專利名稱：石油鉆機的電力驅(qū)動控制裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種石油鉆探機械的配套電控裝置，確切地說，涉及一種改進的石油鉆機的電力驅(qū)動控制裝置。
石油鉆機在鉆井時的主要工作機械有絞車/轉(zhuǎn)盤和泥漿泵；前者用來提升或下降鉆桿/驅(qū)動鉆桿旋轉(zhuǎn)，后者則用于向井內(nèi)注入泥漿，使切削下來的巖削被帶走；同時兼有冷卻鉆頭和保護井壁的作用。通常，每臺石油鉆探機械都配設有一臺絞車/轉(zhuǎn)盤和兩臺泥漿泵，而電驅(qū)動鉆機的鉸車/轉(zhuǎn)盤(簡稱為絞車)和泥漿泵都是由具有良好起動和調(diào)速特性的直流電動機來拖動運轉(zhuǎn)的，每臺絞車需要用兩臺直流電動機同時拖動，每臺泥漿泵也是兩臺直流電動機同時拖動的，這樣，每臺石油鉆機就需要有6臺直流電動機進行電力驅(qū)動。
現(xiàn)在國內(nèi)使用的電驅(qū)動石油鉆機絕大部分是從美國進口的。由于石油鉆機是在遠離城市和電網(wǎng)的野外荒原或大海里進行鉆探的，所以每臺鉆機還需配設有供電設備。
圖1所示的是石油鉆機的電力驅(qū)動控制裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖。其中由若干臺(圖示為4臺，也可以是3臺或5臺，視需要而定)柴油機D1～D4和交流發(fā)電機G1～G4、柴油交流發(fā)電機控制柜DGC1～DGC4構(gòu)成交流電站，輸出50HZ(或60HZ)3相線電壓600V的交流電，作為石油鉆機的電力拖動能源。這種石油鉆機的電力驅(qū)動控制方法主要有兩種形式一種如
圖1所示的1對1方式由一臺可控硅傳動裝置把交流電轉(zhuǎn)換成可調(diào)的直流電去驅(qū)動一臺直流電動機，且這臺直流電動機是他激直流電動機，這樣每臺電驅(qū)動鉆機需要用6臺可控硅傳動裝置SCR1～SCR6來驅(qū)動6臺他激電動機M1、M2、M3、M4、M5、M6。其中電機M1、M2驅(qū)動絞車/轉(zhuǎn)盤，電機M3、M4驅(qū)動1#泥漿泵，電機M5、M6驅(qū)動2#泥漿泵。另一種如圖2所示的一對二方式由一臺可控硅傳動裝置驅(qū)動兩臺直流電動機，且這兩臺直流電動機是串激直流電動機，這樣，每臺電驅(qū)動鉆機需要用3臺可控硅傳動裝置SCR1～SCR3來驅(qū)動6臺串激電動機M1-M6。上述第二種驅(qū)動控制方式的缺陷是工作可靠性差，一旦出現(xiàn)故障必須使鉆機停止工作以便進行修理，影響鉆井效率。為此，人們對此方式進行改進首先是增加一臺備用的可控硅傳動裝置SCR4，再在這四臺傳動裝置的直流輸出線上都安裝有可以切換到別的可控硅傳動裝置輸出端的直流切換接觸器，于是，每個傳動裝置上都要安裝6個直流切換接觸器，4臺傳動裝置共要安裝24臺切換接觸器。這樣，就使生產(chǎn)成本大為增加，同時，接觸器的觸點還會帶來接觸不良、火花等不安全因素。上述兩種方式都需要配設由降壓變壓器5和輔助電源6構(gòu)成的交流電機控制中心MCC，以控制石油鉆機現(xiàn)場的其他電器設備的供電運轉(zhuǎn)。
本實用新型的目的是提供一種改進的石油鉆機的電力驅(qū)動控制裝置，該裝置工作可靠性高，毋需安設直流切換接觸器，操作安全；可明顯改進石油鉆機的機械性能，增大驅(qū)動力矩，且改進工作量小，實現(xiàn)容易，提高效率明顯。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的包括有由3-5臺柴油機、交流發(fā)電機和柴油交流發(fā)電機控制柜構(gòu)成的交流電站，其輸出50HZ或60HZ的3相線電壓600V的交流電，供給石油鉆機作為電力拖動的能源，由6臺可控硅傳動裝置與6臺直流電動機構(gòu)成的1對1方式的絞車和泥漿泵的電力驅(qū)動裝置以及由降壓變壓器和輔助電源構(gòu)成的交流電機控制中心；其特征在于上述鉸車和泥漿泵的驅(qū)動電機都是串激直流電動機；此外，還設有一臺備用的可控硅傳動裝置，其輸出端分別備接在上述六臺串激直流電動機的輸入端上，以便在上述六臺可控硅傳動裝置中的任何一臺發(fā)生故障時，用作替換。
本實用新型的特點是綜合現(xiàn)有兩種驅(qū)動形式的優(yōu)點采用1對1方式進行電力驅(qū)動，并選用串激直流電動機以取代原來的他激直流電動機；同時，增設一臺備用的可控硅傳動裝置，以便在鉆機的六臺傳動裝置中的任何一臺發(fā)生故障時，可以實時進行切換，保證鉆機正常運行。
直流電動機具有優(yōu)良的起動特性和調(diào)速性能，可以在寬廣的范圍內(nèi)平滑而經(jīng)濟地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，這對于需要頻繁啟動且經(jīng)常調(diào)整轉(zhuǎn)速高低和不時超負荷運行的石油鉆探機械是理想的驅(qū)動裝置。以往的鉆機大都是選用他激直流電動機驅(qū)動絞車和泥漿泵運轉(zhuǎn)的，本實用新型的改進之一是選用串激直流電動機替代之。這是因為串激電動機的驅(qū)動力矩要大于他激電動機，尤其是在絞車上使用時。按規(guī)定要求，電動機應具有1.5倍過載1分鐘的驅(qū)動特性，而他激電動機此時的驅(qū)動力矩只有1.38倍的額定力矩，也就是說，當他激電動機的電樞電流增加至1.5倍時，其輸出力矩只增加了1.38倍。但是，串激電動機在過載1.5倍時，其輸出力矩則增加1.65倍的額定力矩。該短時超載特性對于鉆機的絞車特別有用，可以大大提高絞車的提升力，同時，由于力矩加大，也使絞車的加速度更快，動態(tài)響應更快，從而明顯改善鉆機的機械性能。
