雙碳行動|英威騰GD800變頻器 優先探索石油鉆機驅動國產化

　　一、項目背景

　　石油鉆機是用于石油天然氣鉆井的專業機械，是由多臺設備組成的一套聯合機組。鉆機類型按鉆井方法、鉆井深度、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電動鉆機為例介紹。

　　電驅動鉆機主要由動力系統、電傳動系統、起升系統、旋轉系統、泥漿循環系統、液氣控制系統、供油供水系統、鉆井參數檢測處理及傳輸系統、井口工具及輔助設施等系統組成。

　　雖然，目前在石油鉆機驅動市場，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，石油鉆機驅動國產化將逐漸成為趨勢。

　　二、英威騰在ZJ70DB鉆機成功應用

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

　　· 主傳動電壓為600V，供電系統為10KV/0.6KV 主傳動使用，10KV/0.4KV 輔助設備使用

　　· 主傳動部分由6臺(3組*2)600KW/600V泥漿泵，1臺800KW/600V轉盤，2臺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。

　　· 整個驅動系統使用GD800工程型變頻系列產品，采用二極管整流，共直流母線方案。

　　· 控制采用Profinet通訊控制。

　　三、英威騰主傳動系統總體方案

　　1、主回路系統框圖

　　2、系統方案控制回路圖

　　3、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之間采用當前主流通訊方式ProfiNet通訊;英威騰PN通訊具備一網通功能，可在同一網段，任意有網口的位置，只需一根網線可通過英威騰上位軟件連接到任意一臺變頻器，進行調試及監控;

　　四、實測波形

　　主從控制 — 泥漿泵，負荷分配均勻，出力大小一致。

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

　　主從轉矩——絞車，轉矩不隨速度變化，控制穩定，絞車運行平穩，機械磨損小。

　　零速懸?！g車，速度切換過程轉矩控制平穩，零速懸停，保障鉆機安全。

　　五、英威騰方案優勢

　　l 優異的電機控制算法，從而降低電機噪聲、溫升，延長電機壽命;

　　l 優異的驅動性能，多機功率平衡同步運行;

　　l 超強電網適應能力，應對網電及發電機供電模式;

　　l 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”;

　　l 柔性扭矩控制，從驅動器端解決鉆桿扭矩限幅釋放，響應更快，安全等級更高;

　　l 模塊化設計，緊湊化設計，有效減小空間體積;

　　l 超高可靠性，功率單元模塊化，互為冗余備用。

　　六、英威騰持續發力石油產業

　　英威騰繼2017年采用中壓Goodrive800系列三電平技術變頻器與國內合作伙伴成功完成俄羅斯國家石油項目11套DB40低溫鉆機設備以來，英威騰人不斷鉆研鉆機應用工藝，豐富產品系列以滿足鉆機行業不同應用需求。

　　俄油項目標志著以“英威騰”為代表的國產變頻器首次真正意義進入了電動鉆機主傳動應用領域，打破了進口品牌的壟斷，也體現了國內變頻技術的進步。

　　隨后，英威騰又率先在國內“油改電”市場實現行業技術突破，以Goodrive5000高壓系列變頻器、英威騰Goodrive800系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Goodrive800工程型系列低壓變頻器2019年在國內70DB電動鉆機的成功應用，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。

　　英威騰具有齊全的高、中、低壓產品線，結合在石油行業多年不同需求的應用經驗積累，已具備提供完整解決方案能力，未來將繼續緊隨石油鉆機行業的技術發展而努力。