分析海上鉆井平臺電氣傳動裝置

王寶兵

【摘 要】 海上石油、天然氣資源的開發工作，其鉆井平臺電氣傳動系統的工藝技術起著關鍵性作用。海上鉆井平臺電氣傳動系統與一般的電氣傳動系統大致相同，主要包括;動力控制系統，電氣傳動自動化系統，配電控制系統。本文主要針對這三大系統進行相應的分析，了解其當前發展現狀及未來發展趨勢。

【關鍵詞】 海上 ?鉆井平臺 ?電氣傳動裝置

在海上鉆井平臺中，電力傳動系統裝置為其鉆機提供及時有效的動力，是油氣平臺上最重要的裝置，維持著整個油氣開采平臺的正常工作。在日常的工作中，穩定的電氣傳動是保障油氣開采工作的首要條件。通過電氣傳動裝置帶動石油鉆機機組工作。

1 海上鉆井平臺電氣傳動裝置的發展現狀（圖1）

海上鉆井平臺電氣傳動裝置包括;動力控制系統，電氣傳動自動化控制系統，以及配電系統。其中動力控制系統有包括發電機組，輔助發電機組，變壓器，及發電并網控制系統。電氣傳動自動化控制系統則包括泥漿泵，絞車，轉盤交直流傳動自動化控制系統。配電控制系統包括生活用電，鉆井電器、照明裝置，及非調速電機設備。

1.1 動力控制系統

對于海上鉆井平臺的動力控制系統，其主要包括;獨立放在中心電站平臺的汽油、柴油發電機，調節電壓的變壓器，電纜和電動機組。目前國內采用的石油機械動力設備，以柴油的應用較為廣泛。品種系列較為全面，其功率為55—4500KW。在經過長時間的研究實踐中，成功的將其燃油消耗率降低了5%，而輸出功率提升了25%，實現了燃油消耗無煙的目標。對應其所需要的發電機功率為600—2000KV/A，平均每分鐘達到720—1800r的轉速。海上油氣平臺上的中心電站平臺電線的連接方式主要為分段連接，并在其中放置相應數量的發電機，配合其電站工作。而位于井口平臺上的電壓，其自身的具體電壓調節至少有3個級次，以此來適應不同電壓的電動機和動力控制系統，保障其正常的用電工作。同時，還配置有一定數量的應急發電機，用以保障在電氣系統發生故障時，油氣開采的工作能夠正常運行。

1.2 電氣傳動自動化控制系統

電氣傳動自動化控制系統包括直流電氣自動化控制系統和交流電氣自動化控制系統。其中，對于直流的電氣自動化控制系統我國大都采用16位的單片微處理器核心的全數字控制。通過Profibus-dp總線和PLG的工業計算機相互連接，來實現各單元的局域性網絡，針對轉盤傳動，泥漿泵，以及絞車的設計方案有多種，包括“一對一，一對二”。其中，傳動柜采用交流進線的方式進行調節控制，形成功率回路一體的標準架構。

如圖2所示，采用回饋自動，保持絞車電機始終能夠驅動滾筒工作，同時還可對鉆桿進行雙向的控制，在上升和下降的過程中，形成旋轉鉆具，提升了工作效率。而交流電氣傳動自動化控制系統則采用功率二極管整流的方式，形成水冷結構，IGBT逆變器，及直流母線。以此來達到對三臺絞車的和六臺泥泵的控制。在現代海洋的鉆機作業中，由于開采容量較陸地大，所以，對于電壓的等級要求相對高一些。通常采用帶有升降補償的AHD鉆機傳動系統，

采用8臺相同交流電機（660kW/690V），絞車力量為680t，而游車的速度<250，勾載速度為2.3m/s。

1.3 配電控制系統

在海上鉆井平臺上，鉆機電氣傳動系統的配電控制裝置在當前主要以馬達控制中心為主要單位。在集中控制模式中，應用抽屜式的結構形式，其操作方式有兩種;分散和集中。對于在30kW以上的電動機采用軟啟動措施，其日常的工作電壓保持在380V，50/60Hz，垂直母線的額定電流為1000A，水平的為4000A。

