70LDB型机电复合钻机电动化改造
50D钻机电控系统简介
ZJ50(70)D钻机电传动系统为由交流控制装置(GEN柜)、直流控制装置(SCR柜)、司钻控制台、PLC系统、交流电动机控制中心 (MCC)及电磁刹车控制器等主要部分组成。
电传动系统分布图如图1-1所示。
图1－1 ZJ50（70）D钻机电传动系统分布图上述装置中，司钻控制台放置在钻台上，其余设备都放置在电控房内。
交流控制装置共有3个(或4个)GEN柜，分别对柴油发电机进行控制，并进行上线(并网)发电。
在其负荷允许的范围内，保证输出600V，50Hz的交流电压。
各发电机可按工况需要，全部或任意两台以上上线运行时，负荷都能均衡分配，负荷转移平稳，能承受钻机的负荷特性和直流电动机启动时的冲击。
直流控制装置共有3个(或4个以上)SCR整流柜，分别将600V交流电压整流成0～750V连续可调的直流电压，并通过各柜中的直流接触器切换，以一拖二的驱动方式分别驱动泥浆泵(MP)，绞车(DW)，转盘(RT)和顶驱(TD)。
绞车和转盘电动机具有正反转功能。
转盘扭矩限制可在0～100%范围内任意调节。
绞车和泥浆泵均由两台电动机驱动，运行时负荷均衡，转速同步。
司钻控制台通过高性能的PLC控制，供司钻在钻井作业中进行各项操作，同时对控制系统的主要设备运行状态进行监控。
交流电动机控制中心的主要功能是对井场的钻台、泥浆泵房、泥浆循环罐区、油罐区、压气机房和水罐区等区域的交流电动机进行控制，并给井场提供照明电源。
交流电动机控制中心的电源来自一台变比为600V/400V的干式变压器。
若井场需要设置辅助发电机组，可在MCC柜配置辅助发电机组投入380V母线的接口。
电磁刹车装置给绞车在下钻作业中提供电磁制动力矩。
电控系统安装在一个具有撬座的房子内，系统与各外部设备的电缆电传动系统的动力配置，输出特性，控制操作和保护功能均能满足5000m(7000m)石油钻机的工作参数、性能和钻机工艺的要求。
系统采用防爆、防震、防潮和防火等措施，符合安全要求。
机床数控化改造实例
前言2005年，我国数控金属切削机床生产59639台，进口30746台。
除部分出口外，总消费数量约85000台。
在生产的数控金属切削机床中，经济型数控机床占60%以上（生产的数控机床中经济型数控机床占89%到90%），中档以上的数控金属切削机床不足40%。
2006年，我国机床工业的产值和销售收入保持较高的增长速度，其中数控金属切削机床产量快速增长，全年生产85756台，同比增长32.8%，增幅高于金属切削机床产量增幅的18.4%。
2007年1月至10月我国进口金属加工机床57.06亿美元，其中金属切削机床进口达41.98亿美元，同比减少8.18%，所占比例为73.57%；成形机床进口达15.08亿美元，同比增长5.68%，所占比例为26.43%。
专家认为，目前我国机床市场的需求结构已经发生了很大的变化，数控机床，特别是普及型数控机床将逐步成为市场主体。
国内的机床制造企业在努力开拓高档机床的同时，一定要加速普及型数控机床产业化步伐。
通过生产和进口数控机床并不能满足我国日益增长的制造业需求，而淘汰大型企业原有的大量普通金属切削机床不但会造成很大的浪费，而且会因为缺乏资金购买大量的数控机床来填补淘汰普通金属切削机床后的机床空缺，造成停产。
所以，目前数控化改造是适应我国制造也迅猛发展，资金短缺，旧有机床所占比例大的国情所需。
据调查，现有的与机床数控化改造有关的书籍不多，在网上有关机床数控化改造的问题很多，但是多偏向于一些基本的改造常识和高级的改造技巧方面的问题。
由于机床数控化改造涉及的知识面广，若没有专业知识的支持，改造后的机床在使用中会出现很多问题，进而造成事故；而且数控化改造的市场也会因此变得不规范。
因此，数控化改造的规范化设计改造是非常迎合目前数控化改造市场的需要的。
机床数控化改造主要是针对数控系统，伺服系统，辅助控制系统和液压系统的改造。
由于数控机床本身是机，电，液一体化，结构复杂的产品，因此在改造中是否按照准确的计算方法计算，是否按照规则，要求选择改造方案和元器件类型，是决定改造后机床性能，运行精度，加工质量和可靠性的关键因素。
石油钻机和修井机基本配置
SY/T 6724－2008 《石油钻机和修井机基本配置》节选本标准用列表的形式，分别叙述了钻机的基本配置、车装钻机的基本配置和车装修井机的基本配置。
在钻机的基本配置部分，标准列举了常用的七个级别16种钻机类型，并对其基本参数、结构特点等进行了描述。
七个级别钻机包括：ZJ15/900、ZJ30/1800、ZJ40/2250、ZJ50/3150、ZJ70/4500、ZJ90/6750、ZJ120/9000。
