[發明專利]用于石油鉆井設備的電傳控制系統

有效

• 申請號: 201210461500.6
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN102955445A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 謝偉;王亮;王曉龍
• 申請（專利權）人: 成都宏天電傳工程有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;E21B44/00
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發明涉及石油鉆探設備的控制系統，特別是用于石油鉆井設備的電傳控制系統。

背景技術

隨著現代化工業的發展，我國對石油能源的需求量逐年升高，石油開采力度越來越大。現有許多鉆井現場位于人口密集區域，柴油機組運轉產生巨大動力的同時，也產生了超過122dB的噪音和月排放10余噸的碳煙及氮氧化物，對環境保護造成了極大的危害。目前作為井隊供電的主要設備是主發電機和備用發電機，采用柴油機驅動，柴油消耗量大，定期維護工作量較大，大批主力型鉆機，由于設備老化，消耗柴油、機油逐年增加，鉆井成本高居不下。將柴油機驅動鉆機改為電力驅動鉆機已經勢在必行，但是鉆井位置距國家電網距離遠近不同，若距離較遠，前期架設供電線路投資較大，而且在供電過程中會有較大的功率損耗，因此采用高壓輸送電力的方式供電，在距鉆井較近的地方配備電傳控制系統，將高壓電轉換為鉆井電機需要電壓，利用閉環控制的方式對整個系統進行控制。本發明就是針對高壓電網遠程供電，再將高壓電轉換為鉆井電機需要的電壓并采用編碼器進行精確控制而設計的控制系統。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種應變能力強、控制精確可靠和操作簡單的用于石油鉆井設備的電傳控制系統。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：用于石油鉆井設備的電傳控制系統，它包括供電系統、控制系統和驅動系統：

供電系統包括高壓電網、高壓房和與高壓電網并聯設置的柴油發電機組，高壓電網與安裝在高壓房內部的變壓裝置通過電纜相連；

控制系統包括控制房、司鉆控制室、電機操作箱和MCC及電控系統，控制房內設置有PLC系統和傳動系統，PLC系統與設置于司鉆控制室內部的司鉆操作箱相連，PLC系統還與電機操作箱相連，傳動系統分別與柴油發電機組和設置于高壓房內部的變壓裝置相連，MCC及電控系統與傳動系統相連；

驅動系統包括電機、液力耦合器、編碼器、并車箱、絞車和泥漿泵，電機的輸入端與液力耦合器的輸入端通過聯軸器相連，電機的尾部設置有編碼器，液力耦合器的輸出端與并車箱的輸入端相連，并車箱的輸出端分別與絞車和泥漿泵相連；電機與電機操作箱的信號輸出端相連，編碼器與電機操作箱的信號輸入端相連。

所述的控制房內部還設置有空調系統。

所述的并車箱還與和電機并聯設置的柴油機相連。

所述的電機為HTB02C變頻調速異步電動機。

所述的編碼器為磁編碼器、電編碼器或光編碼器。

本發明具有以下優點：

1、利用柴油發電機組作為備用供電設備，在遇到高壓電網無法供電的意外情況時，緊急啟動柴油發電機組，為控制系統和驅動系統供電，不會影響鉆井進度。

2、傳動控制可采用閉環控制方式，通過安裝編碼器，保障電機轉速、轉矩的精確控制。

3、變頻電機組與機房柴油機組具有完全互換性，可在鉆前或鉆井過程中隨時將機房的柴油機組更換為變頻電機組，操作簡單、快速。

附圖說明

圖1?為本發明的結構示意圖

圖2?為本發明的控制系統方框圖

圖中：1-高壓電網，2-高壓房，3-控制房，4-司鉆控制室，5-MCC及電控系統，6-PLC系統，7-司鉆操作箱，8-電機操作箱，9-電機，10-編碼器，11-液力耦合器，12-并車箱，13-泥漿泵，14-柴油發電機組，15-柴油機，16-絞車，17-變壓裝置，18-傳動系統。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的描述，但本發明的保護范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，用于石油鉆井設備的電傳控制系統，它包括供電系統、控制系統和驅動系統：

所述的供電系統包括高壓電網1、高壓房2和與高壓電網1并聯設置的柴油發電機組14，高壓電網1與安裝在高壓房2內部的變壓裝置17通過電纜相連，柴油發電機組14在高壓電網1無法輸送電力時啟動，為控制系統和驅動系統供電；

所述的控制系統包括控制房3、司鉆控制室4、電機操作箱8和MCC及電控系統5，控制房3內設置有PLC系統6和傳動系統18，PLC系統6與設置于司鉆控制室4內部的司鉆操作箱7相連，PLC系統6還與電機操作箱8相連，傳動系統18分別與柴油發電機組14和設置于高壓房2內部的變壓裝置17相連，MCC及電控系統5與傳動系統18相連，傳動系統18主要是把600VAC交流電源經過開關總斷路器，傳輸至兩臺6脈波整流柜轉化成直電源，再由SIEMENS逆變單元把整流出來的直流電源逆變為頻率、電壓可控的交流電源去驅動交流變頻電機；