2 海上鉆井平臺電氣系統的未來發展

針對海上鉆井平臺，在日常的工作中應當加強其各部分單元工作的正常性，建立有效的措施控制系統，對其工作中可能出現的問題現象進行有效的，及時的控制。而這就相應的要求我們需要對現有的鉆井平臺系統進行科學合理的研究，不斷的探索新的系統功能技術，從而推動海上油氣開采工作。下面就是針對海上油氣平臺在工作的過程中，對應不同工作環節進行的控制措施。（1）功率限制控制裝置;在工作中，時刻監視著柴油發電機的功率，防止其功率超載、過高。若是發現有超載現象，則立刻向電氣傳動系統發出信號，提示需要降低輸出功率。有效的避免了由于功率超載而產生的熄火現象。（2）泥漿泵同步控制裝置;用以保證多臺泥漿泵能達到及時有效的同步，降低其脈動幅度。還可有效的消除泵沖頻率波動。其主要的方法是通過對當個泵節流閥以及活塞位置的收集，來調節器電壓，同時控制多臺泵的轉速情況，保證泵的同步。（3）游車位置控制裝置;此控制裝置有效的增強了游車在任何勾載的情況下都能達到最高的安全運行速度。另外，還能減少鉆機上升和下降的速度。（4）轉盤動態軟扭矩控制裝置;能有效的消除在油氣開采過程中鉆桿的振動。提升了鉆頭的壽命和速度。（5）鉆桿防反扭控制裝置;保證在鉆井的過程中，驅動系統或者轉盤工作的突然停止時，鉆管不會發生反扭現象，保護鉆管的接頭和井眼。主要方法就是對電流限度，電機電流，及電壓的監視，當發生終端驅動裝置或轉盤故障時，鉆桿方反扭控制裝置會將其內在的電流限幅逐漸降低，以此來降低電動機的轉矩。（6）全自動鉆機系統裝置;其系統裝置的突出大大的降低了人工操作的繁瑣程度，很好的節省了人力資源，同時也提升了鉆機的安全性和經濟效益。對于此項系統裝置的實現主要的功勞則是自動送鉆的產生，當前，我國許多油氣開采鉆井行業都是通過獨立送鉆來實現自動送鉆的。（7）彩色圖像系統裝置;其裝置能夠應用到危險的區域環境監測中，包括遠程的故障分析和診斷，通過信息網絡技術，可在全球范圍內進行信號傳輸。

3 結語

海上油氣資源的開采工作在陸上資源的不斷減少中而不斷增加，在這樣的發展趨勢中，有關海上油氣平臺開采工作的各項技術也日趨成熟。其中，電氣傳動系統作為其主要的支持動力，是日常工作中需要重點注意的對象。實際工作中，要不斷的加強電氣傳動系統裝置的改進和提升，保證海上油氣開采工作的正常運轉。

參考文獻：

[1]董清鋒.電氣繼電保護技術的應用與發展[J].中國科技博覽，2013，（36）：352.

[2]耿瑩，展煥東淺談電氣主設備的繼電保護技術[J].中國科技博覽，2013，（29）：46.endprint

【摘 要】 海上石油、天然氣資源的開發工作，其鉆井平臺電氣傳動系統的工藝技術起著關鍵性作用。海上鉆井平臺電氣傳動系統與一般的電氣傳動系統大致相同，主要包括;動力控制系統，電氣傳動自動化系統，配電控制系統。本文主要針對這三大系統進行相應的分析，了解其當前發展現狀及未來發展趨勢。

【關鍵詞】 海上 ?鉆井平臺 ?電氣傳動裝置

在海上鉆井平臺中，電力傳動系統裝置為其鉆機提供及時有效的動力，是油氣平臺上最重要的裝置，維持著整個油氣開采平臺的正常工作。在日常的工作中，穩定的電氣傳動是保障油氣開采工作的首要條件。通過電氣傳動裝置帶動石油鉆機機組工作。

1 海上鉆井平臺電氣傳動裝置的發展現狀（圖1）

海上鉆井平臺電氣傳動裝置包括;動力控制系統，電氣傳動自動化控制系統，以及配電系統。其中動力控制系統有包括發電機組，輔助發電機組，變壓器，及發電并網控制系統。電氣傳動自動化控制系統則包括泥漿泵，絞車，轉盤交直流傳動自動化控制系統。配電控制系統包括生活用電，鉆井電器、照明裝置，及非調速電機設備。