每种级别钻机根据驱动形式和传动形式不同，选择2～3种典型钻机类型，并用配置清单的形式详述了钻机所配设备的名称、基本参数和配套数量，以及可选择的配置设备。
在车装钻机的基本配置部分，标准列举了常用的五个级别10种车装钻机类型，并对其基本参数、结构特点等进行了描述。
五个级别车装钻机包括：ZJ10/600、ZJ15/900、ZJ20/1350、ZJ30/1700、ZJ40/2250。
每种级别车装钻机根据钻机布置的不同，又分为车载式和拖挂式，并用配置清单的形式详述了车装钻机所配设备的名称、基本参数和配套数量，以及可选择的配置设备。
在车装修井机的基本配置部分，标准列举了常用的九个级别21种车装修井机类型，并对其基本参数、结构特点等进行了描述。
九个级别车装修井机包括：XJ350、XJ600、XJ700、XJ900、XJ1100、XJ1350、XJ1600、XJ1800、XJ2250。
每种级别车装修井机根据底盘型式的不同，又分为自走底盘、汽车底盘和牵引底盘，并用配置清单的形式详述了修井机所配设备的名称、基本参数和配套数量，以及可选择的配置设备。
下面分别以ZJ70/4500钻机、ZJ20/1350车装钻机和XJ1800车装修井机为例说明标准的主要内容。
ZJ70/4500钻机：1)基本参数：最大钩载、绞车最大输入功率、最大快绳拉力、提升绳系、转盘开口直径、钻井泵台数、井架型式、底座型式、底座高度、主动力机组功率、辅助发电机组等。
ZJ704500DS钻机技术参数与整体配置
ZJ70/4500D钻机技术参数及整体配置1、整体方案1．1钻机采纳4台CAT3512B 1900KVA柴油发电机组作为主动力，发出的的600V/50Hz产流电经整流单元（SCR）别离驱动绞车、转盘、3台钻井泵的直流电动机。
绞车由两台YZ08 800KW 直流电动机驱动，经二级链轮减速后，驱动滚筒，绞车主刹车采纳液压盘式刹车，辅助刹车采纳电磁涡流制动。
转盘采纳绞车驱动和独立驱动并联方式，由1台800KW的直流电动机驱动。
3台钻井泵别离由两台YZ08（A）直流电动机驱动。
前开口井架，双升式底座，利用绞车动力起升2. ZJ70/4500DS钻机技术参数2．1钻机技术参数名义钻深范围7000mm(φ114mm钻杆)最大钩载机4500KN最大钻柱质量200T绞车额定功率1470KW绞车档位数4+4R，直流电动机驱动，无级调速提升系统绳系6×7钻井钢丝绳直径φ38mm提升系统滑轮外径φ1524mm提升部件负荷：天车、游车、大钩最大负荷4500KN水龙头最大负荷4500KN水龙头中心管通径φ75mm钻井泵的型号及台数3NB-1600泵，3台转盘开口名义直径φ转盘挡位数2+2R，无级调速井架有效高度及类型45m，“K”型底座形式双升式钻台高度钻台面积12000mm×13000mm转盘梁底面高度动力传动方式AC-DC-AC，一对一矢量操纵全数字柴油发动机组型号CAT3512B/SR4B机组台数×发电机容量4台，1900KVA柴油机输出功率1310KW柴油机转速1500r/min发电机型号及参数SR4B，1900KVA，600V/50hz，cosφ=辅助发电机组台数及参数1台，400KW，1500r/min 400v,50Hz,3相直流电动机绞车2台，800KW转盘1台，800KW直流操纵单元（SCR）一对一操纵，6套单元输入电压600V（AC）输出电压0~750V（DC）电传系统AC-DC-AC，矢量操纵全数字传动方式600V（AC）输入电压0~600V（DC）输出电压600V（3相）/400V（3相）/230V（单相），50Hz高压管汇φ103mm×35MPa，留压井管汇与固井管汇接口立管通径φ103mm×35MPa，钻台双立管，地面单管汇钻井液罐8个罐，总容量450m3，有效容量400 m3储气罐m3+4 m3气源压力MPa柴油罐两个罐，总容量100 m3，带泵组，流量计，所有阀门耐油、采纳法兰式连接工业用水罐套装水罐（60+40）m3冷却水罐25 m32．2钻机要紧部件的技术参数2．2．1TC450-10天车（符合API SPEC 8A/4F）最大钩载（6×7轮系）4500KN主滑轮数7个主滑轮直径φ1524mm钢丝绳直径φ38mm辅助滑轮数4个辅助滑轮直径φ360mm适应钢丝绳直径φ19mm2．2．2YC450游车（符合API SPEC 8A）最大钩载机4500KN主滑轮数6个主滑轮直径φ1524mm适用钢丝绳直径φ38mm2．2．3DG450大钩（符合API SPEC 8A）最大钩载机4500KN主钩口开口尺寸220mm主钩口直径180mm弹簧工作行程200mm副钩口尺寸120mm2．