分析石油鑽井中交流變頻電動（dòng）機及其控製係統的應用

【好色先生视频污電機導讀】：交流變頻電機在（zài）是一種先（xiān）進的電動鑽機，其（qí）發展於20世紀90年代。交流變頻電機在現代工業中有著廣泛的應用，特別是在石油鑽（zuàn）井中對其進行應用，有著一般電動機不（bú）具（jù）有的優（yōu）點（diǎn）。為（wéi）了使交流變頻電動（dòng）機在石油（yóu）鑽井中發（fā）揮（huī）出更好的（de）作用，對其進行分（fèn）析是必要（yào）的。

電動機隨著我國對石（shí）油能源需求（qiú）量（liàng）的增加，石油（yóu）開采的環境也變得越來越複（fù）雜，這增（zēng）加了石油的（de）開采難度。在石油開采過程中，應用交流變頻電機可以使石油開采變得更加簡單高效，因此需要加強對交流變頻電動（dòng）機的分析。

1交流變頻電動機交流變頻電動機是一種特殊的變頻電動機，交流變（biàn）頻電動機在具體應用中與一般變頻電動機相比具有（yǒu）以下特（tè）點（diǎn）：

（1）在設計中所使用的絕緣材料采用的為抵抗變頻器諧波突破的特殊材料，提高交變頻電（diàn）動機的性能。

（2）結構設計和電磁設計（jì）與一般變頻（pín）電機相比較特殊。

在（zài）石油鑽井中應用交流變頻電動機與直（zhí）流鑽機和機械鑽機相比，在鑽井（jǐng）過程中，對交流變頻調速技術進行合理應用，可以很好的適應石油鑽井在工藝上（shàng）的（de）具體要求，並（bìng）且使鑽（zuàn）機（jī）的機械結構（gòu）得到了進簡（jiǎn）化，減少了（le）對鑽井機械的保養，使設備的可（kě）靠性和安（ān）全性得到（dào）進（jìn）一步提高。此外，交流變頻電動機還具有質量輕、體積小、故障少等諸多優點，因此在石油鑽井中需要加強對其的應用，提高石油鑽井的工（gōng）作效率。

2交流變頻電機控製係統交流變頻電機在石（shí）油鑽井中得到了廣（guǎng）泛應用，在應用變頻電機過程中，需要做好控製係統的分析。控製係統由發電係統（tǒng）、控製網絡、交流傳統係統等共同組（zǔ）成。

2.1 發（fā）電係統ROSS HILL和SLEENS電氣控製兩種係統在具體應用過程中起到的功能都相同；在應用過程中，主（zhǔ）要是對發電機中的勵（lì）磁電流，柴油（yóu）機的轉速進行合理控製，通（tōng）過對兩（liǎng）者的應用（yòng）可以得（dé）到50HZ的穩（wěn）頻和（hé）600V的穩壓，並且可以確保係統在運行過程中電流的穩定（dìng），將其作為井場正常運行的（de）穩定（dìng）電源。在發電機的控製電櫃內還設有並網控製電路，對多（duō）台電機並網合閘操作進行合理控製。發電（diàn）機在運行過程中可以依（yī）據工程的具體概括，兩（liǎng）台以（yǐ）上或全部的交流變（biàn）頻電動機在運行時，均勻分配負荷，確保負荷轉移的平穩性，從而承受電動機在運（yùn）行過程中帶來的衝擊，以及鑽機（jī）的（de）負荷（hé）特性。發電機的控製裝（zhuāng）置，還具有限製功率、短路保（bǎo）護、過頻保護等功能。

2.2 控製網絡（luò）

2.2.1 司鑽控製室目（mù）前在石油（yóu）鑽井中所應用的交流變頻電鑽機都具有司鑽控製室，目前比（bǐ）較常司鑽控製係統，主要分為數字控製和模擬控製兩（liǎng）種不同的類型。從控製係統在運行過程中的功能（néng）來看，具體控製中，可以實現絞車無級調速，控製加速度閉環、有（yǒu）動係（xì）統（tǒng）位置（zhì）、自（zì）動送鑽等各項功能。同時，控（kòng）製中，通（tōng）過顯示屏和觸摸屏實現（xiàn）對控製係統中的主要設備進行動態監控，從而確保交流變頻電鑽機的運行的穩定性和安全性。

