石油鑽機驅動國產化 英威騰先行 ——英威騰Goodrive800工程傳動變頻器在ZJ70DB電動鑽機上的應用

2026-04-07 01:24:10

未來趨勢:國產化

石油鑽機是用於石油天然氣鑽井的專業機械,是由多台設備組成的一套聯合機組。鑽機類型按鑽井方法、鑽井深度、地域環境、移動方式、驅動傳動形式有多種分類,本文主要以ZJ70DB電動鑽機為例介紹。

電驅動鑽機主要由動力係統、電傳動係統、起升係統、旋轉係統、泥漿循環係統、液氣控製係統、供油供水係統、鑽井參數檢測處理及傳輸係統、井口工具及輔助設施等係統組成。

雖然,目前在石油鑽機驅動市場,是以進口品牌為主,國內品牌應用屈指可數,但是,隨著國內外局勢的變化、采油成本的考慮以及國內變頻技術的發展,石油鑽機驅動國產化將逐漸成為趨勢。

英威騰:在ZJ70DB鑽機成功應用

中石油西部鑽探ZJ70DB鑽機

ZJ70DB鑽機的絞車、泥漿泵和轉盤均為交流變頻電機獨立驅動,9台VFD變頻櫃驅動9台交流電機。

1)主傳動電壓為600V,供電係統為10KV/0.6KV 主傳動使用,10KV/0.4KV 輔助設備使用

2)主傳動部分由3組*2,6台600KW/600V泥漿泵,1台800KW/600V轉盤,2台600KW/600V絞車組成;轉盤為單電機驅動;絞車為雙電機驅動,可分開單電機使用;泥漿泵雙電機驅動,不可單機使用。

3)整個驅動係統使用GD800工程型變頻係列產品,采用二極管整流,共直流母線方案。

4)控製采用Profinet通訊控製。

英威騰主傳動係統總體方案

1、主傳動主回路框圖

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圖1  主回路係統框圖

2、係統方案控製回路圖

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控製說明:

1)單元與控製盒之間采用光纖通訊,兩台逆變櫃之間主從也采用光纖通訊,傳輸速率高,每組泥漿泵、絞車A/B之間均采用主從方式控製。

2)逆變器與上位PLC之間采用當前主流通訊方式ProfiNet通訊;英威騰PNtongxunjubeiyiwangtonggongneng,kezaitongyiwangduan,renyiyouwangkoudeweizhi,zhixuyigenwangxianketongguoyingweitengshangweiruanjianlianjiedaorenyiyitaibianpinqi,jinxingtiaoshijijiankong;

方案特點:

  • 優異的電機控製算法,從而降低電機噪聲、溫升,延長電機壽命;
  • 優異的驅動性能,多機功率平衡同步運行;
  • 超強電網適應能力,應對網電及發電機供電模式;
  • 優異零速懸停功能,提升設備可靠性,避免設備有驅動器之間邏輯問題造成“溜鉤”;
  • 柔性扭矩控製,從驅動器端解決鑽杆扭矩限幅釋放,響應更快,安全等級更高;
  • 模塊化設計,緊湊化設計,有效減小空間體積;
  • 超高可靠性,功率單元模塊化,互為冗餘備用。

實測波形

主從控製 — 泥漿泵,負荷分配均勻,出力大小一致。

3

主從控製 ——絞車,負荷分配不受速度影響,恒功率弱磁控製A、B絞車轉矩同步保持一致。

4

主從轉矩——絞車,轉矩不隨速度變化,控製穩定,絞車運行平穩,機械磨損小。

5

零速懸停——絞車,速度切換過程轉矩控製平穩,零速懸停,保障鑽機安全。

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項目現場

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未來:英威騰不斷發力石油行業

英威騰繼2017年采用中壓GD3000係列三電平技術變頻器與國內合作夥伴成功完成俄羅斯國家石油項目11套DB40低溫鑽機設備以來,英威騰人不斷鑽研鑽機應用工藝,豐富產品係列以滿足鑽機行業不同應用需求,俄油項目標誌著以“英威騰”為代表的國產變頻器首次真正意義進入了電動鑽機主傳動應用領域,打破了進口品牌的壟斷,也體現了國內變頻技術的進步;

隨後,英威騰又率先在國內“油改電”市場實現行業技術突破,以GD5000高壓係列變頻器、英威騰GD800工程型係列低壓變頻器在國內 “油改電”市場實現了廣泛的應用。英威騰GD800工程型係列低壓變頻器2019年在國內70DB電動鑽機的成功應用,再一次印證了英威騰變頻器技術成熟,產品可靠,具備高端領域應用實力。並且,英威騰具有齊全的高、中、diyachanpinxian,jiehezaishiyouxingyeduonianbutongxuqiudeyingyongjingyanjilei,yijubeitigongwanzhengjiejuefangannengli,weilaijiangjixujinsuishiyouzuanjixingyedejishufazhanernuli。

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