現(xiàn)在的電驅(qū)動石油鉆機采用的1對1方式驅(qū)動結(jié)構(gòu)含有“二保一”作用，因為，每臺鉆機的每一個絞車或泥漿泵都是由兩臺直流電動機拖動運轉(zhuǎn)的，當一臺可控硅傳動裝置或一臺直流電動機發(fā)生故障時，還有另一臺可控硅傳動裝置及直流電動機組成的驅(qū)動裝置可以維持其運轉(zhuǎn)，不致于使絞車或泥漿泵停止工作，以確保鉆機的運轉(zhuǎn)。本實用新型的另一改進是在原1對1方式的驅(qū)動結(jié)構(gòu)上再增設1臺備用的可控硅傳動裝置，該傳動裝置輸出端分別備接在上述六臺串激直流電動機的輸入端上，以便其中任何一臺傳動裝置發(fā)生故障時，可以用作替換，使鉆機的絞車或泥漿泵的驅(qū)動源又增加了一層保險，達到“三保一”的功效，此外，還摒棄了一對二方式中的直流切換接觸器，可以確保鉆機的工作可靠。
以下結(jié)合附圖，具體介紹本實用新型的結(jié)構(gòu)特征。
圖1是石油鉆機的1對1方式電力驅(qū)動控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是石油鉆機的1對2方式電力驅(qū)動控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實用新型的電力驅(qū)動控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
參見圖3，本實用新型是由下述裝置構(gòu)成的3～5臺柴油機(圖示為4臺D1、D2、D3、D4)、交流發(fā)電機G1、G2、G3、G4和柴油交流發(fā)電機控制柜DGC1、DGC2、DGC3、DGC4構(gòu)成交流電站，其輸出50HZ(或60HZ)3相線電壓600V的交流電供給石油鉆機作為電力拖動的能源；由6臺可控硅傳動裝置SCR1、SCR2、SCR3、SCR4、SCR5、SCR6和6臺直流串激電動機M1、M2、M3、M4、M5、M6構(gòu)成的1對1方式的絞車和泥漿泵的驅(qū)動裝置，其中M1、M2用于驅(qū)動鉸車/轉(zhuǎn)盤，而M3、M4和M5、M6則分別用于驅(qū)動1#泥漿泵和2#泥漿泵。另外，還設有由降壓變壓器5和輔助電源6構(gòu)成的交流電機控制中心MCC，該降壓變壓器將交流600V轉(zhuǎn)換成380V，并通過交流電機控制中心供電給風機、攪拌器、泵的交流電機和加熱器、照明燈等。這里采用兩組可控硅傳動裝置和串激直流電機拖動一臺絞車或一臺泥漿泵的結(jié)構(gòu)型式，此外還增設一臺可控硅傳動裝置SCR7，其輸出端分別備接在上述六臺串激直流電動機的輸入端上，以便在上述六臺可控硅傳動裝置中的任何一臺發(fā)生故障時，可以作為替換備用。
本實用新型中的柴油發(fā)電機G規(guī)格是輸出3～600V、1250KVA、1000KW、50HZ。可控硅傳動裝置的輸入為3～600V，50HZ，輸出為直流0-750V，1000A(短時過載1500A，1.5分鐘)。串激直流電動機的規(guī)格是直流750V輸入1000A，750KW，轉(zhuǎn)速為1100轉(zhuǎn)/分。
權(quán)利要求1.一種石油鉆機的電力驅(qū)動控制裝置，包括有由3-5臺柴油機、交流發(fā)電機和柴油交流發(fā)電機控制柜構(gòu)成的交流電站，其輸出50HZ或60HZ的3相線電壓600V的交流電，由6臺可控硅傳動裝置與6臺直流電動機構(gòu)成的1對1方式的絞車和泥漿泵的電力驅(qū)動裝置以及由降壓變壓器和輔助電源構(gòu)成的交流電機控制中心；其特征在于上述鉸車和泥漿泵的驅(qū)動電機都是串激直流電動機；此外，還設有一臺備用的可控硅傳動裝置，其輸出端分別備接在上述六臺串激直流電動機的輸入端上。
專利摘要一種石油鉆機的電力驅(qū)動控制裝置,包括有:供給鉆機電源的柴油發(fā)電機組、由六臺可控硅傳動裝置與六臺直流電動機構(gòu)成的1對1方式的絞車和泥漿泵的電力驅(qū)動裝置,以及由降壓變壓器構(gòu)成的交流電機控制中心,其特征是上述絞車和泥漿泵的驅(qū)動電機都是串激直流電動機,此外還設有一臺備用的可控硅傳動裝置,其輸出端分別備接在上述六臺串激電動機的輸入端,以便在上述傳動裝置中的任何一臺發(fā)生故障時用作替換。
文檔編號E21B1/02GK2368970SQ9821881
公開日2000年3月15日 申請日期1998年8月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月26日
發(fā)明者李遠程 申請人:李遠程