1.1 動力控制系統

對于海上鉆井平臺的動力控制系統，其主要包括;獨立放在中心電站平臺的汽油、柴油發電機，調節電壓的變壓器，電纜和電動機組。目前國內采用的石油機械動力設備，以柴油的應用較為廣泛。品種系列較為全面，其功率為55—4500KW。在經過長時間的研究實踐中，成功的將其燃油消耗率降低了5%，而輸出功率提升了25%，實現了燃油消耗無煙的目標。對應其所需要的發電機功率為600—2000KV/A，平均每分鐘達到720—1800r的轉速。海上油氣平臺上的中心電站平臺電線的連接方式主要為分段連接，并在其中放置相應數量的發電機，配合其電站工作。而位于井口平臺上的電壓，其自身的具體電壓調節至少有3個級次，以此來適應不同電壓的電動機和動力控制系統，保障其正常的用電工作。同時，還配置有一定數量的應急發電機，用以保障在電氣系統發生故障時，油氣開采的工作能夠正常運行。

1.2 電氣傳動自動化控制系統

電氣傳動自動化控制系統包括直流電氣自動化控制系統和交流電氣自動化控制系統。其中，對于直流的電氣自動化控制系統我國大都采用16位的單片微處理器核心的全數字控制。通過Profibus-dp總線和PLG的工業計算機相互連接，來實現各單元的局域性網絡，針對轉盤傳動，泥漿泵，以及絞車的設計方案有多種，包括“一對一，一對二”。其中，傳動柜采用交流進線的方式進行調節控制，形成功率回路一體的標準架構。

如圖2所示，采用回饋自動，保持絞車電機始終能夠驅動滾筒工作，同時還可對鉆桿進行雙向的控制，在上升和下降的過程中，形成旋轉鉆具，提升了工作效率。而交流電氣傳動自動化控制系統則采用功率二極管整流的方式，形成水冷結構，IGBT逆變器，及直流母線。以此來達到對三臺絞車的和六臺泥泵的控制。在現代海洋的鉆機作業中，由于開采容量較陸地大，所以，對于電壓的等級要求相對高一些。通常采用帶有升降補償的AHD鉆機傳動系統，

采用8臺相同交流電機（660kW/690V），絞車力量為680t，而游車的速度<250，勾載速度為2.3m/s。

1.3 配電控制系統

在海上鉆井平臺上，鉆機電氣傳動系統的配電控制裝置在當前主要以馬達控制中心為主要單位。在集中控制模式中，應用抽屜式的結構形式，其操作方式有兩種;分散和集中。對于在30kW以上的電動機采用軟啟動措施，其日常的工作電壓保持在380V，50/60Hz，垂直母線的額定電流為1000A，水平的為4000A。

2 海上鉆井平臺電氣系統的未來發展

針對海上鉆井平臺，在日常的工作中應當加強其各部分單元工作的正常性，建立有效的措施控制系統，對其工作中可能出現的問題現象進行有效的，及時的控制。而這就相應的要求我們需要對現有的鉆井平臺系統進行科學合理的研究，不斷的探索新的系統功能技術，從而推動海上油氣開采工作。下面就是針對海上油氣平臺在工作的過程中，對應不同工作環節進行的控制措施。（1）功率限制控制裝置;在工作中，時刻監視著柴油發電機的功率，防止其功率超載、過高。若是發現有超載現象，則立刻向電氣傳動系統發出信號，提示需要降低輸出功率。有效的避免了由于功率超載而產生的熄火現象。（2）泥漿泵同步控制裝置;用以保證多臺泥漿泵能達到及時有效的同步，降低其脈動幅度。還可有效的消除泵沖頻率波動。其主要的方法是通過對當個泵節流閥以及活塞位置的收集，來調節器電壓，同時控制多臺泵的轉速情況，保證泵的同步。（3）游車位置控制裝置;此控制裝置有效的增強了游車在任何勾載的情況下都能達到最高的安全運行速度。另外，還能減少鉆機上升和下降的速度。（4）轉盤動態軟扭矩控制裝置;能有效的消除在油氣開采過程中鉆桿的振動。提升了鉆頭的壽命和速度。（5）鉆桿防反扭控制裝置;保證在鉆井的過程中，驅動系統或者轉盤工作的突然停止時，鉆管不會發生反扭現象，保護鉆管的接頭和井眼。主要方法就是對電流限度，電機電流，及電壓的監視，當發生終端驅動裝置或轉盤故障時，鉆桿方反扭控制裝置會將其內在的電流限幅逐漸降低，以此來降低電動機的轉矩。（6）全自動鉆機系統裝置;其系統裝置的突出大大的降低了人工操作的繁瑣程度，很好的節省了人力資源，同時也提升了鉆機的安全性和經濟效益。對于此項系統裝置的實現主要的功勞則是自動送鉆的產生，當前，我國許多油氣開采鉆井行業都是通過獨立送鉆來實現自動送鉆的。（7）彩色圖像系統裝置;其裝置能夠應用到危險的區域環境監測中，包括遠程的故障分析和診斷，通過信息網絡技術，可在全球范圍內進行信號傳輸。

