分析石油鑽井中交流變頻電動機及其控製係統的（de）應（yīng）用

【91麻豆国产福利品精電機導讀】：交（jiāo）流變頻電（diàn）機在是一種先進的電動鑽機，其發展於20世（shì）紀90年代。交流變頻電機在現代工業中有著廣泛的（de）應用，特別是在石油鑽（zuàn）井中對其進行應用，有著一般電（diàn）動機不具有的優點。為（wéi）了使交（jiāo）流變頻電動機（jī）在石油鑽井中發揮出更好的作用，對其進行分析是必要的。

電動機隨著（zhe）我國對石油能源需求量的增加，石油開采的環境也變得越來越複雜，這增加（jiā）了石油的開采難度。在（zài）石油開采過程中，應用交流變頻電（diàn）機可以使石油開采變得更加簡單高效（xiào），因此需要加強對交流變頻電動機的分析。

1交（jiāo）流變頻電動機交（jiāo）流變頻電動機（jī）是一種特殊的變頻電動機，交流變頻電動機在具體應用中與（yǔ）一般變頻電動機相比具有（yǒu）以下特點：

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

（2）結（jié）構設計和電（diàn）磁設（shè）計與一般變頻電機相比較特殊。

在石油鑽井中應用交流變頻（pín）電動機與直流鑽（zuàn）機和機械鑽（zuàn）機相比（bǐ），在鑽（zuàn）井過程（chéng）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）的具（jù）體要求，並（bìng）且使鑽機的機械結構得到了（le）進簡化，減少了對（duì）鑽井機械的（de）保養，使設備的可靠性和安全（quán）性得（dé）到進（jìn）一步提高。此外，交流變頻電動機還具有質量（liàng）輕、體積小、故障少等諸多優點，因此在（zài）石油鑽井中需要加強對其的應用，提高石油鑽井的（de）工作效率。

2交流變頻電機控製係統交流變頻電機在石油鑽井中得到了廣泛應用，在應用變頻電（diàn）機過程中，需要做好控製係統的分析。控製係（xì）統由發電係統、控製網絡、交流（liú）傳統係（xì）統（tǒng）等共（gòng）同組成。

2.1 發電係統ROSS HILL和SLEENS電氣控製兩（liǎng）種（zhǒng）係（xì）統在具體應（yīng）用過程中起到的功能都相同；在應用過程中，主要是對發電機中的勵磁電流，柴油機的轉速（sù）進行合理控製，通過對兩者的應用可以（yǐ）得到50HZ的穩頻和600V的穩壓，並且（qiě）可以確保係統在（zài）運行過程中電流的穩定，將其作為井場正常運行的穩定電源。在（zài）發電機的（de）控製電櫃內還設有並網（wǎng）控製電路，對多台電機並網合（hé）閘操作進（jìn）行合理控製。發電機在運行過程中可以依據工程的（de）具體概括，兩台以上或全部的交流變頻電動機在運行時，均（jun1）勻分配（pèi）負荷，確保負荷轉移的平穩性，從而承受電動機在運行過（guò）程中帶來的衝擊，以及鑽（zuàn）機的負荷特性。發電機的（de）控製裝置，還具有限製功率、短路保護、過頻保護等功能（néng）。

2.2 控製網絡

2.2.1 司鑽控製室目前在石油鑽井中（zhōng）所應用的交流變頻電鑽機都具有（yǒu）司鑽控製（zhì）室，目前比較常司鑽控製係統，主要分為（wéi）數字（zì）控製和（hé）模擬控製兩（liǎng）種不同的類型。從控（kòng）製係統在運行過程中的功能來看，具（jù）體控製中，可以（yǐ）實（shí）現絞車無（wú）級調速，控製加速度閉環、有動係統位（wèi）置、自（zì）動送鑽等各項功能。同時（shí），控製中，通（tōng）過顯示屏和（hé）觸摸屏（píng）實現對控製係統中的主要（yào）設備進行（háng）動態監控，從而確（què）保交（jiāo）流（liú）變頻電鑽機的運（yùn）行的穩定性和（hé）安全性。

2.2.2 PLC控製係統在應（yīng）用交流變頻電動機過（guò）程（chéng）中，利用（yòng）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，通過顯（xiǎn）示屏、觸摸平等人機基麵顯示鑽（zuàn）壓、懸重、井深、泥漿液等（děng）信（xìn）息的顯（xiǎn）示。

2.3 交流傳統係統

2.3.1 驅動控製係統驅動控（kòng）製係統有多個變頻櫃共同組成，在具體操（cāo）作過程中分（fèn）別（bié）將50HZ恒壓、600V電壓轉變（biàn）為0-750V可連續調控的交流電壓，對驅動鑽井泵、鑽盤的驅動通（tōng）過一拖一或（huò）一拖二的方式完成。在係統中的鑽盤和絞車在具體應用過程中，具有反轉功能，對扭矩的調解範圍（wéi）不做具體限製，可以從0%-100%區間內任意轉動。Siemens變頻（pín）器在石（shí）油鑽機有著比（bǐ）較廣泛（fàn）的應用，並（bìng）且實際應用情況來看，也取得了不錯的應用（yòng）效果，在石油鑽（zuàn）井中應當加強對（duì）其的應用與推廣，使其能夠更好的為油田鑽（zuàn）井（jǐng）服（fú）務。

2.3.2 自動送鑽送鑽變頻櫃將50HZ恒壓、400V轉（zhuǎn）變為交（jiāo）流電壓變流程0-400V，可以連續（xù）調（diào）調控的交流電壓，在具體送鑽過程中，通過一拖一的驅動方式（shì）完成相應的（de）送（sòng）鑽電動機操作。在自動送鑽過程（chéng）中，如果采用恒壓的方式，可以利用恒壓完成自動送鑽操作。如果以恒定的速度完成相應的送鑽電機（jī）操作，係統具有（yǒu）正反轉動功能，並且在操作（zuò）過程（chéng）中能夠起到鑽（zuàn）具和（hé）放井架的功能，從而通過恒定不變的速度完成相應的送鑽操作。

2.3.3 控製單元製（zhì）動單元與存在於變頻房外的製動電阻在具體運行過程中起到的功能：如果在具體工作中，需要對絞車進（jìn）行製動，電動機將會進入發電狀（zhuàng）態，從而使電動機形成與旋轉方向相反的（de）製動力矩，將機（jī）械能轉（zhuǎn）化（huà）為電能，然後利用逆變器將電（diàn）流傳到直流母線上。當最高閥值小於直流母線上的電壓大小時，製動控製單元將會自動與製動電阻相連通，從而使電容器和直流母線上所存儲的多餘（yú）的電能以熱能（néng）的形式消耗，從而使直流母（mǔ）線上的（de）電壓大（dà）小始終處於恒定（dìng）不變，這也被稱為能耗製動。

3結語

隨著我國在石油開采技術的高速（sù）發展，鑽井的環境將會變得越來越複雜，這也對鑽（zuàn）井工藝提出了更高的要（yào）求，在鑽井過程中采用鑽井的方式施工，難以滿足（zú）在鑽井（jǐng）上需求，因此應（yīng）當加強對交流變頻電動機的應用（yòng），這也與我國鑽井的大環境（jìng）相符（fú）。通過近（jìn）幾年，我國在石（shí）油鑽（zuàn）井中對交流（liú）變頻電機的（de）實際應用（yòng）情（qíng）況可以看出，交流變頻電機具有不錯的應用前景，因此（cǐ）應當（dāng）加強對其應用及控製係統的研究與分析。

本文來源於《技術管理》-陳天澤。