ZJ50LDB钻机气路控制系统的改造
兰石ZJ503150D钻机使用说明书
兰州石油化工机器工程有限责任公司
LS Petrochem Machinery Co.,Ltd
2.7 提升系统滑轮外径
1270 mm
2.8 水龙头最大静载荷
4500 kN
中心管通径
75 mm
2.9 转盘开口名义直径
698.5 mm（271/2″）
转盘档数
2档
2.10 泥浆泵台数×功率
2 台×956 kW
兰州石油化工机器工程有限责任公司
LS Petrochem Machinery Co.,Ltd
输出电流
1800 A（DC，长期）
2.15 泥浆罐有效容积
270 m3
2.16 双立管高压管汇
4″×35 MPa
2.17 供气系统
储气罐总容积
7 m3
供气最高工作压力
1 MPa
2.18 柴油罐总容积
80 m3（45 m3+35 m3）
图号
名
称
数量 单重（kg）
备
注
前部
1
30000
6800×2665×2765
后部
1
22000
6800×2340×2998
G07.12A.00 电驱动泵装置（3NB-1300C） 2
37680
G08.05.00
转盘独立驱动
1
5096
111.27.00
JJ315/45-K 井架
1
62194
G12.10.00
电压
600 V
频率
50 Hz
辅助发电机组台数×功率
1×292 kW（CAT 3406）
柴油发电机组型号
SR4B
转速
1500 rpm
ZJ50LDB钻机电气控制系统说明书
2.8.4 故障排除.............................................................................................................................. 34 2.9 操作台 .................................................................................................................................... 35 2.9.1 概述 ..................................................................................................................................... 35 2.9.2 控制 ..................................................................................................................................... 36 3 售后服务联系方式........................................................................................................................... 38
2 分系统说明 .................................................................................
ZJ50LDB-2钻机使用说明书中原钻一
ZJ50DB 使用说明书
1、系统简介华北石油管理局ZJ50DB钻机电传动系统由3套柴油发电机组，4台三相交流异步电机和6台直流电动机构成。
本系统的交流异步电机采用西门子公司的矢量变频调速装置，逻辑控制部分采用西门子S7--300系列PLC，操作控制部分也是采用西门子触摸显示屏MP370来实现。
各部分之间通过Profibus-DP现场总线进行通讯，使系统连线大大减少，同时由于系统的主要部分均系西门子公司产品，从而保证组成网络时系统的可靠性。
1#电控房包括：绞车A变频柜、绞车B变频柜、转盘变频柜、送钻变频柜、MCC柜、综合柜、开关柜、制动电阻及冷气系统。
2#电控房包括：发电柜、同期柜、传动柜、捞砂变频柜、MCC柜、开关柜、净化电源柜、主变压器及冷气系统。
3台发电机组控制柜和1台同期并网控制柜能对3套发电机组进行控制，并把这3套机组并网发电，提供600V交流电源。