3 結語

海上油氣資源的開采工作在陸上資源的不斷減少中而不斷增加，在這樣的發展趨勢中，有關海上油氣平臺開采工作的各項技術也日趨成熟。其中，電氣傳動系統作為其主要的支持動力，是日常工作中需要重點注意的對象。實際工作中，要不斷的加強電氣傳動系統裝置的改進和提升，保證海上油氣開采工作的正常運轉。

參考文獻：

[1]董清鋒.電氣繼電保護技術的應用與發展[J].中國科技博覽，2013，（36）：352.

[2]耿瑩，展煥東淺談電氣主設備的繼電保護技術[J].中國科技博覽，2013，（29）：46.endprint

【摘 要】 海上石油、天然氣資源的開發工作，其鉆井平臺電氣傳動系統的工藝技術起著關鍵性作用。海上鉆井平臺電氣傳動系統與一般的電氣傳動系統大致相同，主要包括;動力控制系統，電氣傳動自動化系統，配電控制系統。本文主要針對這三大系統進行相應的分析，了解其當前發展現狀及未來發展趨勢。

【關鍵詞】 海上 ?鉆井平臺 ?電氣傳動裝置

在海上鉆井平臺中，電力傳動系統裝置為其鉆機提供及時有效的動力，是油氣平臺上最重要的裝置，維持著整個油氣開采平臺的正常工作。在日常的工作中，穩定的電氣傳動是保障油氣開采工作的首要條件。通過電氣傳動裝置帶動石油鉆機機組工作。

1 海上鉆井平臺電氣傳動裝置的發展現狀（圖1）

海上鉆井平臺電氣傳動裝置包括;動力控制系統，電氣傳動自動化控制系統，以及配電系統。其中動力控制系統有包括發電機組，輔助發電機組，變壓器，及發電并網控制系統。電氣傳動自動化控制系統則包括泥漿泵，絞車，轉盤交直流傳動自動化控制系統。配電控制系統包括生活用電，鉆井電器、照明裝置，及非調速電機設備。

1.1 動力控制系統

對于海上鉆井平臺的動力控制系統，其主要包括;獨立放在中心電站平臺的汽油、柴油發電機，調節電壓的變壓器，電纜和電動機組。目前國內采用的石油機械動力設備，以柴油的應用較為廣泛。品種系列較為全面，其功率為55—4500KW。在經過長時間的研究實踐中，成功的將其燃油消耗率降低了5%，而輸出功率提升了25%，實現了燃油消耗無煙的目標。對應其所需要的發電機功率為600—2000KV/A，平均每分鐘達到720—1800r的轉速。海上油氣平臺上的中心電站平臺電線的連接方式主要為分段連接，并在其中放置相應數量的發電機，配合其電站工作。而位于井口平臺上的電壓，其自身的具體電壓調節至少有3個級次，以此來適應不同電壓的電動機和動力控制系統，保障其正常的用電工作。同時，還配置有一定數量的應急發電機，用以保障在電氣系統發生故障時，油氣開采的工作能夠正常運行。

1.2 電氣傳動自動化控制系統

電氣傳動自動化控制系統包括直流電氣自動化控制系統和交流電氣自動化控制系統。其中，對于直流的電氣自動化控制系統我國大都采用16位的單片微處理器核心的全數字控制。通過Profibus-dp總線和PLG的工業計算機相互連接，來實現各單元的局域性網絡，針對轉盤傳動，泥漿泵，以及絞車的設計方案有多種，包括“一對一，一對二”。其中，傳動柜采用交流進線的方式進行調節控制，形成功率回路一體的標準架構。

