数控变频电动钻机ZJ70DBS技术分析

　　（1） ZJ70DBS 钻机的电控系统是建立在总线通讯技术基础上的数字控制系统，对变频系统及各个功能部件进行自动控制，用程序来确保整个系统的、安全运行。该钻机设计有较为完善的钻井参数和电气参数调控、显示、采集、储存和传输设置系统，为钻井工程实现信息化、智能化创造了必要条件。
　　（2） ZJ70DBS 钻机电传动系统：为满足强化钻井工艺的要求，钻机配 4 台 1200kW 数控电喷主柴油发电机组加 1 台 400kW 辅助发电机组，为钻机提供动力。 3 台 1600hp 泥浆泵分别由单台基频功率 1100kW （持续功率达 1176kW ）交流变频电动机驱动;绞车由 2 台 970kW 交流变频电动机驱动，绞车配有 45kW 辅助驱动电机，具备自动送钻和应急操作功能;转盘由 1 台 600kW 交流变频电动机独立驱动。主电机系统选定 690V 欧洲制式，可较大幅度地降低制造成本，简化传动。绞车、转盘及泥浆泵驱动采用直接转矩控制的交流变频技术，钻机主要功能实现数字程序控制。绞车实现能耗制动和数控恒钻压自动送钻。
　　（3） 转盘由 1 台 600kW 变频电机通过万向轴直接驱动，转盘转速可在 0 ～ 300r/min 之间无级调节。电机动力特性柔和，有较大的调速范围和较强的超扭矩能力，转盘正常工作zui大扭矩达 32.36kN.m 。转盘控制系统具备完善的监控和过扭保护功能，保护扭矩值可在 0 ～ 100 %范围内任意设置。因此，在钻井过程中，可随时准确判断井下钻头的运行状况，避免掉牙轮等事故的发生，zui大限度地保证钻井工程的顺利进行。转盘设惯性刹车，并与电气传动连锁控制，确保断电时自动刹车，避免操作过程中意外事故的发生。
　　（4） 绞车布置在低位，使钻台面更加宽敞，还可减少钻台面的振源，也方便绞车吊装。 JC70DB 绞车为单轴齿轮传动，无级调速，具有重量轻、体积小、维护工作量小等特点。绞车速度及功能控制采用能耗制动及交流变频控制，正常情况下液压盘刹仅起驻车、定位和紧急停车作用，但同时具有手动控制下放钻具功能。绞车所有运行参数，包括起下钻速度、大钩位置、各种安全设置、数控变频自动送钻、能耗制动等功能，均通过计算机和电控系统实现了全数字控制。
　　（5） 综合*井架底座之所长，结合本钻机绞车下台的特点，充分考虑国内材料及工艺技术，采用了*节井架与底座合为一体，一次旋升新型结构，钻台随井架一并起升到位。传统的井架与底座的连接只有 2 ～ 4 个销连接，该创新设计则为 8 个销连接，使井架底座稳定性大为提高，重量减轻，减少了安装和吊运工作量。并配有可靠、防爆的液压井口吊装装置。钻台面预留安装全套液压机具的位置。
　　（6） 电气传动系统特点
　　① 直接转矩控制
　　采用直接转矩控制，具备优异的转矩响应特性，优良的低速性能。直接转矩控制用空间矢量分析方法，直接在定子坐标系下计算和控制交流电动机的转矩，对逆变器的开关状态进行*控制，以获得转矩的高动态性能。
　　②变频系统采用共用直流母线
　　采用两套*独立的整流单元向直流母线供电，可互为备用。采用这种模式构成变频调速系统，比单传动模块的外型尺寸大幅度降低。
　　③能耗制动（宏华公司技术 , 号： ZL02 2 22560.9 ）
　　利用钻具下放使绞车电机工作在发电状态，形成制动力矩。用能耗制动替代传统的电磁涡流刹车，改变了传统的辅助刹车概念，使刹车系统和变频技术有机的融合在一起。
　　④数控变频自动送钻（宏华公司技术，号： ZL02 2 22561.7 ）
　　利用变频技术和全数字控制技术实现钻机自动送钻。送钻时由数字化变频拖动系统设定恒力矩反拖滚筒，自动调速和保护，达到恒压稳速送钻目的，送钻钻压误差小于± 500kg 。自动送钻系统与捞砂绞车共用一套变频系统。
　　⑤全数字化操作控制系统
　　钻机操作控制系统实现了全数字化化，实现参数（信号）的显示、存储、打印、远程监控和管理。
　　⑥零转速输出zui大转矩
　　利用变频技术的特性，使绞车系统在零转速时实现zui大转矩输出，保证钻机提升系统的悬持功能，*改变了传统的司钻操作方式。
　　钻机满足顶驱安装的要求，电气系统提供 600V 顶驱的电源接口，顶驱的司钻控制台安装在司控房内，便于操作。