CN204327063U - 一种应用于半电动石油钻机的网电低压变频装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型有关于一种应用于半电动石油钻机的网电低压变频装置，包括PLC控制器、变频驱动组件、无功补偿装置、司钻操作台和变频电机组；其中，该PLC控制器与变频驱动组件、司钻操作台和变频电机组分别连接；该变频驱动组件包括进线柜和整流逆变柜，该进线柜连接到600V进线母排，且进线柜输出连接到整流逆变柜，该整流逆变柜的出线连接到变频电机组；该无功补偿装置包括电容器、电抗器和控制器，该电容器和电抗器串联连接到600V进线母排，且该电容器和电抗器分别与控制器连接；该司钻操作台与PLC控制器连接；该变频电机组包括两台变频电机，分别与PLC控制器连接，且两台变频电机并接在一起。
Description
技术领域
本实用新型涉及钻井过程中降低能耗的装置，特别是涉及一种应用于半电动石油钻机的网电低压变频装置。
背景技术
近年来，随着全球石油钻井技术的不断发展，除了对钻井高水平技术的要求之外，更注重于节能减排。
目前，石油钻机电驱动***主要有以下四种类型：
(1)DB钻机：其采用全电动交流变频***。这种类型的优点是：钻机能够悬停，功率因数高；交流电机没有集电环，免维护，运行持久；由于转子简单，常规功率的转速就可以很高等。缺点是：变频电机有载波频率的噪声等。
(2)D钻机：其采用全电动直流***。这种类型的优点是：直流电机拥有低速、大扭矩的特性。缺点是：电机昂贵，功率因数低等。
(3)LDB钻机：其采用半电动交流变频***。这种类型的优点是：转盘采用了变频调速技术。缺点是：绞车和泥浆泵采用柴油机拖动等。
(4)LDB网电改造电机：其将LDB钻机中绞车和泥浆泵的动力改为交流变频电机提供。这种类型的优点是：将LDB网电中绞车和泥浆泵的动力源换成变频电机，降低LDB钻机的能耗，提高了钻井效率，保护了环境。缺点是：没有完全的实现全电动钻机特点，泥浆泵和绞车没有分开驱动,仍然是用一个传动箱。
由上述可知，在目前的石油钻机电驱动***领域中，上述四种类型的电控***均有优缺点，而石油钻机LDB钻机领域亟待一种电控***，使其性能价格比更高，节能减耗，又提高效率。
有鉴于上述现有的电控***存在的问题，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的应用于半电动石油钻机的网电低压变频装置，能够解决现有存在的问题，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。
发明内容
本实用新型的目的是在提供一种应用于半电动石油钻机的网电低压变频装置，完全实现了石油钻机半电动驱动***在各个工况下的动力需求，达到了节能减排的效果。
本实用新型的目的是采用以下的技术方案来实现的。本实用新型提供一种应用于半电动石油钻机的网电低压变频装置，包括PLC控制器、变频驱动组件、无功补偿装置、司钻操作台和变频电机组；其中，该PLC控制器与变频驱动组件、司钻操作台和变频电机组分别连接；该变频驱动组件包括进线柜和整流逆变柜，该进线柜连接到600V进线母排，且进线柜输出连接到整流逆变柜，该整流逆变柜的出线连接到变频电机组；该无功补偿装置包括电容器、电抗器和控制器，该电容器和电抗器串联连接到600V进线母排，且该电容器和电抗器分别与控制器连接；该司钻操作台与PLC控制器连接；该变频电机组包括两台变频电机，分别与PLC控制器连接，且两台变频电机并接在一起。
本实用新型的目的还可以采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的网电低压变频装置，其中该变频驱动组件采用SI NAMI CS G150驱动柜。
前述的网电低压变频装置，其中该无功补偿装置采用TSF-SY型动态滤波无功补偿装置。
前述的网电低压变频装置，其中该司钻操作台包括电机选择单元和速度主给定手轮，且该电机选择单元和速度主给定手轮都与PLC控制器连接，该电机选择单元选定的工作方式包括单电机工作方式和双电机工作方式。
前述的网电低压变频装置，其中每一台变频电机上设有电机冷却风机。
前述的网电低压变频装置，其中每一台变频电机上还设有温度传感器和风压监测器，分别与PLC控制器连接。
借由上述技术方案，本实用新型具有下列优点及有益效果：本实用新型的应用于半电动石油钻机的网电低压变频装置，完全实现了石油钻机半电动驱动***在各个工况下的动力需求，无论是在结构上还是在功能上都有较大的改进，调高了工作效率，降低了成本，保护了环境。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。
附图说明
图1：为本实用新型的应用于半电动石油钻机的网电低压变频装置的结构示意图。
【主要元件符号说明】
1：PLC控制器 2：变频驱动组件
3：无功补偿装置 4：司钻操作台
5：变频电机组
21：进线柜 22：整流逆变柜
31：电容器 32：电抗器
33：控制器 41：电机选择单元
42：速度主给定手轮
51：变频电机 52：变频电机
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种应用于半电动石油钻机的网电低压变频装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
