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新型交流变频电机直驱转盘研制成功

】 2010-05-11 10:03:00 来源:中国石化新闻网

日前,由胜利油田钻井院研制的新型交流变频电机直驱转盘驱动装置在黄河钻井五公司40596队ZJ40LDB钻机上进行的第一口试验井-辛53-斜33井顺利完钻,电机直驱转盘驱动装置及配备的ZP275DB运行正常,目前已经完成3口井的现场试验,应用使用情况良好。该转盘系统的研制成功,不仅填补了我国石油矿场新型钻井转盘驱动装置的空白,而且极大提高了我国石油钻机的整体水平,更加适应国际钻井工艺的新要求。

 

复杂钻井工艺急需提高石油钻机转盘性能

 

随着石油勘探开发工作的发展,钻井难度不断增加,钻遇地层日益复杂,石油勘探正在向更深的海域和陆地深处进行钻井,新型钻井新工艺及特殊油气层开采需要发展的水平井、定向井、超深井等特殊钻井工艺技术不断涌现,对石油钻机的性能提出了更高的要求,也使得石油钻机转盘必须突破传统的结构形式,以满足各类钻井工艺的要求。

 

目前我国在用钻机及转盘普遍老化,机械化、智能化进程滞后,严重制约着钻井速度和井身质量的进一步提高。整个石油钻机及转盘研制工作基本停留在仿造与跟踪阶段,创新所占比例较小,具有我国独立自主知识产权的石油钻机及转盘系统更少。

 

为了满足复杂钻井工艺的需求,保障石油钻机的多样性、适应性,胜利油田钻井院机械所于2009年展开了中石化集团公司重大装备研制项目新型交流变频电机直驱转盘研制工作。

 

电机直驱转盘驱动装置填补国内空白

 

针对当前石油钻机用转盘系统存在的问题,钻井院科技人员展开攻关。项目组从最初的技术方案论证到转盘单元的模块化设计,从图纸绘制到样机制造,从室内实验到现场试验,每一个细节都力争做到尽善尽美。

 

经过一年多的刻苦攻关,经历多次的摸索试验,最终通过应用交流变频技术实现转盘单独无级调速,即采用低速大扭矩交流变频电机直接驱动转盘的独立驱动装置,解决了机械钻机统一驱动形式中存在转盘、泥浆泵、绞车运行参数相互制约的矛盾,优化钻机综合性能,提高了钻井的质量和效率。

 

该装置采用的转盘为ZP275DB型,配置的是功率为450千瓦的低速大扭矩防爆交流变频电机,电机通过万向轴直接驱动转盘,使得设备控制更加精准。转盘转速每分钟可在0 到265转之间实现无级调速,电机可以快速实现正反转的快速切换,转盘可实现数字控制和自动智能控制,可根据钻井工艺要求来设置转盘的转速和扭矩,转速和扭矩之间可进行联动,当扭矩达到设定值时,其转速将自动减慢,以满足扭矩要求。当转速达到设定值时,其转盘转速将在该值下稳定运转。转盘采用全数字控制,具有较高的安全性和操作性。

 

新型的转盘独立电驱动设备,是一项具有我国自主知识产权的专有技术,(已获得中国专利:专利号:200920018064.9)。该转盘系统的研制成功,极大地提高了钻机的自动化水平,填补了我国石油矿场新型钻井转盘的空白。

 

广阔的应用前景

 

我国在用钻机及转盘普遍老化,严重影响着我国新型钻机的发展,致使我国钻机在适应性、可靠性、品种多样性和系列化、自动化、智能化等方面与发达国家石油钻机的相比还有相当大的差距。

 

这种新型交流变频电驱动转盘的研制成功,极大地提高了石油钻机的自动化水平,具有输出扭矩大、传动效率高、操作简单、免维护等特点的新型交流变频电驱动转盘,更加适合于水平井等复杂结构井和特殊工艺井的钻进施工。由于这种转盘工作无火花,对气田钻井更安全,因而具有广阔的推广应用前景和市场需求。

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