如圖2所示，采用回饋自動，保持絞車電機始終能夠驅動滾筒工作，同時還可對鉆桿進行雙向的控制，在上升和下降的過程中，形成旋轉鉆具，提升了工作效率。而交流電氣傳動自動化控制系統則采用功率二極管整流的方式，形成水冷結構，IGBT逆變器，及直流母線。以此來達到對三臺絞車的和六臺泥泵的控制。在現代海洋的鉆機作業中，由于開采容量較陸地大，所以，對于電壓的等級要求相對高一些。通常采用帶有升降補償的AHD鉆機傳動系統，

采用8臺相同交流電機（660kW/690V），絞車力量為680t，而游車的速度<250，勾載速度為2.3m/s。

1.3 配電控制系統

在海上鉆井平臺上，鉆機電氣傳動系統的配電控制裝置在當前主要以馬達控制中心為主要單位。在集中控制模式中，應用抽屜式的結構形式，其操作方式有兩種;分散和集中。對于在30kW以上的電動機采用軟啟動措施，其日常的工作電壓保持在380V，50/60Hz，垂直母線的額定電流為1000A，水平的為4000A。

2 海上鉆井平臺電氣系統的未來發展

針對海上鉆井平臺，在日常的工作中應當加強其各部分單元工作的正常性，建立有效的措施控制系統，對其工作中可能出現的問題現象進行有效的，及時的控制。而這就相應的要求我們需要對現有的鉆井平臺系統進行科學合理的研究，不斷的探索新的系統功能技術，從而推動海上油氣開采工作。下面就是針對海上油氣平臺在工作的過程中，對應不同工作環節進行的控制措施。（1）功率限制控制裝置;在工作中，時刻監視著柴油發電機的功率，防止其功率超載、過高。若是發現有超載現象，則立刻向電氣傳動系統發出信號，提示需要降低輸出功率。有效的避免了由于功率超載而產生的熄火現象。（2）泥漿泵同步控制裝置;用以保證多臺泥漿泵能達到及時有效的同步，降低其脈動幅度。還可有效的消除泵沖頻率波動。其主要的方法是通過對當個泵節流閥以及活塞位置的收集，來調節器電壓，同時控制多臺泵的轉速情況，保證泵的同步。（3）游車位置控制裝置;此控制裝置有效的增強了游車在任何勾載的情況下都能達到最高的安全運行速度。另外，還能減少鉆機上升和下降的速度。（4）轉盤動態軟扭矩控制裝置;能有效的消除在油氣開采過程中鉆桿的振動。提升了鉆頭的壽命和速度。（5）鉆桿防反扭控制裝置;保證在鉆井的過程中，驅動系統或者轉盤工作的突然停止時，鉆管不會發生反扭現象，保護鉆管的接頭和井眼。主要方法就是對電流限度，電機電流，及電壓的監視，當發生終端驅動裝置或轉盤故障時，鉆桿方反扭控制裝置會將其內在的電流限幅逐漸降低，以此來降低電動機的轉矩。（6）全自動鉆機系統裝置;其系統裝置的突出大大的降低了人工操作的繁瑣程度，很好的節省了人力資源，同時也提升了鉆機的安全性和經濟效益。對于此項系統裝置的實現主要的功勞則是自動送鉆的產生，當前，我國許多油氣開采鉆井行業都是通過獨立送鉆來實現自動送鉆的。（7）彩色圖像系統裝置;其裝置能夠應用到危險的區域環境監測中，包括遠程的故障分析和診斷，通過信息網絡技術，可在全球范圍內進行信號傳輸。

3 結語

海上油氣資源的開采工作在陸上資源的不斷減少中而不斷增加，在這樣的發展趨勢中，有關海上油氣平臺開采工作的各項技術也日趨成熟。其中，電氣傳動系統作為其主要的支持動力，是日常工作中需要重點注意的對象。實際工作中，要不斷的加強電氣傳動系統裝置的改進和提升，保證海上油氣開采工作的正常運轉。

參考文獻：

[1]董清鋒.電氣繼電保護技術的應用與發展[J].中國科技博覽，2013，（36）：352.

[2]耿瑩，展煥東淺談電氣主設備的繼電保護技術[J].中國科技博覽，2013，（29）：46.endprint