2．4SL450-5两用水龙头（符合API SPEC 8A）最大静负荷4500KN最高转速300r/min最高工作压力35Mpa中心管内径φ75mm接头下端螺纹 6 5/8inREG左旋鹅颈管中心线与垂线夹角1502．2．5井架（符合API SPEC 4F标准）最大钩载机4500KN有效高度（钻台面至天车梁底面）45m二层台安装高度,,26.5m二层台立根容量7280m（127mm钻杆，28m立根，260柱）10in钻铤4柱，8in钻铤6柱抗风能力停钻工况（无钩载，二层台满立根）36m/s保全工况（无钩载，二层台无立根）47.8m/s起放井架≤8.3 m/s死绳固定器安装位置司钻对侧、井架腿部（井架底座）传感器张力式最大死绳载荷410KN钢丝绳尺寸φ38mm（1 1/2in）2．2．6底座（符合API SPEC4F 标准）钻台面高度10.5m转盘梁底面高度8.92m钻台面积12000mm×13000mm转盘梁最大静载荷4500KN立根盒额定载荷2200KN立根盒容量7280m(127mm钻杆，28m立根)及10in钻铤4柱，8in钻铤6柱防喷器吊装装置：最大提升负荷2×250=500（KN）最大提升行程 3.2m最大提升速度26.3m/s最大下放速度55.8m/s最大水平移动速度（双向）55.8m/min液缸直径220mm液压系统最大工作压力16Mpa液压系统最大流量120L/min钢丝绳直径φ28mm钢丝绳规格6×37（无镀层绳式钢芯）2．2．7JC70D绞车最大输入功率1470KW（2000HP）最大快绳拉力485KN提升档位数4+4R主滚筒尺寸（直径×长度）开槽φ770mm×1361.15mm刹车盘（直径×宽度）大1600mm×76mm适用钢丝绳直径φ38mm主刹车液压盘式刹车（4常开2常闭）辅助刹车电磁刹车（DSF-70）液压盘式刹车系统油压工作介质，液压油：冬季用低温抗磨液压油L=HM20夏日N46系统单泵额定流量18L/min防爆电动机功率及转速2台，,1450r/min油箱容积80L蓄能器容量4台，6.3L油箱电加热功率1KW液压站冷却器水流量2m3/h工作钳的设计制动力矩140KN平安钳的设计制动力矩70 KN2．2．8ZP375转盘（符合API SPEC 7K标准）及转盘驱动装置最大静载荷5850KN通孔直径952.5mm最大工作扭矩最高转速300r/min齿轮传动比中心距离1353mm 2．2．9司钻操纵房钻井仪表：输入电压220V(AC),±20%频率50Hz，±30%UPS电源输出电压220V(AC),±% UPS电源输出频率50Hz，±1%不中断电源UPS1KVA外界中断供电时可持续工作时刻≥15min适应环境湿度-40~50℃相对湿度90% 2．2．10 3NB-1600机泵组最大缸套尺寸190mm最高压力冲程305mm额定冲次120冲/min 2．2．11钻井液管汇最大工作压力35Mpa公称通径φ103mm（4in）工作湿度范围-30~121℃特点钻台采纳双立管，地面采纳单管汇，配抗震压力表，采纳公、英制双表盘2．2．12固控系统ZX-60联振动筛处置量60L/S筛网面积 2.12m×1.29m=3.096m2筛网规格30~120目电动机功率2台，电动机转速1500r/minZCQ1/4真空除气器：处置量360m3/h真空度600mmHg功率3KW+30KWZQJ250×2除砂清洁器：旋流器2个，250mm处置量200m3/h工作压力~筛网目数80~120目筛网面积1000mm×600mm电动机,1400r/minZQJ125××除泥清洁器：旋流器8个，125mm处置量200m3/h工作压力~筛网目数120~200目筛网面积1300mm×600mm 激振电动机,1445r/minLW450-842N离心机：滚筒最高转速1800 r/min差速比80：1最大处置量350 m3/h主电动机功率28KW辅助电动机功率供液泵功率LW600-1019N离心机：滚筒最高转速1800 r/min差速比80：1最大处置量60m3/h主电动机功率45KW辅助电动机功率SB6in×8in-12 1/2in除砂泵、除泥泵：流量：200m3/h扬程36m转速1480r/min效率66%泵出口直径3in泵入口直径4in电动机功率55KW/50Hz SB6in×8in-12 1/2in加重泵：流量：200m3/h扬程36m转速1480r/min 效率66%泵出口直径6in泵入口直径8in电动机功率55KW/50Hz SB6in×8in-12 1/2in补给泵：流量：80m3/h扬程23m转速1480r/min 泵出口直径3in泵入口直径4in电动机功率11KWDN150喷射式混合漏斗：工作压力处置量200m3/h NJ15钻井液搅拌器：叶轮直径φ900mm 叶轮转速73r/min电动机功率15KW钻井液搅拌器：叶轮直径φ750mm，φ550mm叶轮转速73r/min电动机功率钻井液搅拌器：叶轮直径φ750mm叶轮转速73r/min电动机功率2．