一种钻机油改电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种钻机油改电系统，其包括高压变电装置、低压变电装置、电动机组和电动机控制模块；高压变电装置包括高压开关柜、高压变压器、低压开关柜、无功补偿器和谐波抑制器；低压变电装置包括依次电气连接的低压开关柜、低压变压器和变频器，电动机组与液力偶合器和变频器组装。本系统包括了高压变电装置和低压变电装置，可以根据现场电网的条件，选择不同的油改电方式，适用于交流电机钻进、直流电机钻进和机械复合驱动钻井。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Drilling oil electricity changing system

The utility model discloses a drill oil to electricity system, including high-voltage substation, low voltage electrical apparatus, motor and motor control module; high-voltage substation including high voltage switchgear, low voltage switch cabinet, high voltage transformer, reactive power compensation and harmonic suppression; low voltage electric apparatus includes a low voltage switch cabinet, in order to connect the electrical low voltage transformer and inverter, motor and hydraulic coupler and transducer assembly. This system includes high-voltage substation and low-voltage substation, power grid according to the site conditions, the choice of different oil power, suitable for AC motor, DC motor drilling drilling and mechanical drive drilling.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油钻机设备的控制系统，具体涉及到石油钻机中对钻机油改电的控制系统。
技术介绍
钻机是以交流变频电机和柴油机作为联合动力的一种新型复合驱动钻机，用于油田油气水井的勘探开发，可用于7000m井深的钻井作业。钻机的转盘驱动采用独立交流电机驱动，而绞车、钻井泵采用机械驱动，因此形成了复合驱动式钻机。钻机基本参数符合SY/T5609标准，主要配套部件符合API规范，钻机能满足钻井新工艺的要求。国内石油钻机名义钻井深度以5000米和7000米为主，其驱动形式又分为机械复合式驱动和电动钻机。其中电动钻机又有直流电动钻机和交流电动钻机之分，一般地，复合式驱动钻机需要采用柴油机和电动机联合进行驱动。在一个钻井工地，会根据电网条件和钻井条件，采用包括多种钻井驱动电机的钻井方式。其中，柴油驱动对环境的污染较大，而且钻井成本较大。因此可以通过对钻机进行油改电。此外，各种钻机进行油改电改造时，需要进行区别改造，油田如果有各种型号钻机，就会有各种改造方案。各个钻机分别改造，成本会增加。为了解决现有技术中的上述不足，本技术提出了一种新的解决方案。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种节约钻井成本，减少环境污染，而且能够根据实际情况调用不同模块，可以在电动钻机和机械/复合钻机上灵活配套使用；节约了油改电的改造成本。为达上述目的，本技术所采用的技术方案是：提供一种钻机油改电系统，其包括高压变电装置、低压变电装置、电动机组和电动机控制模块；高压变电装置包括高压开关柜、高压变压器、低压开关柜、无功补偿器和谐波抑制器；高压开关柜接入电源，经高压变压器变压后依次输入低压开关柜和无功补偿器，谐波抑制器串接在无功补偿器的回路上；低压变电装置包括依次电气连接的低压开关柜、低压变压器和变频器，其中低压变电装置的低压开关柜与高压变电装置的低压开关柜电气连接；所述电动机组与液力偶合器和变频器组装；变频器配置有制冷单元。