参阅图1所示，为本实用新型的应用于半电动石油钻机的网电低压变频装置的结构示意图。需要说明的是，由于图的布局限制，图1并没有完整的体现出本装置的各部件间的连接关系。在图1中，本实用新型的应用于半电动石油钻机的网电低压变频装置包括PLC控制器1、变频驱动组件2、无功补偿装置3、司钻操作台4和变频电机组5。
具体来说，该PLC控制器1与变频驱动组件2、司钻操作台4和变频电机组5分别连接，起到适应和自动化的作用，并集成控制、监控等功能。该变频驱动组件2采用SINAMICS G150驱动柜，包括进线柜21和整流逆变柜22，该进线柜21连接到600V进线母排，且进线柜21输出连接到整流逆变柜22，该整流逆变柜22的出线连接到变频电机组5，提供给变频电机组5动力电源，以更好地控制和调节变频电机组5。
该无功补偿装置3采用TSF-SY型动态滤波无功补偿装置，包括电容器31、电抗器32和控制器33，该电容器31和电抗器32串联连接到600V进线母排，且该电容器31和电抗器32分别与控制器33连接，使得该无功补偿装置3不断实时的采集当前的电流电压等，以有效地滤除高次谐波，使电网的电流电压波形回归正弦，改善和净化用电环境。
该司钻操作台4与PLC控制器1连接，其控制信息会直接传至PLC控制器1，经PLC控制器1处理后，再对变频电机组5进行控制。具体的，该司钻操作台4包括电机选择单元41和速度主给定手轮42，且该电机选择单元41和速度主给定手轮42都与PLC控制器1连接，该电机选择单元41用于选择单电机工作方式或双电机工作方式(即该电机选择单元41选定的工作方式包括单电机工作方式和双电机工作方式)，该速度主给定手轮42用于选定变频电机组5中的变频电机的转速。
该变频电机组5包括两台变频电机(或交流变频电机)，即变频电机51和变频电机52，两者都与PLC控制器1连接，用于接收其发出的控制信号，且该变频电机51和变频电机52并接在一起，还与同一传动元件连接。其中，每一台变频电机上设有电机冷却风机511，用于去除变频电机51或52在工作过程中产生的多余的热量，保护变频电机，延长使用寿命。每一台变频电机上还设有温度传感器512和风压监测器513，分别与PLC控制器1连接，以利于PLC控制器1实时监测变频电机组5的工作状况。
下面详细介绍本实用新型的工作过程，一般来说，包括两种工作方式，即单电机工作方式和双电机工作方式。举例来说，在工作过程中，当选择单电机工作方式时，可利用电机选择单元41选择变频电机51或变频电机52，再根据需要，调节速度主给定手轮42得到需要的转速，选定后经PLC控制器1控制变频电机，最后利用选择的变频电机开始工作；当选择双电机工作方式时，可利用电机选择单元41选择变频电机51和变频电机52，再根据需要，调节速度主给定手轮42得到需要的转速，选定后经PLC控制器1控制变频电机，最后利用选择的两台变频电机开始工作。而在双电机工作时，变频电机51和变频电机52可以分车操作，即允许两台电机以不同转速同时工作，并选择将负载完全分开，实现变频电机51单独驱动绞车，变频电机52单独驱动机械泥浆泵。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种应用于半电动石油钻机的网电低压变频装置，其特征在于其包括PLC控制器、变频驱动组件、无功补偿装置、司钻操作台和变频电机组；
其中，该PLC控制器与变频驱动组件、司钻操作台和变频电机组分别连接；该变频驱动组件包括进线柜和整流逆变柜，该进线柜连接到600V进线母排，且进线柜输出连接到整流逆变柜，该整流逆变柜的出线连接到变频电机组；该无功补偿装置包括电容器、电抗器和控制器，该电容器和电抗器串联连接到600V进线母排，且该电容器和电抗器分别与控制器连接；该司钻操作台与PLC控制器连接；该变频电机组包括两台变频电机，分别与PLC控制器连接，且两台变频电机并接在一起。
2.根据权利要求1所述的网电低压变频装置，其特征在于其中该变频驱动组件采用SINAMICS G150驱动柜。
3.根据权利要求1所述的网电低压变频装置，其特征在于其中该无功补偿装置采用TSF-SY型动态滤波无功补偿装置。
4.根据权利要求1所述的网电低压变频装置，其特征在于其中该司钻操作台包括电机选择单元和速度主给定手轮，且该电机选择单元和速度主给定手轮都与PLC控制器连接，该电机选择单元选定的工作方式包括单电机工作方式和双电机工作方式。
5.根据权利要求1所述的网电低压变频装置，其特征在于其中每一台变频电机上设有电机冷却风机。
6.根据权利要求5所述的网电低压变频装置，其特征在于其中每一台变频电机上还设有温度传感器和风压监测器，分别与PLC控制器连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN109057772A (zh) * | 2018-09-26 | 2018-12-21 | 西安宝美电气工业有限公司 | 石油钻机交流变频直驱电机专用控制*** |
| CN112031739A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-12-04 | 江苏辰午节能科技股份有限公司 | 一种用于石油钻井的双电机驱动***及其控制方法 |
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