2．13气源及气源净扮装置紧缩机组型号SA350螺杆紧缩机组排气量 5.3 m3/min排气压力1Mpa冷却方式风冷配套电动机37KW-380V气罐容积2个，2.5 m32．2．14货物起落机TS-15额定载荷15KN提升行程10.5m提升速度~0.5m/s电动机功率11KW钻台、地面、提篮内三点都可操纵，电器防爆2．2．15水罐、油罐及供油系统冷却水箱25 m3，用于绞车刹车系统的冷却，电动离心泵两台（防爆电器）及循环管路，套装水罐，总容积100 m3钻井用水罐由两个罐组组成，总容积100 m3，配有供油泵组、过滤器与流量计。
钻机电驱动使用手册 精品
70D电驱动钻机电控系统使用手册目录第1章电气控制系统的基础知识 (2)1．1可控整流的基本知识 (2)1．2运算放大器 (9)1．3闭环控制的调速系统 (13)1．4电气控制系统简介 (16)1．5电气控制系统的检验与维护 (21)1．6故障排除的一般方法 (22)1．7缩写字母注释和元件符号 (24)第2章交流电动机控制中心 (35)2．1 MCC柜安装图 (35)2．2 MCC运行前的检查与试验 (35)2．3 MCC的运行操作 (35)2．4 MCC的维护和故障排除 (36)2．5干式变压器的维护 (37)第3章交流控制单元 (39)3．1同步发电机简介 (39)3．2交流控制系统 (44)3．3交流控制组件 (48)3．4交流控制单元功能试验 (52)3．5交流控制单元故障排除指南 (56)第4章直流控制单元 (59)4．1串励电动机的工作特性 (59)4．2直流控制系统 (61)4．3直流控制组件 (64)4．4皮带轮防滑电路 (66)4．5绞车能耗制动 (68)4．6直流控制单元功能试验 (70)4．7直流控制单元故障排除指南 (75)第5章司钻控制台及PLC系统 (78)5.1 司钻控制台 (78)5.2 PLC系统 (80)5.3 PLC故障查找 (83)5.4 工况指配逻辑 (84)5.5速度控制 (85)5.6风机控制与报警装置 (86)5.7司钻控制台的功能试验 (86)5.8司钻控制台故障排除指南 (87)第6章电磁涡流刹车 (87)6.1 电磁涡流刹车的工作原理 (87)6.2 风冷式电磁涡流刹车配电柜 (88)6.3现厂安装调试 (91)6.4故障检修 (92)第一章电气控制系统的基础知识1．1可控整流的基本知识在电驱动钻机的电气控制部分，包括主电路在内的许多直流电源是通过可控整流而得到的。
可控整流是指在交流电压不变的情况下，可以控制直流输出电压的大小。
1．1．1晶闸管的结构与工作原理晶闸管俗称可控硅，是一种功率半导体器件。
塔里木地区钻机“电代油”“气代油”运行及效益评价
171新疆塔里木地区从2000年开始陆续在有条件的区域钻机上逐步推广实施“电代油”“气代油”，前期因电力和天然气资源等因素，推广情况不良，后期地方220kV线路的架设及天然气联合站的不断建立。
从2009年开始，开始大规模实施“电代油”“气代油”，按照有条件优先实施“电代油”，不具备“电代油”条件的实施“气代油”的方式进行推广。
1 “电代油”“气代油”的可行运行技术方案1.1 “电代油”运行技术方案全电动钻机“电代油”运行技术方案。
架设35kV或10kV高压线路至井场，利用高压供电房降压至600V（690V），接入钻机VFD房实现钻机主、辅动力供电，架设线路过长的钻井队加装SVG房1栋（动态无功补偿、谐波抑制），能够保证供电质量。
机械钻机全钻机“电代油”运行技术方案。
架设10kV高压线路至井场，利用高压供电房降压后，使用直流或交流变频电机替代钻机的柴油机，另外高压供电房提供400V动力接入钻井队MCC房，进而实现全钻机的主、辅动力供电。
MCC“电代油”：架设10kV线路至井场，利用箱式变压器提供400V电源接入钻井队MCC房，替代柴油发电机进行辅助动力供电。
1.2 “气代油”运行技术方案1.2.1 电动钻机主动力电化改造方案用14台250kW天然气发电机形成独立的小发电站，替换柴油发电机组向全电动钻机提供钻井动力用电、井场用电和生活用电。
1.2.2 机械钻机主动力气化改造方案用济柴12V190PZDT2-3天然气发动机组替换钻井队3台柴油机组，采取机组与变矩器或耦合器并车运行为全机械钻机提供主动力，通过链条箱带动泥浆泵和绞车等作为钻机主动力。