5个变频柜的主要功能是：把50Hz工频交流电源转变为频率可调的交流电源，从而控制交流电机按预期目的运行。
传动柜的主要功能是：把600V交流电整流成0~750V直流电，驱动泥浆泵直流电动机。
综合柜的主要功能是：完成钻井工艺的逻辑控制功能、保护功能、监控功能、其他辅助功能。
开关柜的主要功能是：切换MCC交流母线的电源选择，一路选择为600V交流母线经主变至MCC交流母线，另一路选择为380V备用电源。
MCC柜的主要功能是：把50Hz工频380V交流电源通过不同抽屉开关分配给各用电负载，以达独立操作、运行的目的。
主变压器的主要功能是：把50Hz、600V交流电源转变成50Hz、400V交流电源，供给MCC 交流母线。
2、技术参数及工作条件2.1主要技术参数2.1.1 发电机组柴油机型号:CAT3512B柴油机转速:1500转/分柴油机输出功率:1310 kW发电机容量:1900kVA发电机额定电压:AC600V发电机额定频率:50Hz发电机功率因数:0.7 (滞后)发电机励磁电压:DC60V发电机励磁电流:DC7.5A2.1.2 发电机组控制柜及同期并网控制柜频率稳定度:2%电压稳定度:3%设有各种保护:过压、欠压、过频、欠频、过励、过流、过负荷、逆功率等。
钻机修理及改造方案
钻机修理及改造方案一概述1、钻机修理是对钻机原有的部件进行检修，根据钻机部件的现状，进行修理或更换，其中井架进行应力测试，依据测试结果决定是否更换，绞车、传动、天车、游吊系统等，根据用户的建议，结合专家的现场诊断，决定修理或更换。
2、钻机改造是运用目前的技术对过去生产技术上比较落后的钻机进行改造。
a)绞车改造：运用目前较为先进的气动——齿式换档或气动离合器换档的密封绞车，代替早期的开放式绞车，采用液压盘式刹车替代带式刹车，提高刹车的可靠性。
b)传动改造：运用链条并车箱+液力偶和正车箱替代早期的皮带并车装置，提高传动性能。
c)井架改造：对早期的塔形井架按照钻机的总体要求，用K型或A型井架替换，增加井架的承载能力。
d)底座改造：根据安装井控高度的要求，结合选用的绞车、传动及井架，对底座进行技术改造。
3、钻机升级改造：钻机升级改造的目的是提高钻机的自动化程度和动力及控制系统的可靠性。
1.机械驱动型钻机进行复合驱动型改造，转盘采用直流电机或交流变频电机，通过转盘独立驱动装置实现转盘独立电驱动，后台传动仍用链条传动或皮带传动。
2.机械驱动型钻机升级改造为电驱动钻机。
一般分为直流电驱动和交流电驱动两种，井架和底座也相应进行改造。
二、新疆油田钻机修理和改造的方案：a) 钻机是否进行大修，大修所包含的内容，建议我公司派专业人员和井队进行充分沟通，拿出切实可行的大修理方案，在用户认可的前提下，协商修理费用。
b) ZJ32钻机改造方案：该钻机的现状是后台传动用链传动；二是采用带式刹车，安全性差。
我们的方案是：把ZJ32升级改造为ZJ40LDB,要对底座进行局部改造,增加转盘独立驱动装置,选用600KW交流变频电机,配2台400KW沃尔沃柴油发电机组和电控系统,绞车改为盘式刹车.改造后的钻机，具有国内本世纪初的水平，钻机的综合性能提高,钻井速度加快,增加经济效益.3.ZJ40J钻机的改造方案：该钻机目前的状况，是后台皮带并车，这种并车系统传动效率低，改造方案是把后台改为链条并车箱+液力耦合正车箱，后台底座相应进行改造。
ZJDB钻机井场电气系统技术协议
3.13为确保装置检修时的安全，防爆控制按钮选用机械锁定型。
3.14保护装置动作灵敏。
3.15接线牢固可靠，布线整齐美观，便于操作维修。
3.16有清晰明确的操作标识和安全警示牌（中、英），金属标牌。
3.17井架上所有的摄像头、照明灯配置安全绳。
1.4 GB 3836.3—2000《爆炸性气体环境用电气设备》第三部分:增安型“e”eqv IEC 60079--2:1990
1.5 GB 3836.8—87《爆炸性环境用防爆电气设备》无火花型电气设备“n”
1.6 GB 50058—92《爆炸和火灾电力装置设计规范》
1.7中华人民共和国《爆炸危险场所电气安全规程》试引用1987.12.16。
6.3照明系统
6.3.1钻台下适当位置安装4盏400W防爆投光灯供钻台底部以及防喷器照明，在钻台的前坡道处安装2盏400W防爆投光灯供钻井前场照明，搬家时不拆卸，固定牢固可靠，检修方便。
6.3.2在钻台的右偏房上安装4盏400W防爆投光灯供井场照明/逃生滑道和梯子。
