石油钻机主讲人沈泽俊提纲一、石油钻机型式与基本参数钻机型号的表示方法ZJ□/□□□-□石油钻机型式与基本参数二、石油钻机的组成兰石ZJ70/4500LD钻机平面布置动力与传动系统三、电驱动钻机1、柴油发电机组及控制系统柴油机采用电子调速器，用于频率稳定和有功功率分配均衡；发电机励磁调压系统，用于电压稳定和无功功率分配均衡；并网操作系统，用于显示电压、频率并实现欠频、过载和逆功率保护。2、直流电动机控制系统转速控制、扭矩控制3、辅助交流电机控制和配电系统功能：辅助系统供电与照明大电机设计为远程和就近两种控制；小电机就地控制。配电系统由600伏降压为380伏。4、电磁涡流刹车控制系统通过控制励磁电流控制制动力矩大小；并备有断水、断电、水温高等报警及保护功能。5、司钻控制台和脚踏开关机械钻机与电驱动钻机的比较1、有效功率比较1.1柴油机的功率问题柴油机的功率标定石油钻机的工作特点钻机在一口井的工作周期内纯钻进工作时间比起下钻时间长的多纯钻进工况可以看作超过24小时的持续工况起下钻工况可看为间歇工况电驱动钻机柴油机标定功率比机械驱动高11%1.2电驱动比机械驱动钻机传动效率高机械驱动钻机效率从柴油机到绞车输入轴75%电驱动钻机87%2、燃料消耗节约18-20%辅助发电与主动力互济3、维护保养费用柴油机寿命可延长80%电气保养成本仅为机械驱动钻机传动部分的1/34、安全性比较柴油机可安装在离钻台50M左右地方；比如美国有一个洲规定柴油机要运离井口17M以上，机械钻机作不到；噪音小；安全连锁非常易于实现。HSE5、运移性与安装比较搬一台6千米钻机可节省一天时间。5、钻机工作性能比较电驱动钻机对转速、扭矩控制方便，范围宽，更适宜工艺需要。6、制造成本比较国外电驱动钻机的成本仅比机械钻机高3-5%，国内要高80-100%。小结电驱动钻机在工作性能、运移性、安全性、操作性、维修性、可靠性等比机械钻机优越性。1、控制方式的模拟控制与数字控制模拟控制：以模拟电路及连续控制进行自动调节；数字控制：采用全数字控制模块和数字调速系统。后者的特点是：功能完善、可靠性高、调整方便、故障诊断充分、维护保养简单。全数字控制的优点易于安装及快速启动自调谐功能，自动对PID等参数进行整定，使用户能在最短的时间完成安装调试；网络化结构仅需最少的控制连线，缩短钻机的安装时间；紧凑的结构设计，使SCR房具有合理的构成，便于运输。易于维修具有强大的，广泛的诊断功能（包括各个层面的诊断功能）；对维修人员的知识及技能要求远低于一般系统的要求减少故障发生次数及故障解决时间；带锁扣的插拔式电路板，使得用户能快速方便地更换合理的硬件结构，使维护人员可以在几分钟之内更换任何器件无调节旋钮，更换电路板不需作任何调整系统设备间的互换性，减少了系统因故障引起的停车时间2、驱动方式上的“一对一”和“一对二”在六十年代电子元器件尚不过关，其可靠性不如电器元器件，且价格偏高，故采用换能器切换可提高系统的可靠性，且价格相对较低进入八十年代以后，电子元器件的可靠性超过电器元器件，如果继续采用切换回路，系统就显得复杂，可靠性反而降低。“一对一”不但适用于串激电机，也适用于并激电机，更适用于交流变频传动可见“一对一”方式是今后的发展趋势。3、串励和并励直流电机他励直流电机在额定转速下，通过调节电枢电压，可获得十分满意的恒转矩调速性能；在额定转速下，通过调节励磁，可获得恒功率性能。缺点是电动机的换向器和炭刷故障率较高1、异步电机变频调速基本原理n——电机速度f——电流的·频率p——旋转磁场的级对数s——转差率从上述公式可看出，电机调速有多种，但通过调节电源频率f来改变电机转速最方便。2、变频器把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作变频器V/f控制异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率以下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。矢量控制为了使笼型异步电机快速响应运转（像由晶闸管供电的直流电机那样），控制变频器输出电流的大小、频率及相位，用以维持电机内部的磁通为所规定的值，产生所需的转矩，这就叫作矢量控制。或者说根据异步电动机的动态数学模型，对电机的转矩电流分量和励磁电流分量分别进行控制。或：通过将一个三相交流的磁场系统和一个旋转体上的直流磁场系统，以两相做过渡，进行等效变化，获得两互相独立的磁场进行控制，以到达类似直流电机控制的方式，使交流