综上所述，本技术具有以下优点：本系统包括了高压变电装置和低压变电装置，可以根据现场电网的条件，选择不同的油改电方式，适用于交流电机钻进、直流电机钻进和机械复合驱动钻井。钻机油改电在改造后，可以节约钻井成本，减少环境污染，美化工作环境。但是油田不是每个井位都能配置电网线路，此时，还是需要原来的柴油机动力来驱动。因此油改电的钻机不需要每台钻机都进行改造，只需配置合理数量的油改电装置模块，在需要网电模块的时候就调用该模块，不需要的时候又可以把模块调用到其他油改电钻机上。并且各模块可以在电动钻机和机械/复合钻机上灵活调用，没有局限性。附图说明图1为本技术的结构图。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。如图1所示，本技术提供了一种钻机油改电系统，包括高压变电装置、低压变电装置、电动机组和电动机控制模块。高压变电装置包括高压开关柜、高压变压器、低压开关柜、无功补偿器和谐波抑制器。高压开关柜接入电源，经高压变压器变压后依次输入低压开关柜和无功补偿器，谐波抑制器串接在无功补偿器的回路上。低压变电装置包括依次电气连接的低压开关柜、低压变压器和变频器，其中低压变电装置的低压开关柜与高压变电装置的低压开关柜电气连接；所述电动机组与液力偶合器和变频器组装；变频器配置有制冷单元为其降温。高压变压装置内布置高压开关柜、高压变压器、低压开关柜及油田无功补偿和谐波抑制器。各的电网电压比较固定，一般为10KV等级，电动机组以及电动钻机的主动力电压一般为600V电压等级。因此高压变压器配置为10/0.6KV电压等级。为了适应国内钻机的不同需求，变压器容量配置为1600KVA。高压开关柜作为10KV高压的总进线单元，具有开断、隔离、保护后端电器的作用。低压开关柜作为600V电压的出线单元，每台变压器配置一台低压开关柜，总共两台低压开关柜。为了满足电网对谐波和无功功率的要求，在600V侧配置无功补偿器和谐波抑制器，补偿容量设置为3000KVAR，可以满足最严苛的直流电动钻机的需求。低压变压装置内布置变频器、低压开关柜、低压变压器以及空调。低压开关柜为600V进线的开断、保护单元。两台低压开关柜，分别对应高压房的两台低压开关柜出线。变频器为电动机组的驱动器，根据电动机组的功率进行配置；电动机控制模块控制电机的转速。低压变压器为0.6/0.4KV电压等级，为满足罐区动力的要求而配置，其容量为1250KVA。变频器为发热单元，因此需配备空调进行制冷，为满足国内各种天气条件，空调具备除湿功能，制冷量配置为10冷吨。当电动钻机在钻井施工时，如果现场有网电条件，就只需调用高压变压装置，就能实现油改电。无论是交流电动钻机还是直流电动钻机，无论是50还是70钻机，都适用此模块。当机械/复合钻机在钻井施工时，如果现场有网电条件，调用高压变压装置、低压变压装置、电动机组及液力耦合器和司钻房控制接口四个模块就可以实现油改电。其中电动机组调用的数量，可以是一个也可以是两个，根据现场工况灵活决定。无论是50还是70钻机都适用此改造方案。当钻机在钻井施工时，现场没有网电条件，各模块根据情况可以挪用到其他有网电条件的钻机上面。虽然结合附图对本技术的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻机油改电系统，其特征在于：包括高压变电装置、低压变电装置、电动机组和电动机控制模块；所述高压变电装置包括高压开关柜、高压变压器、低压开关柜、无功补偿器和谐波抑制器；高压开关柜接入电源，经高压变压器变压后依次输入低压开关柜和无功补偿器，谐波抑制器串接在无功补偿器的回路上；所述低压变电装置包括依次电气连接的低压开关柜、低压变压器和变频器，其中低压变电装置的低压开关柜与高压变电装置的低压开关柜电气连接；所述电动机组与液力偶合器和变频器组装。

【技术特征摘要】
1.一种钻机油改电系统，其特征在于：包括高压变电装置、低压变电装置、电动机组和电动机控制模块；所述高压变电装置包括高压开关柜、高压变压器、低压开关柜、无功补偿器和谐波抑制器；高压开关柜接入电源，经高压变压器变压后依次输入低压开关柜和无功补偿器，谐波抑制器串接在无功补偿器...

【专利技术属性】
技术研发人员：周翼，赵军民，刘小明，黄洪，
申请(专利权)人：四川中曼电气工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51