未來趨勢：國產(chǎn)化

石油鉆機是用于石油天然氣鉆井的專業(yè)機械，是由多臺設(shè)備組成的一套聯(lián)合機組。鉆機類型按鉆井方法、鉆井深度、地域環(huán)境、移動方式、驅(qū)動傳動形式有多種分類，本文主要以ZJ70DB電動鉆機為例介紹。

電驅(qū)動鉆機主要由動力系統(tǒng)、電傳動系統(tǒng)、起升系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、泥漿循環(huán)系統(tǒng)、液氣控制系統(tǒng)、供油供水系統(tǒng)、鉆井參數(shù)檢測處理及傳輸系統(tǒng)、井口工具及輔助設(shè)施等系統(tǒng)組成。

雖然，目前在石油鉆機驅(qū)動市場，是以進口品牌為主，國內(nèi)品牌應(yīng)用屈指可數(shù)，但是，隨著國內(nèi)外局勢的變化、采油成本的考慮以及國內(nèi)變頻技術(shù)的發(fā)展，石油鉆機驅(qū)動國產(chǎn)化將逐漸成為趨勢。

英威騰：在ZJ70DB鉆機成功應(yīng)用

中石油西部鉆探ZJ70DB鉆機

ZJ70DB鉆機的絞車、泥漿泵和轉(zhuǎn)盤均為交流變頻電機獨立驅(qū)動，9臺VFD變頻柜驅(qū)動9臺交流電機。

1)主傳動電壓為600V，供電系統(tǒng)為10KV/0.6KV 主傳動使用，10KV/0.4KV 輔助設(shè)備使用

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

3)整個驅(qū)動系統(tǒng)使用GD800工程型變頻系列產(chǎn)品，采用二極管整流，共直流母線方案。

4)控制采用Profinet通訊控制。

英威騰主傳動系統(tǒng)總體方案

1、主傳動主回路框圖

圖1  主回路系統(tǒng)框圖

2、系統(tǒng)方案控制回路圖

控制說明：

1）單元與控制盒之間采用光纖通訊，兩臺逆變柜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制。

2）逆變器與上位PLC之間采用當(dāng)前主流通訊方式ProfiNet通訊；英威騰PN通訊具備一網(wǎng)通功能，可在同一網(wǎng)段，任意有網(wǎng)口的位置，只需一根網(wǎng)線可通過英威騰上位軟件連接到任意一臺變頻器，進行調(diào)試及監(jiān)控；

方案特點：

• 優(yōu)異的電機控制算法，從而降低電機噪聲、溫升，延長電機壽命；
• 優(yōu)異的驅(qū)動性能，多機功率平衡同步運行；
• 超強電網(wǎng)適應(yīng)能力，應(yīng)對網(wǎng)電及發(fā)電機供電模式；
• 優(yōu)異零速懸停功能，提升設(shè)備可靠性，避免設(shè)備有驅(qū)動器之間邏輯問題造成“溜鉤”；
• 柔性扭矩控制，從驅(qū)動器端解決鉆桿扭矩限幅釋放，響應(yīng)更快，安全等級更高；
• 模塊化設(shè)計，緊湊化設(shè)計，有效減小空間體積；
• 超高可靠性，功率單元模塊化，互為冗余備用。

實測波形

主從控制 — 泥漿泵，負(fù)荷分配均勻，出力大小一致。

主從控制 ——絞車，負(fù)荷分配不受速度影響，恒功率弱磁控制A、B絞車轉(zhuǎn)矩同步保持一致。

主從轉(zhuǎn)矩——絞車，轉(zhuǎn)矩不隨速度變化，控制穩(wěn)定，絞車運行平穩(wěn)，機械磨損小。

零速懸停——絞車，速度切換過程轉(zhuǎn)矩控制平穩(wěn)，零速懸停，保障鉆機安全。

項目現(xiàn)場

未來：英威騰不斷發(fā)力石油行業(yè)

英威騰繼2017年采用中壓GD3000系列三電平技術(shù)變頻器與國內(nèi)合作伙伴成功完成俄羅斯國家石油項目11套DB40低溫鉆機設(shè)備以來，英威騰人不斷鉆研鉆機應(yīng)用工藝，豐富產(chǎn)品系列以滿足鉆機行業(yè)不同應(yīng)用需求，俄油項目標(biāo)志著以“英威騰”為代表的國產(chǎn)變頻器首次真正意義進入了電動鉆機主傳動應(yīng)用領(lǐng)域，打破了進口品牌的壟斷，也體現(xiàn)了國內(nèi)變頻技術(shù)的進步；

隨后，英威騰又率先在國內(nèi)“油改電”市場實現(xiàn)行業(yè)技術(shù)突破，以GD5000高壓系列變頻器、英威騰GD800工程型系列低壓變頻器在國內(nèi) “油改電”市場實現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用。英威騰GD800工程型系列低壓變頻器2019年在國內(nèi)70DB電動鉆機的成功應(yīng)用，再一次印證了英威騰變頻器技術(shù)成熟，產(chǎn)品可靠，具備高端領(lǐng)域應(yīng)用實力。并且，英威騰具有齊全的高、中、低壓產(chǎn)品線，結(jié)合在石油行業(yè)多年不同需求的應(yīng)用經(jīng)驗積累，已具備提供完整解決方案能力，未來將繼續(xù)緊隨石油鉆機行業(yè)的技術(shù)發(fā)展而努力。