用1套750kW （3×250kW）或1000kW（4×250kW）发电机组提供井场用电。
该技术方案在7000m钻机上仅适用于配套4台柴油机的机械钻机或配套3台柴油机且承钻侧钻井的机电复合钻机。
1.2.3 机械钻机及机电复合钻机主动力电气化改造方案用12台300kW天然气发电机建立独立的发电站，通过发电机集中控制房向全机械钻机提供钻井动力用电、井场用电和生活用电。
SKD70电动潜孔钻机之欧阳法创编
SKD70电动潜孔钻机一、用途及使用范围SKD70电动潜孔钻机是在SKQ风动潜孔钻机的基础上，改变动力源设计而成的，功用与SKQ 风动钻机完全一致。
而提供动力的辅助设备则更轻，更便于搬迁和转移。
在有电源的地方只需一台7m3/min的电动空压机，即使在没有电源的地方再配一台15kW的发电机组可以满足单机作业。
特别是新开工地道路不便的情况下，给设备的进场提供了方便。
且电动机比风马达更少磨损及维修，所以该机型是一种既轻便又经济的机型。
二、钻机外形及主要技术参数（一）钻机外形图1、滑架总成2、支腿3、操纵台总成（二）、主要技术参数1、型号 SKD702、钻孔直径φ60-80mm3、适用岩石（普氏硬度）≥204、钻孔深度≥15m5、钻具回转速度110r/min6、使用气压0.5-0.7Mpa7、耗气量≥3.5m3/min8、推进气缸气缸直径90mm推进有效行程1070mm最大推进力3600N9、电动机型号 Y2-4E功率3kW电压380V额定转速1410r/min10、钻杆钻杆外径φ42mm钻杆长度 1025mm11、主机外型尺寸长架机型：重量：98kg 1740×260×420mm三、工作原理与结构及作用1、工作原理该钻机是一种复合动力的机型，动力有电机与压缩空气。
钻机钻具旋转的动力来自电动机，冲击器的冲击力来自压缩空气。
电动机工作时将电能转换成旋转扭矩传给减速器，使连接在减速器输出轴上的钻杆旋转，钻杆前端的合金齿不断冲击破碎岩石，破碎的岩石被不断旋转的钻头磨成粉后，被从钻头排气孔中排出的压气吹至地面。
推进气缸产生的轴向力送进钻具进行钻孔。
2、结构及作用SKD70型潜孔钻机由支承机构、减速器、电动机、推进机构、钻凿系统、油雾器及气动控制阀、电控开关等部分组成。
①、支承机构该机构包括滑架及支承部分。
滑架由槽钢焊接而成，它既是滑板的滑道，也是钻机的大梁。
滑架上装有滑板、气缸及卡钎器，减速器随滑板在滑架上来回滑动。
03-ZJ70DB钻机操作保养规程
ZJ70/4500DB操作保养规程中国石油集团公司渤海钻探工程有限公司二〇一四年目录1 适用范围 (1)2 风险提示 (1)3 操作内容 (1)3．1启动前的准备 (1)3.1.1钻机的搬迁 (1)3.1.1.1 钻前施工 (1)3.1.1.2 搬迁 (1)3.1.2 钻机的安装 (2)3.1.2.1安全要求 (2)3.1.2.2设备安装顺序 (2)3.1.2.3 安装步骤 (2)一、底座的安装: (2)二、钻台面的安装 (2)二、绞车传动的安装 (3)三、转盘与万向轴的安装。
(3)四、井架的安装 (3)五、天车的安装 (4)六、游车的安装 (4)七、大钩安装前的检查 (4)八、钻井泵的安装 (4)九、动力及控制区部分 (5)十、井架、底座起升后安装的部分 (5)十一、倒绳机的安装 (6)3.1.3 钻机的调试 (6)3.1.3.1柴油发电机组的调试 (6)3.1.3.2 VFD(MCC)房的调试 (7)3.1.3.3气源净化设备的调试 (7)(2)检查气源净化设备工作情况，不得有漏气、漏油现象。
(7)3.1.3.4液压盘式刹车的调试 (7)3.1.3.5能耗制动的调试 (8)3.1.3.6 绞车的调试 (8)3.1.3.7钻井泵组的调试 (9)3.1.3.8井架及底座的起放 (9)一、井架起升前的准备 (9)二、井架的起升 (11)三、底座起升的准备工作 (12)四、底座的起升 (13)五、起井架的自然条件 (13)3.2 启动/运行操作 (14)3.2.1 绞车系统 (14)3.2.1.1运转前的检查 (14)3.2.1.2 对绞车系统进行检查 (14)3.2.1.3 绞车及制动系统操作规程 (16)绞车操作规程 (16)3.2.1.4 转盘控制 (17)3.2.1.5防碰释放 (17)3.2.1.6气喇叭 (17)3.2.1.7液压盘刹控制 (17)3.2.1.8防碰天车 (17)3.2.1.9 采用双防碰装置及数码防碰天车 (18)3.2.1.10常见故障及排除 (18)3.2.2 