2.2.2 PLC控製（zhì）係統（tǒng）在應（yīng）用交流變頻電動機過程中，利用數據采集單元（變送器、編碼器等），對可編程（chéng）控製器進行科學處理，通（tōng）過顯示屏、觸摸（mō）平等人機基麵顯示鑽壓、懸重、井深、泥漿液等信息的顯（xiǎn）示。

2.3 交（jiāo）流傳統係統

2.3.1 驅動控製（zhì）係統驅動控製係統有多個變頻櫃共同組成，在（zài）具（jù）體操作過程中分別將50HZ恒壓、600V電（diàn）壓轉變為0-750V可連續調控的交流電壓（yā），對驅動鑽（zuàn）井泵、鑽盤的驅動通過一拖一或一拖二的方式（shì）完成。在係統中的（de）鑽盤和絞車在具體應（yīng）用過程中，具有（yǒu）反轉功能，對扭矩（jǔ）的調解範圍不做具體限製，可以從（cóng）0%-100%區間內任意轉動（dòng）。Siemens變頻器在石油鑽機有著比（bǐ）較廣泛的應（yīng）用，並且實際（jì）應（yīng）用（yòng）情況來看（kàn），也取得了不錯的應用效果（guǒ），在石油鑽井中應當加（jiā）強對其的應用與推（tuī）廣，使其（qí）能夠（gòu）更好的為油（yóu）田鑽井服務。

2.3.2 自動送鑽送鑽（zuàn）變頻（pín）櫃將50HZ恒壓、400V轉變為交流電壓變流程0-400V，可以連續調調控的交流電壓，在具體送鑽過（guò）程（chéng）中，通過一拖（tuō）一（yī）的驅動方式完成相應的送鑽電動機操作。在自動（dòng）送鑽過程中，如（rú）果采（cǎi）用恒壓的方式，可以利用恒壓（yā）完成自動（dòng）送鑽操作。如（rú）果以恒定的速度完成相應的送（sòng）鑽電機操作，係統具有正反轉動功能，並且在（zài）操作過程中能夠起到鑽具和放井架（jià）的功能，從而通過恒定不變的速（sù）度完成相應的送鑽操作。

2.3.3 控製單元製動單元與存在於變頻房外的製動（dòng）電阻在具體運行（háng）過程中起到的功能：如果在具體工（gōng）作中，需（xū）要對絞車進行製（zhì）動，電動機將會進入發電（diàn）狀態，從而使電動機形成與旋（xuán）轉方向相（xiàng）反的製動力（lì）矩，將機（jī）械能轉化為（wéi）電能，然後利用逆變器將電（diàn）流傳到直流母線上。當最高閥值（zhí）小（xiǎo）於直流母線上的電壓大小時，製動控製單元將會自（zì）動與製動電阻相連通，從而使電容器（qì）和直流母線（xiàn）上（shàng）所存（cún）儲的多餘的電能以熱能的形式消耗，從而使直流母線上（shàng）的電壓（yā）大小始終處於恒定不變，這也被稱為（wéi）能耗製動。

3結語

隨著我國在石油開采（cǎi）技術的（de）高速發展，鑽井的環境將會變得越（yuè）來越複雜，這也對鑽井工（gōng）藝提出了更高的要求，在鑽井過程中采用鑽井的方式（shì）施工（gōng），難（nán）以滿足在鑽井（jǐng）上需求，因此應當加強對交流變頻電動機的應用，這也與我國鑽井的大環（huán）境相符。通（tōng）過近幾年，我國在（zài）石（shí）油鑽井中對交流變頻電機的實際應用（yòng）情況可以看出，交流變頻電（diàn）機具有（yǒu）不錯的應用前景，因此應當（dāng）加強對其應（yīng）用及控製係統的研究與（yǔ）分析。

本文來源於《技術（shù）管理》-陳天澤。