6.3.4天车顶部设1盏红色防爆闪烁障碍灯用于示高和警示。
3.9电缆与电气设备的连接，按额定工作电压、电流选用极数为4P(3P+PE),3P(2P+N)的密封式防爆安全插接件进行联接,防爆插接件选用宝鸡友泰产品。
3.10各种防爆控制箱(柜)、各种用电设备外壳按规定可靠接地。整套电路配置安全可靠的接地网络，接地极按标准设计和制作。
3.11电缆采用江苏上上YCW重型橡套电缆，具有防油、耐酸性能。
1.6接地极接地电阻≤4Ω。
2设计制造依据标准
1.1 API RP 500B《石油设施电力装置场所分类推荐作法》。
党员立项攻关示范项目和
党员立项攻关示范项目和关于报送党员立项攻关成果的通知公司所属各单位党组织:今年以来～各单位党组织按照公司党委《关于认真做好“双建”工程管理体系集中宣贯活动下步重点工作的通知》要求～积极组织党员围绕生产经营、安全环保、精细管理、和谐建设、党务政工等工作中的重点难点开展立项攻关～都取得了一定成效。
根据工作安排～现对各单位完成的党员立项攻关成果进行收集审核～具体事宜通知如下:一、报送时间2010年12月10日前。
二、报送要求1、成果申报材料应包括项目名称、项目成员、立项原由、攻关措施、攻关效果等～文字600字左右～并附2幅数码照片。
2、申报成果应为年初确定立项公示的项目～项目如有更换注明原因～立项攻关成果完成情况作为年终评议党员和精神文明建设考核内容。
三、报送方式电子邮箱:**************,电话:2210710,联系人:赵志清。
附件:1、ZJ50LDB钻机绞车滚筒离合器控制系统改造,模板,2、“双向培养”在基层建设中的创新与实践,模板,中原塔里木钻井公司党委组织科二〇一〇年十一月十三日- 1 -附件1:ZJ50LDB钻机绞车滚筒离合器控制系统改造【项目名称】ZJ50LDB钻机绞车滚筒离合器控制系统改造【项目成员】×××单位党支部党员×××【立项原由】 ZJ50LDB钻机的传动采用链条传动与电传动联合驱动方式～由于控制绞车滚筒离合器气路管线较长～导致绞车滚筒离合器的进气和放气严重滞后～离合器不能及时抱合和分离～加剧了摩擦片、摩擦毂的磨损。
【攻关措施】装备科针对ZJ50LDB钻机离合器存在的不足～组织技术骨干展开攻关～优化绞车滚筒离合器的控制系统。
攻关人员深入井队施工现场～对绞车滚筒离合器的气控系统结构和原理进行认真分析～深入征求井队司钻和技术人员的建议～研究将气控系统更换为电控系统的可行性。
经过反复试验～制定了用DC24电控制系统代替气控的改造方案～使控制系统操作更简单、反应更灵敏、维修更方便～减小摩擦片、摩擦毂的机械磨损。
石油钻井直流电动钻机绞车的故障和处理
《装备维修技术》2020年第4期— 209 —石油钻井直流电动钻机绞车的故障和处理罗军（西部钻探吐哈钻井公司 新疆 鄯善 8382000）摘 要：随着油气能源开采力度加大，油气勘探开发向深海等难动用储量延伸，大功率直流电机具有调速性能优良的优点，被广泛应用于钻井平台拖动机械设备，电机调速系统是强弱电控制结合的系统，系统弱电部分检测工作转速，电机温度等信号，强电部分根据控制信号调节电机转速。
随着中国经济高速发展，我国已成为世界最大石油消费国。
我国海域油气资源丰富，需要加大海洋石油勘探开发力度。
随着石油钻探行业新工艺技术发展，电动钻机具有诸多优势得以广泛应用，电气传动系统是钻机核心控制部分，本文围绕西部钻探克拉玛依钻机公司某队采用直流调速器钻机电气传动系统研究，阐述故障处理工作，为相关工作开展提供借鉴。
关键词：石油钻井；直流电机；故障处理电机调速发展与电子技术发展相关，电机调速与电子技术相互促进，以弱电检测发出控制信息，现代电气控制技术是强弱电结合的技术。
石油钻井由多种机器设备组成的联合工作机组，主要功能是打通地下油气层井筒，整套钻机必须具备起升设备，旋转设备，传动系统等。
绞车是钻机工作机组之一，是钻井中的核心设备，用于起下钻具，钻井中控制专家等。
绞车是石油钻井等石油钻采机械核心部件，其可靠性直接影响系统安全性能。
随着油气能源开采力度加大，油气勘探向深地层等难动用储量延伸，致使钻机发展向大型化方向推进，引了发国内开发适合深井钻采设备热潮。
对直流电机绞车故障问题分析，对保证石油钻井电机正常工作，提高石油开采生产效率具有重要意义。
1 石油钻井直流电动钻机绞车结构简介石油钻机是由机电液气等设备组成的联合工作组，是油气田开发的专业设备，随着钻井作业要求发展不断进步。
