzes the question which in the original drilling machine control system exists, we have carried on the frequency conversion transformation in view of this kind of condition under Daqing petroleum administrative bureau mine shaft well drilling company's coordination to this oil field drilling machine; finally elaborates this system technological transformations plan. The scene movement situation indicated that this frequency conversion system performance well, which the reliability is high and the ease of operation, its each target has achieved the transformation anticipated effect. We believed the inverter will be able to have the broad market and the development potential on oil field drilling machine successfully. Key word: oil field drilling machine frequency conversion system 一、引言 油田鉆機(jī)是油井生產(chǎn)的最主要的設(shè)備之一，它的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和工作效率直接關(guān)系到油井的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和成井率。 由于其鉆井工藝的特殊性，對鉆機(jī)電控設(shè)備要求特別苛刻，特別在變頻器選用上非常謹(jǐn)慎，一直是國外產(chǎn)品的天下。由于國外變頻器存在價格昂貴，調(diào)試周期長，維修周期長的缺點，油田上因變頻器故障卻得不到及時維修造成質(zhì)量事故的現(xiàn)象時有發(fā)生。并且國外變頻器在結(jié)構(gòu)上采用變頻器并聯(lián)的形式，占地面積大，給井隊搬家?guī)聿槐匾穆闊?。在這種形式下，我們針對鉆機(jī)的特殊工況，自主研發(fā)了可替代進(jìn)口機(jī)的高性能國產(chǎn)鉆機(jī)專用變頻器。該變頻器采用單元并聯(lián)，體積小，重量輕，便于安裝、維護(hù)，調(diào)試容易，效率高，性能穩(wěn)定。 變頻驅(qū)動鉆機(jī)較傳統(tǒng)鉆機(jī)有以下優(yōu)點：節(jié)能，操作簡單，無級調(diào)速，控制精度高，工作效率高。變頻技術(shù)在油田鉆機(jī)上的開發(fā)應(yīng)用，不僅提高了鉆機(jī)的水平，改善了鉆機(jī)的操作性能，更重要的是加強(qiáng)了鉆機(jī)的作業(yè)能力，提高了鉆井效率和質(zhì)量。 二、原油田鉆機(jī)系統(tǒng)存在的問題 大慶市石油管理局井下鉆井公司原有一套可打 3000 米深度的鉆井設(shè)備。該設(shè)備控制系統(tǒng)主要包括三大部分：動力系統(tǒng)（由 2 × 500KW 柴油發(fā)電機(jī)組構(gòu)成， 2 臺機(jī)組并網(wǎng)于 3 相， 380V/50Hz 交流母線）；泥漿循環(huán)系統(tǒng)；鉆井傳動系統(tǒng)（包括 1 套 500KW 電機(jī)轉(zhuǎn)盤和絞車驅(qū)動系統(tǒng)、 4 臺 45KW 電機(jī)如液壓泵等）。該控制系統(tǒng)存在以下問題： （1）司鉆工只有通過不斷更換五個檔位，才能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速和鉆進(jìn)壓力，進(jìn)而改變鉆進(jìn)速度，工作效率低。 （2） 每次 換檔時 , 電動機(jī)要反復(fù)啟停幾次 ,在起動過程中會產(chǎn)生過大的啟動電流， 對電網(wǎng)和其他設(shè)備造成沖擊 ,常因 電動機(jī)啟動電流大而引起發(fā)電機(jī)組電壓下降，其他設(shè)備無法正常工作。 （3） 低速提升時 , 只有更換低檔位才能達(dá)到低速控制要求 ,而 電動機(jī)在鉆井過程中處于工頻運(yùn)行狀態(tài)，浪費(fèi)了大量的電能。 針對原控制系統(tǒng)存在工作效率低，操作復(fù)雜等諸多問題，我們配合大慶市石油管理局井下鉆井公司對該油田鉆機(jī)進(jìn)行了變頻改造。 三、技術(shù)改造方案 鉆井傳動系統(tǒng)是油田鉆機(jī)系統(tǒng)中必備的組成部分，一旦傳動系統(tǒng)不能運(yùn)行，不但影響生產(chǎn)，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失（如卡鉆），還有可能威脅到現(xiàn)場生產(chǎn)人員的人身安全（如井噴），所以對傳動系統(tǒng)要求具有極高的可靠性。 我公司是國內(nèi)最早研制變頻器的公司之一，具有低壓大功率變頻器多年成功運(yùn)行的生產(chǎn)經(jīng)驗，且性價比高。根據(jù) “經(jīng)濟(jì)、高效、可靠”的原則， 大慶市石油管理局井下鉆井公司選擇了我公司生產(chǎn)的 JD - BP32 - 500 型 ( 500KW/380V )鉆機(jī)專用 變頻器，該 鉆機(jī)專用 變頻器配備了工業(yè)控制計算機(jī)作為上一級監(jiān)控系統(tǒng)，液晶觸摸操作，可對各種運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，具備完善的保護(hù)功能和定位監(jiān)控系統(tǒng)，自動化程度高。 1 ．鉆機(jī)專用 變頻器系統(tǒng)組成框圖 該系統(tǒng)組成框圖如圖 1 示。
K 萬能斷路器 C 交流接觸器 M 絞車電機(jī) 2 ．鉆機(jī)專用 變頻器系統(tǒng)介紹 該系統(tǒng)包括四部分 ∶ （1）進(jìn)線開關(guān)柜∶ <