1200KW/600V国产变频器在油田钻机泥浆泵上的应用
2008/11/18 9:37:00
摘 要：本文主要阐述了1200KW/600V变频器在油田钻机泥浆泵上的应用，并着重分析了其具有的主要性能特点和一些特殊功能。钻机设备的变频驱动也代表了钻井技术的发展方向。
关键词：泥浆泵 变频器 单元并联 三电平
Abstract:This article mainly elaborated the application of 1200KW/600V inverter to drilling machine mud pump in the oil-field, and emphasized to analyze it to have of main function characteristics and some special functions.The Inverter which the drilling equipment drives to also represent the well drilling technical development directions。
Key words:Mud pump ，Inverter，Cell-parallel，Three-level
1. 引言
泥浆泵是油田钻机最主要的设备之一，它的正常运转和工作效率直接关系到油井的经济建设和成井率。由于其钻井工艺的特殊性，对泥浆泵的电控设备要求特别苛刻，特别在变频器选用上非常谨慎，长期以来一直是国外产品的天下。由于国外变频器存在价格昂贵，调试周期长，维修周期长的特点，油田上因变频器故障得不到及时维修 , 造成质量事故的现象时有发生。在这种形式下，我公司自主研发了可替代进口机的专用变频器。该变频器体积小，重量轻，便于安装、调试、维护方便,效率高，性能稳定。
变频驱动泥浆泵较传统机械驱动有以下优点：节能，操作简单，无级调速，控制精度高，工作效率高。变频技术在油田钻机泥浆泵上的开发应用，不仅提高了钻机的水平，改善了钻机的操作性能，更重要的是加强了钻机的作业能力，提高了钻井效率和质量。
图1 1200KW/600V变频器运行现场
2.泥浆泵循环工艺
在钻井过程中，共分为起落井架，钻进，泥浆循环，钻具更换，下套管，测井等几大工序。主要设备分为绞车，转盘和泥浆泵等。而泥浆泵则相当于整个钻井设备的心脏，它所输出的泥浆的作用类似于人体内的血液。泥浆从钻杆内部自上而下注入，流过钻头后，再从钻杆和井壁的缝隙自下而上流出，在这一过程中，泥浆协助钻头冲击地壳，冷却钻头，带出碎屑，而更重要的是通过在泥浆中渗入重晶石粉等物质可保持井下一定的压力，以避免井喷，象血液在人体内循环一样，运送营养，带走废物。泥浆泵的压力和冲数分别与驱动电机的输出转矩和速度成正比。
3.技术改造方案
泥浆泵是钻机的主要组成部分，一旦泥浆循环系统不能运行，不但影响生产，造成巨大的经济损失（如卡钻），还有可能威胁到现场生产人员的人身安全（如井喷），所以对泥浆驱动系统要求具有极高的可靠性。 我公司是国内最早研制变频器的公司之一，具有大功率变频器多年成功运行的生产经验，且性价比高。根据 “经济、高效、可靠”的原则，胜利渤海钻井公司选择了我公司生产的风光牌 JD - BP33 - 1200Z( 1200KW/600V )变频器，该变频器采用单元并联结构，三电平技术，PLC控制，具备完善的保护功能，自动化程度高。
3.1泥浆泵供电系统组成框图
该系统组成框图如图2示。
3.2．系统设备参数
（1）柴油发电机组参数
型号 3－1FC6 566-4LA92
额定容量 1900KVA
额定电压 600V
额定电流 1830A
额定频率 50Hz
功率因数 0.7
（2）变频调速异步电动机参数
型号 YJ13×4
额定功率 1200KW
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