石油钻机主体机械设备驱动形式包括液压驱动等，通过传动系统完成并车，换向等功能。
是由主体机械包括提升设备，旋转设备与循环设备。
电气控制系统完成对主体机械驱动钻机为电动钻机，随着科技的发展，大型钻机进入全面电气传动时代。
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ZJ50LDB钻机气路控制系统的改造
摘要:ZJ50LDB钻机在钻井行业中的应用是越来越广泛,其中进排气慢离合器摩擦片的更换率和施工的不安全度也随之增加。
本文主要介绍了此类钻机的工作原理和缺点,提出了上述情况的解决方法,阐述了ZJ50LDB钻机在应用中进排气慢的具体改造措施。
关键词:ZJ50LDB钻机离合器电控
ZJ50LDB钻机是近年来研发并生产的一种复合式驱动钻机,主要用于油田中深井的勘探和开发,ZJ50LDB钻机的传动采用链条传动与电传动联合驱动方式,即动力通过传动链条箱分别把动力输出到绞车和钻井泵,转盘通过电机采用独立驱动的传动方式。
由于司钻操作台在司钻房内并置于钻台面,使得控制绞车滚筒高、低速离合器及钻井泵的气路管线较长,当司钻操作气路手柄时,造成绞车各离合器的进气和放气存在严重滞后,离合器不能及时的抱合和分离。
针对这一问题,我个人有一套对气路控制系统的改造方案,即将气路的直接控制改为气—电—气的控制系统,彻底解决了离合器进、排气严重滞后的难题,极大的消除了不安全隐患。
1 现有气控系统
1.1 工作原理
(1)当钻机滚筒高、低速气控阀打到低速位置时,低速气控阀打开,
控制气沿低速控制管线至低速继气器,低速继气器打开,主气经低速继气器到低速离合器,低速离合器迅速充气而抱合;当滚筒高、低速气控阀打到空位时,低速气控阀关闭控制气,低速继气器因失去控制气而闭合,主气被截止,低速离合器经快速放气阀迅速放气而分离。
(2)当钻机滚筒高、低速气控阀打到高速位置时,高速气控阀打开,控制气沿高速控制管线至高速继气器,高速继气器打开,主气经高速继气器到高速离合器,高速离合器迅速充气而抱合;当滚筒高、低速气控阀打到空位时,高速气控阀关闭控制气,高速继气器因失去控制气而闭合,主气被截止,高速离合器经快速放气阀迅速放气而分离。
(3)钻机的换挡和泥浆泵的控制也是同理。
1.2 缺点
(1)这种复合式驱动钻机,绞车采用低位安装,布置在下底座后侧,而司钻控制房固定在钻台上,钻台整体高度为9m,绞车滚筒高低速采用气控,由于控制气路较长(20m左右),当司钻操纵气路控制手柄时,继气器不能迅速打开或关闭,从而导致离合器的进、排气严重滞后,使得离合器同摩擦毂抱合和分离时间延长,加剧摩擦片、摩擦毂的磨损,大大缩短其使用寿命。
(2)由于现场的气控元件工作的介质为压缩空气,受压缩空气处理装置的限制,压缩空气中含有微量的水,易造成继气器和放气阀的元件损坏,尤其在冬季施工中水分容易结冰,造成控制气路不畅,甚至堵塞
气路,且较长的管线不利于冬防保温,存在很大的不安全隐患。
(3)钻机过多的控制阀也增加了设备的隐患点。
如钻机的高速气控阀卡死不能及时放气,就会发生顶天车事故,若此时搬动液压式刹车手柄刹车易造成严重的机械事故。
2 改造后的电控系统
2.1 工作原理
(1)当司钻房气路控制开关动作时,气源通过一个两位两通气压开关的干接点将直流24V的电信号由一多芯控制电缆(芯数根据实际情况)传递给安装在钻机旁的集控箱里的24V常闭电磁阀,此时电磁阀动作打开,将主气源迅速的传递给离合器实现最终控制(如图1)。
当要停止控制时,电磁阀失电闭合,快速放气阀放气,离合器停止工作。
同时安装在司钻房内的24V继电器控制工作指示灯的点亮和熄灭给操作人员以提示。
2.2 特点
(1)适用于钻机高低速、泥浆泵、应急电机等离合器以及钻机换挡的有效控制。
(2)彻底改变传统的气控结构,实现气控电、电控气的转换,灵敏可
靠,安装方便,只需将一根多芯电缆以防爆快速插头的形式连接于司控房和钻机旁的集控箱即可,少去了十几根气管线的连接。
维修保养方便;结构简单,制造成本低;操作简单;采用DC24电压,防爆、安全性能好。
缩短了离合器抱合、分离的时间,减少了摩擦片、摩擦毂的机械磨损,提高摩擦片、摩擦毂的使用寿命。
3 现场应用
现我公司已有五台钻机运用了这项技术,每台钻机年节约资金10万余元,事故发生率为零,我相信这套控制系统的改造将对现有的钻机控制技术是一个很好的提升。