六、液气控制系统
液气控制系统由液压站、气源及净化装置、控制阀、控制管线、执行机构组成。液 气控制系统与电传动系统一起实现对整套钻机的控制。
七、钻井参数检测及传输系统
钻井参数检测及传输系统通常由传感器、信号处理器、显示记录仪、报警器、井场 传输系统和远程传输系统等组成。能够对整个钻井过程的有关参数进行检测、记录、 处理、传输和远程管理。
看看其关键技术的核心所指
2、利用独立变频电机送钻装置实 现主动恒钻压自动送钻。
该系统是针对绞车独立电机送钻装 置而研发的。自动送钻控制系统由人机 界面、自动送钻控制系统、电气控制系 统、变频系统、送钻电动机、传感器组 成。在正常钻进作业时，游动系统的悬 重通过滚筒及齿轮传动以反扭矩拖动自 动送钻电机，通过对该电机速度和扭矩 的精确控制，可实现数控变频恒钻压自 动送钻。
*恒钻压控制 *恒钻速控制
波动范围:5000 N 范围:0.5—36.2 m/h
看看其关键技术的核心所指
3、绞车采用变频系统能 耗制动替代辅助刹车 在下钻作业中，游动系 统的悬重通过滚筒以反 力矩拖动主电机反转， 主电机工作在四象限处 于发电工况。电能作用 于直流母排，通过能耗电阻柜转化为热能散发。PLC工控机通过对采 集的数字信号分析游动系统的悬重，控制主电机反转的速度，使钻具 以设定的速度平稳安全地下放。主电机在0r/min转速时也能输出额定 扭矩，因此，可实现钻具的悬停，大大减少了液压盘刹的磨损。
三、起升系统
起升系统主要包括绞车、天车、游车、大钩、钢丝绳、井架、底座以及吊环、吊卡 等用于钻井辅助作业的工具。其作用：实现起下钻具、起下套管柱以及控制钻头送 进等。
四、旋转系统
旋转系统由转盘和水龙头（或使用顶部驱动钻井装置）。其作用：旋转钻具，循环 泥浆。
五、泥浆循环系统
泥浆循环系统由钻井泵、高压管汇、泥浆罐、泥浆净化设备等组成。用于循环、净 化处理泥浆，保证连续钻井作业。
适用钢丝绳直径
Φ35mm
主刹车
液压盘式刹车
主刹车盘尺寸(直径×宽度)
Φ1600×76mm
辅助刹车
电机能耗制动
绞车特点
1. 真正的单轴单速,结构简单紧凑,传动效率高,体积小,重量轻 2. 密封性好,便于维护保养,搬家运输方便 3. 提升速度高达0~1.5m/s,无级可调,较好满足钻井工艺要求 4. 数字化速度闭环控制,提高相对效率 5. 2001年美国National Oilwell公司开始生产,现已生产多台.技术成熟
八、供油供水系统
供油系统由柴油供给和润滑油供给两部分组成。由油罐、输油泵等组成，用于油料 的储存和输送。 供水系统由水罐、水泵和输水管线等组成。用于设备的冷却。
九、工具及辅助设施
工具及辅助设施包括井口工具、钻杆架及其他辅助设施。
电动钻机举例-ZJ50DB
• ZJ50DB钻机的绞车、泥浆泵和转盘均为交流变频电 机独立驱动。4+1台VFD变频驱动柜一对一控制4台交流变 频电机（绞车1台、转盘1台、泥浆泵1台X2、自动送钻装 置1台）。3台CAT3512B柴油发电机组作为主动力，产生3 相 600V 50HZ交流电。交流电经整流、逆变后变为频率 可调的交流电分别驱动绞车、泥浆泵和转盘.
iA iB iC
t
CC
B
S
B
XX
t 0
合成磁场方向：向下
iA=0 iB为负，iC为正
同理分析，可得
其它电流角度下 的磁场方向：
Im
iA iB iC t
• 转盘采用链条传动，由1台600V、600kw交流变频 电机驱动。其可实现0-169rpm范围内30000N.m恒扭矩 无级调速
ZJ50DB电气系统单线图
绞车基本参数
最大输入功率
1100kW(1500HP)
最大快绳拉力
340kN
提升档位
1档，交流变频电机驱动,无级调速
主滚筒尺寸(直径×长度)开槽 Φ685×1138mm
电机相关知识
发电机
图示
直流电动机
原理
模型
电动机构造
三相异步电动机的构造1
三相异步电动机的构造2
三相异步电动机的结构
1.定子
机座：铸钢或铸铁
铁心：由内圆周有槽
的硅钢片叠成。
Y
A ----X 三相绕组 B ----Y C
2.转子
C---- Z
铁心：由外圆周有槽
的硅钢片叠成。
转子绕组
鼠笼式 绕线式
• 绞车设计为1级减速齿轮箱传动的单轴式。由1台 600V、1100kw交流变频电机驱动,大钩提升速度可实现01.5m/s无级调速（12绳）
• 2 台 泥 浆 泵 联 组 窄 V 带 传 动 ， 各 由 1 台 600V 、 1100kw交流变频电机驱动,基频额定冲次为109冲/分。 交流变频电机的无级调速可实现泵冲次及排量的连续平 稳变化
A
Z
B
X
三相异步电动机的转动原理
异步电动机的转动演示
三相异步电动机的转动原理 由演示得到的启示：
1. 要有一个旋转的磁场； 2. 转子跟着磁场转动。
异步电动机的旋转磁场由何而来？
旋转磁场 1.旋转磁场的产生
定子 绕组：通入三相电流
()电流入
(•)电流出
AA
Im
YY N ZZ
iA
A
iC C
iB
ZX Y B
一、动力系统
动力系统由柴油发电机组和辅助柴油发电机组 组成，电驱动钻机亦可用网电作动力系统。柴 油发电机组按需要可任意并网运行，负荷均衡 分配。
二、电传动系统
电传动系统由SCR或VFD系统和MCC组成。 SCR或VFD系统对驱动绞车、钻井泵和转盘的 电动机供电和控制，其特性满足绞车、转盘、 钻井泵的工作要求。MCC对低压交流电动机、 照明系统、生活设施及其它交流用电设备供电 和控制。
可靠
•转盘独立驱动
电机功率 600kW
最大输出扭矩 30000N.m
传动比
1.1:1
转盘调速范围 0～169rpm
恒扭矩无级调速
169～271rpm
恒功率无级调速
转盘型号 ZP375
看看其关键技术的核心所指
关键技术
*ZP375转盘的控制
转盘采用1台600V YJ23D变频电动机驱 动。钻进时，PLC通过采集转盘电机的运 行参数，可计算转盘转速转矩，并在触 摸屏上显示扭矩的运行 参数，使扭矩动态工作在设定范围。当 出现异常情况，扭矩超过最大设定值时 ，PLC控制电机停止，实现过扭矩保护。