一、   引言：

隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)及微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻器作為一種現(xiàn)代工業(yè)革命的產(chǎn)物，已越來越多地應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。從低壓到高壓，從普通到特殊，變頻器在調(diào)速和節(jié)能等方面都發(fā)揮著無可替代的作用，并正在逐步地向縱深拓展?，F(xiàn)在我們應(yīng)長慶油田石油管理局井下作業(yè)分公司的要求，對(duì)其鉆井設(shè)備—石油鉆井機(jī)又進(jìn)行了變頻改造，并收到了較好的效果。

二、石油鉆機(jī)的系統(tǒng)簡介

?  鉆井目的

 帶動(dòng)鉆具破碎巖石，向地下鉆進(jìn)， 獲得石油或天然氣

?  旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)核心動(dòng)作

 旋轉(zhuǎn)鉆進(jìn)---破碎巖石

泥漿循環(huán)---帶走破碎后的巖石

?  核心系統(tǒng)

起升系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、泥漿循環(huán)系統(tǒng)

?  核心動(dòng)作所需核心部件

井架、底座、轉(zhuǎn)盤、絞車、天車、游車、大鉤、水龍頭和泥漿泵

?  現(xiàn)場的動(dòng)力系統(tǒng)是由兩臺(tái)1000KW的電機(jī)提供，其主要參數(shù)如下表：

隨著生產(chǎn)效率的不斷提高，對(duì)鉆井系統(tǒng)的要求也越來越高。鉆井過程中鉆桿需要頻繁的提放，由于鉆具重，要求提放要穩(wěn)，到位準(zhǔn)確，這是對(duì)鉆機(jī)控制系統(tǒng)的總體要求。

三、變頻器的配置情況

根據(jù)現(xiàn)場的特殊情況，我們選用了本公司自主研發(fā)生產(chǎn)的KE300A-1200G-T6（ 1200KW/660V）的變頻器。其基本的參數(shù)為：

輸入：三相，660V，50HZ

輸出：三相，0-660V，0-60HZ

頻率范圍：0-60HZ

最高頻率：33.5—300HZ任意設(shè)定

基本頻率：0—60HZ之間任意設(shè)定

啟動(dòng)頻率：0—5HZ

轉(zhuǎn)矩提升：根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩調(diào)整到最合適

■ 控制柜與變頻器接線說明

■ 觸摸屏操作說明

四、應(yīng)用效果

       經(jīng)過兩個(gè)月的試運(yùn)行，該系統(tǒng)呈現(xiàn)出明顯的效果：

       1、沒有使用變頻器前，起放井架是在工頻50HZ通過變速箱直接加上負(fù)載，速度不制，井架自身約為40噸，大的鉆機(jī)還要重，起放很不平穩(wěn)，沖擊大，不易于控制。使用變頻器后可以在低頻2—5HZ啟動(dòng)，速度慢，很容易操作控制起放位置，并且低頻起重量大，安全可靠。

       2、打井時(shí)原來就有四個(gè)檔位，沒有其他速度選擇。工頻50HZ時(shí)，合轉(zhuǎn)盤離合，這樣對(duì)鉆桿及電機(jī)、變速箱都有很大的機(jī)械沖擊。特別是在打到巖層時(shí)，地下的地質(zhì)情況復(fù)雜多變，負(fù)載有時(shí)輕，有時(shí)重，這樣使得發(fā)電機(jī)要丟頻丟壓，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速時(shí)快時(shí)慢。在打定向井時(shí)就會(huì)偏離設(shè)計(jì)傾斜度。使用變頻后，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速在設(shè)定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，減少了頻繁換檔，根據(jù)地形可以靈活掌握其速度，轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)轉(zhuǎn)桿時(shí)可以零頻啟動(dòng)，對(duì)轉(zhuǎn)盤的扭力就大大減少了，變頻器還采用了較大的儲(chǔ)能元件，以保證復(fù)雜多變的地質(zhì)情況下負(fù)載的變化。

       3、隨著大量的石油開采，鉆井深度越來越深，這樣的情況下每9米就要提放一次轉(zhuǎn)具，頻繁的提升和下放，提升的重量越來越重原來提升要頻繁的換檔，才能適應(yīng)越來越重的鉆  具，由于提升速度不可控制，井卡鉆具時(shí)對(duì)其沖擊很大，有可能把鉆桿拉斷，造成事故。使用變頻器可以低速提升，并且提重量大，對(duì)于鉆具沖擊力小，易于控制提放位置、速度，適于頻繁的提放鉆具。

       4、使用變頻器后對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的的機(jī)械損耗也減少了，原來經(jīng)常損壞的變速箱及剎車系統(tǒng)能夠減少維修次數(shù)，減少大量的維修費(fèi)用。在鉆井情況下電機(jī)可以處于停止?fàn)顟B(tài)，而原來在工頻運(yùn)行時(shí)直接啟動(dòng)電機(jī)，啟動(dòng)電流大容易損壞發(fā)電機(jī)，運(yùn)行后電機(jī)一直在運(yùn)行狀態(tài)，耗費(fèi)大量能源。而變頻器可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流小，對(duì)發(fā)電機(jī)組沒有沖擊，原來每天用油3噸以上，而現(xiàn)在用油在2噸左右，所以也大大節(jié)約了能源。并且我們還配有電力變壓器一套，以便有條件時(shí)直接接入高壓網(wǎng)電運(yùn)行。

五、結(jié)束語

石油鉆機(jī)采用變頻控制，是新興的變頻高科技技術(shù)在油田上的又一次成功應(yīng)用。通過這一實(shí)踐，證明了變頻器的應(yīng)用是十分廣泛的。我們應(yīng)該抓住這一機(jī)遇，努力完善這一類產(chǎn)品的工藝及性能，使之更能適應(yīng)現(xiàn)場的要求，為變頻器更新領(lǐng)域的拓展付出更大的努力。