天车 (19)3.2.2.1检查 (19)3.2.2.2 天车的常见故障及排除方法 (19)3.2.3游车 (19)3.2.3.1操作事项 (19)3.2.3.2 游车的常见故障及排除方法 (20)3.2.4大钩 (20)3.2.4.1大钩使用前检查 (20)3.2.4.2大钩的使用 (21)3.2.4.3大钩的常见故障与排除方法见表3 (21)3.2.5水龙头 (22)3.2.5.1 使用前进行检查，如有不合格项，应整改至合格后方可使用 (22)3.2.5.2操作 (22)3.2.5.3水龙头的常见故障与排除方法 (22)3.2.6 转盘 (23)3.2.6.1转盘使用前必须检查的内容 (23)3.2.6.2使用中的注意事项 (23)3.2.6.3转盘独立驱动装置 (24)一、转盘独立驱动装置使用前的一般检查 (24)二、交流电机的安装找正 (24)三、操作与控制 (24)3.2.6.4 转盘的常见故障及排除方法 (25)3.2.7 钻机电控系统 (25)3.2.7.1启动、运行与操作 (25)3.2.7.2启机 (26)3.2.7.3发电机组的并网操作 (26)3.2.7.4发电机组的解列停机操作 (26)3.2.7.5发电机柜 (27)3.2.7.6 测量保护单元 (27)3.2.7.7速度调节单元 (27)3.2.7.8 电压调节单元 (27)3.2.7.9 控制电源单元 (28)3.2.7.10启动、运行及停机 (28)3.2.7.11 发电机组的负荷均衡 (29)3.2.7.12 同期柜 (29)五、控制电源单元 (30)3.2.7.12启动、运行及停机 (31)一、开关柜 (31)二、综合柜 (32)三、变压器的供电操作 (32) (32)3.2.7.13操作手柄位置指示 (32)3.2.7.14 司钻电控台 (33)3.2.7.15自动制动柜 (36)3.2.7.16逆变柜 (36)3.2.7.17故障排除 (36)3.2.8 钻井泵 (38)3.2.8.1 泵启动前的准备 (38)3.2.8.2机泵组的启动与停机 (39)3.2.8.3运转中的检查 (40)3.2.8.4常见故障和排除方法 (40)3.26 倒穿大绳装置 (41)3.2.9 倒穿大绳装置 (41)3.2.9.1倒穿大绳装置准备工作 (41)3.2.9.2气动倒穿大绳装置准备工作 (42)3.2.9.3使用操作 (42)3.3 停用/拆卸操作 (42)3.3.1 井架的下放 (42)3.3.1.1井架下放前的检查 (42)3.3.1.2底座的下放 (43)3.3.1.3井架的下放 (43)3.3.2钻机的拆卸 (44)4保养检查内容 (44)4.1 绞车的维护保养规程 (44)4.1.1日常检查及维护保养 (44)4.1.2 定期检查 (45)4.1.3 每季的定期检查 (45)4.1.4每年的定期检查 (46)4.1.5 其他检查项目 (46)4.1.8绞车的润滑 (47)4.1.8.1机油润滑 (47)4.1.8.2润滑脂 (47)4.1.8.3润滑油的更换周期 (47)(2)加油时要经过过滤网过滤，不得直接向油池内倾倒流入。
钻机油改电技术在油田中的应用
钻机油改电技术在油田中的应用发表时间：2017-05-25T17:07:07.637Z 来源：《电力设备》2017年第5期作者：张学群1 苏丕朝2 于斌2 [导读] 摘要：针对原柴油机驱动钻机存在的问题，结合冀东、吐哈油田作业钻机所用柴油机消耗柴油的实际情况，提出利用低压直流电动机驱动钻机的改造方案，并对实际应用进行了效果跟踪。
（1.中国市政工程华北设计研究总院有限公司天津南开 300381）（2.山东思达电气有限公司山东淄博 256401）摘要：针对原柴油机驱动钻机存在的问题，结合冀东、吐哈油田作业钻机所用柴油机消耗柴油的实际情况，提出利用低压直流电动机驱动钻机的改造方案，并对实际应用进行了效果跟踪。
该方案既充分利用了油田丰富的电力资源，节约了国家紧缺的能源，节省了钻井成本，又增加了直流电机、无级调速、耦合器、有源动态无功补偿及谐波治理装置、直流电机调速器等设备，提高了钻机工作的可靠性、先进性、经济性和安全性。
在投入现场使用后表明，改造后的钻机不但经济效益显著，环境污染少，而且钻井速度明显提高，为以后各个油田柴油机驱动钻机的电动化技术改造探索了一条成熟的改造道路。
一、项目背景ZJ50J钻机是八十年代兰州石油化工机械厂研制生产的中型钻机，长期以来一直是我国的主力钻机，在石油勘探开发领域发挥了巨大作用。
随着驱动钻机的PZ12V190柴油机大修次数的增加，该钻机与上世纪九十年代研发生产的电驱动、复合式驱动钻机相比，逐渐暴露出一些弊端：钻井成本高、工作效率低下、动力匹配不合理、职工劳动强度大、环境污染大、不能满足现代钻井HSE工作要求等。
现今大部分钻井队投运的ZJ50J钻机(西部钻探、渤海钻探、大庆钻探等)都是八十年代的产品，已使用了10多年，大修过多次，设备日益老化，其驱动方式在使用中存在的缺点是：1.可靠性低：柴油机使用时间长、结构复杂、容易出故障；2.钻井成本高：每部钻机每年消耗柴油约115吨，机油15吨，随着油价的不断盘升，导致钻井成本高；3.环境污染大:柴油机跑、冒、滴、漏严重，对环境造成很大的污染；4.不能调速:无法完全满足固井、定向井、水平井等特殊钻井工艺要求。
ZJ70DB钻机“电代油”技术应用分析
ZJ70DB钻机“电代油”技术应用分析冯荣星;聂经广;郭治洪;芮辉;吴春明;邢晓范;谷海军;范家强【摘要】根据ZJ70DB钻机特点,研究确定了网电驱动技术在ZJ70DB钻机的应用方案,实现了钻机“电代油”.通过苏4K-3x井统计分析,应用钻机“电代油”,不仅显著降低钻井燃油消耗,降低柴油机运行维护费用,延长柴油机使用寿命,降低钻井综合成本,同时也减少了环境污染,减轻了工人劳动强度,降低了井场噪音,取得了良好的经济效益和社会效益.【期刊名称】《甘肃科技》【年(卷),期】2013(029)004【总页数】3页(P74-75,100)【关键词】钻机;电代油;网电;应用【作者】冯荣星;聂经广;郭治洪;芮辉;吴春明;邢晓范;谷海军;范家强【作者单位】渤海钻探第二钻井公司,河北廊坊065007【正文语种】中文【中图分类】TE92柴油发电机是石油钻机的动力源，也是高耗能设备，柴油费用约占钻井成本的15% ～20%，减少柴油消耗，可以降低钻井成本，提高钻井效益，同时减少环境污染。
采用清洁相对廉价的网电替代柴油发电机，可以从根本上实现节能、清洁、高效的钻井生产，实现绿色钻井［1］。
1 ZJ70DB 钻机概况［2］ZJ70DB钻机采用4台CAT3512B柴油发电机组作为主动力，发出的600V/50Hz 交流电经变频控制单元(VFD)分别驱动带绞车、转盘、泥浆泵的高速大扭矩交流变频电动机，通过传动装置最终驱动相应的工作设备。
钻机主要耗能设备见表1。
表1 主要耗能设备设备单机功率(kW)数量(台)CAT3512B柴油机JC70DB绞车ZP375转盘F1600泥浆泵辅助发电机1310 1470 800 1193 500 4 1 1 3 1钻机驱动形式示意如图1所示。
2 “电代油”技术方案确定钻机“电代油”就是用网电替代柴油机(发电机)作为钻井动力的动力供给方式。
“电代油”方案的确定，取决于电网供电能力及钻机原有驱动方式，前者分全网电替代和部分网电替代，后者分用高压电动机代替柴油机和用网电代替柴油机发电机组。
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70LDB型机电复合钻机电动化改造
引言：本文简要阐述了70LDB型机电复合钻机动力及传动系统，针对LDB型钻机现有
动力及传动系统，提出电动化改造方案。
一、引言
随着钻井设备的不断更新，电动钻机以其调速特性好、可靠性强、故障率低、操作更安
全、方便、灵活等一系列的优势成为钻井市场的主力军。如何让机电复合钻机也拥有电动钻
机的优势，笔者根据70LDB钻机动力系统及传动系统，提出机电复合钻机电动化改造方案，
提升钻机性能。
二、70LDB型机电复合钻机动力系统及传动系统简介[1]
2.1动力及传动系统组成
70LDB型复合钻机的动力及传动系统有以下几部分组成
1）3台G12V190PZL-3/o（810kw，1300RPm）柴油机偶合器机组。2）2台400kw柴油
发电机组和1台720kw柴油发电机组。发电机为井场提供交流400V交流电，通过mcc
（motorcontrolcenter，mcc）房分配，驱动井场所有用电设备。3）并车箱。柴油机输出动力
通过耦合器经并车箱分别驱动绞车、泥浆泵、自动压风机。
4）600kw/400V交流变频电机通过变速箱驱动转盘，无级调速。2.2动力及传动系统特
点1）模块式总体传动布局，能快速拆装、检修、调整、检查。
2）柴油机偶合器机组、并车箱、绞车、泵之间，用万向轴传递动力，不需要复杂的找
正。3）转盘采用交流变频电机独立驱动，解决了以往钻机传动上钻台的困难。
4）由于采用了低位绞车，解决了绞车上高钻台的难题。三、70LDB型机电复合钻机电
动化改造方案概述
3.1机械部分改造
1）增加2台1000kw、1500RPm直流电动机及液力偶合器组，替换原有柴油机耦合器
机组。液力偶合器通过联轴器分别与电动机、柴油机相连，液力偶合器一端接万向轴，万向
轴的另一端通过气动离合器连接并车箱。可以保留一台柴油机耦合器机组，作为应急使用。
2）增加两套cAT3512B柴油机组，每台柴油机功率为1330kw，转速1500RPm，每台
驱动一台cATSR41900kVA、600V、3Ph、50Hz的发电机。保留2台400kw柴油发电机组作
为辅助发电机组，输出电压400V。
3.2电气部分改造
增加一套电气控制系统，包括ScR（SiliconcontrolledRectifier，ScR）房和司钻控制柜，
控制两台直流电机。利用简化70D钻机ScR房设计方案制作电气控制系统：配备一台
600V/400V、1250kVA干式变压器，给mcc房供电，驱动400V电力负载，ScR房可省去
mcc控制部分；利用去除mcc部分节省的空间配置动态无功补偿装置，提高电网功率因数；
保留2或3套交流控制柜，实现柴油发电机组接入和控制；保留2或3套（第3套可以备用，
也可用来扩展3号泵）直流控制柜，实现对直流电机的控制。在司钻操作台增加司钻控制柜，
方便操作者进行动力模式选择、电机起动和调速等操作。
为方便接入成熟区块油田电网，使用网电为井场设备提供电力，可以增加一套高低压变
配电系统。通过10kV/0.6kV、2500kVA移动式高低压变配电系统将油区10kV高压电转换为
600V交流电，利用ScR房预留电源进线端子接入ScR房。
四、机电复合钻机电动化改造系统优点
1）机电复合钻机通过电动化改造，使其拥有了电动钻机的优势。
在钻井过程中，机电复合钻机由于柴油机运转速度的限制了钻井泵的最低泵冲，使得钻
井泵在使用过程中排量的调整受到很大的影响。特别是在上部地层快速钻进阶段，工程要求
双泵钻进，充分利用水力破岩，大排量保证携砂。随着井深的增加，泵压不断上升，当立管
压力达到20mPa左右时，逐渐调整柴油机转速降低泵冲，当柴油机转速调整到怠速附近时，
只能靠更换较小的钻井泵缸套来提高柴油机转速，来保证柴油机的正常使用，这样既增加了
工作人员的劳动量又减少了双泵钻进的时间，同时柴油机长期低转速、大负荷的使用，故障
率增加，加速设备磨损。使用直流电动机，调速范围广，理论调速范围0-1500RPm（实际
使用过程中转速在600-1250RPm调整），解决了上述难题，延长双泵钻进的时间，有利于井
下安全。
2）无功消耗少，节约成本。
当前70D钻机配备800kw直流电机6-9台，改造方案中增加两台大功率（1000kw）直
流电动机，相对70D钻机直流电机的数量大大减少，无功消耗少，无功补偿装置容量需求
少，电网功率因数高，减少能源浪费。同时，由于控制电机数量少，大大简化ScR房的配
置，成本投入较70D钻机少。
3）动力灵活调配，便于网电接入。
在生产过程中根据负荷和工况可以灵活调配动力源。70LDB型机电复合钻机，总峰值
功率在1700kw左右（根据哈15-14井网电使用情况统计而得），两台cAT3512B和两台辅助
发电机多种匹配模式，合理使用动力设备，减少损耗。
根据哈15-14井网电使用统计来看，日平均有功功率大多都在1000kw（日耗电量24000
度）附近，由于70LDB钻机转盘采用独立驱动模式，转盘电机可以由辅助发电机供电，因
此根据生产情况大多时间可以使用一台cAT3512B柴油发电机组加一台辅助发电机运行模
式即可，日耗油量在4～5吨。1000kw的平均有功功率对电动钻机来说处于不易调配动力设
备的功率区间，由于功率因数低（0.7左右）使用一台cAT3512B电流大、负荷重，不宜长
时间工作；只能使用两台，工作效率低，油耗增加，在有功功率1000kw时，两台cAT3512B
柴油发电机组每天耗油量在5～6吨。这样相同有功负荷，70D电动钻机每天多耗油1吨左
右，每年多消耗柴油300吨左右，多消耗成本200～300万。
油田电网分布区域可以通过增加上文提到的移动式高低压变配电系统，方便接入油田电
网，利用网电提供电力，更加经济。
4）保留一套柴油机耦合器机组，可以在ScR电控系统不正常时应急使用，提升了钻机
的可靠性。
五、结论
70LDB机电复合钻机通过电动化改造，拥有了电动钻机的优势，钻机性能得到很大的
提升，同时动力模式多样，能耗减少，提高了整套钻机的经济性和可靠性。
参考文献
[1]Zj70/4500LDB3钻机使用说明书第一分册[Z]，陕西：宝鸡石油机械有限责任公司，
2005：8-9.
（作者单位：中石化胜利工程有限公司塔里木分公司）
作者简介
梁茂典（1980―），男，山东定陶人，中石化胜利工程有限公司塔里木分公司，工程师，
学士学位，现主要从事电动钻机电控系统的维护、管理工作。