专利名称：一种机械/复合型钻机驱动系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油天然气钻探技术，特别涉及机械/复合型钻机驱动系统。
背景技术：
目前，石油天然气钻机大部分采用柴油机直接驱动或柴油发电机组供电的形式。 以柴油机作为动力的钻机存在以下几个问题(1)原油价格高，钻井成本大幅上升；(2)柴油机的噪声及排放的尾气严重污染环境；(3)柴油机的运行维护成本较高；(4)柴油机调速范围比较窄，已逐渐不能满足复杂井况钻井作业的要求。 发明内容本实用新型的目的在于提供一种机械/复合型钻机驱动系统，用于解决采用工业电为钻机提供动力的问题。根据本实用新型的一个方面，提供了一种机械/复合型钻机驱动系统，包括连接工业电的变配电设备；与变配电设备相连的电动调速器； 连接电动调速器的电动传动设备。优选的，变配电设备包括真空环网柜，用于接入工业电；变压器，用于接收真空环网柜输出的工业电并转换成第一交流电和第二交流电。优选的，电动调速器和钻机VFD/MCC房分别连接至第一交流电和第二交流电。优选的，电动传动设备包括连接至电动调速器的电动机；连接至电动机一端的联轴器；连接至联轴器的液力变矩器；置于电动机另一端的配重箱； 置于配重箱底部的底座。优选的，电动调速器通过改变输出的电源控制电动机的转速。优选的，系统还包括分别连接在第一交流电和第二交流电进行补偿滤波的第一无功补偿与谐波抑制装置和第二无功补偿与谐波抑制装置。优选的，系统采用两台电动调速器以一对一方式分别驱动控制两套电动传动设备共同为并车箱提供动力。与现有技术相比较，本实用新型的有益效果在于本实用新型采用工业电为钻机提供动力，实现电机任意零转速至额定转速可调，并能够节约能耗，提高钻机的可靠性和安全性。
图1是本实用新型提供的机械/复合型钻机驱动系统结构示意图；图2是本实用新型提供的钻机驱动的结构示意图；图3是本实用新型实施例提供的电动传动设备结构示意图；图4是本实用新型实施例提供的变频电动机原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。图1显示了本实用新型提供的机械/复合型钻机驱动系统结构示意，如图1所示， 系统包括变配电设备、电动调速器、电动传动设备、VFD/MCC房、第一无功补偿与谐波抑制装置和第二无功补偿与谐波抑制装置。变配电设备包括真空环网柜和变压器，真空环网柜接入工业电，并将IOkv的工业电送至变压器，变压器采用三相三绕组又在调压电力变压器将IOkv的工业电转换成0. 6kv 的第一交流电和0. 4kv的第二交流电第一无功补偿与谐波抑制装置和第二无功补偿与谐波抑制装置采用可控硅投切电容器型低压动态无功补偿装置，分别在第一交流电端和第二交流电端分别进行补偿滤波。第一交流电端还连接了电动调速器，该电动调速器通过改变输出的电源来控制连接的电动传动设备中电动机的转速。其中，电动传动设备包括连接至电动调速器的电动机， 连接至电动机一端的联轴器，连接至联轴器的液力变矩器，置于电动机另一端的配重箱和置于配重箱底部的底座。其中，电动机既可以是变频电动机，也可以是直流电动机。第二交流电端还连接了VFD/MCC(Variable Frequency Drive/Motor Control Center，变频器/电机控制单元)房，VFD/MCC房需要的电源为0. 4kv的第二交流电。图2显示了本实用新型提供的钻机驱动的结构示意，如图2所示，系统采用两台电动调速器以一对一的方式分别驱动两套电动传动设备，两套电动传动设备分别包括电动机、联轴器、液力变矩器、配重箱和底座，两台电动机分别连接两台电动调速器。图3显示了本实用新型实施例提供的电动传动设备结构示意，如图3所示，作为动力设备的电动机一端通过联轴器连接液力变矩器驱动并车箱，其中，液力变矩器可以缓和设备间的冲击力，联轴器与电动机结合部位的尺寸做了适应调整，以方便把电动机更换为柴油机。为了减缓电动机的震动，方便包装运输，在电动机的另一端放置配重箱，与电动机共同置于底座上，组成电动传动设备。图4显示了本实用新型实施例提供的变频电动机原理，如图4所示，变频电动机的驱动电路由主回路和控制回路两部分组成，为三相星形接法的变频电动机，直流供电经MOS 管组成的三相变流电路向电机的三个绕组分时供电，每一时刻三对绕组仅有一对绕组有电流通过，产生磁场，接着停止向这对绕组供电，而给相邻的另一对绕组供电，定子的磁场轴线在空间转动了 120°，转子受到磁力作用跟随定子磁场作120°旋转，定子中便形成旋转磁场，于是电机连续转动。[0039]综上所述，本实用新型具有以下技术效果本实用新型采用工业电网为钻机提供动力，不仅节约能源消耗40% 50%，大幅降低了钻井成本，而且降低了噪声，无尾气排放，改善了井场及周边环境，同时实现了电机任意零转速 额定转速可调，满足复杂钻井工况要求，并且系统操作维护简单，提高了钻机的可靠性与安全性。尽管上文对本实用新型进行了详细说明，但是本实用新型不限于此，本领域技术人员可以根据本实用新型的原理进行各种修改。因此，凡按照本实用新型原理所作的修改， 都应当理解为落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种机械/复合型钻机驱动系统，其特征在于，包括 连接工业电的变配电设备；与所述变配电设备相连的电动调速器；以及连接所述电动调速器的电动传动设备。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述变配电设备包括 真空环网柜，用于接入工业电；以及变压器，用于接收所述真空环网柜输出的工业电并转换成第一交流电和第二交流电。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电动调速器和钻机VFD/MCC房分别连接至所述第一交流电和所述第二交流电。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电动传动设备包括 连接至所述电动调速器的电动机；连接至所述电动机一端的联轴器； 连接至所述联轴器的液力变矩器； 置于所述电动机另一端的配重箱；以及置于所述配重箱底部的底座。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电动调速器通过改变输出的电源控制所述电动机的转速。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括分别连接在第一交流电和第二交流电进行补偿滤波的第一无功补偿与谐波抑制装置和第二无功补偿与谐波抑制直ο
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统采用两台所述电动调速器以一对一方式分别驱动控制两套电动传动设备共同为并车箱提供动力。
专利摘要本实用新型公开了一种机械/复合型钻机驱动系统，包括连接工业电的变配电设备；与变配电设备相连的电动调速器；连接电动调速器的电动传动设备。本实用新型采用工业电为钻机提供动力，实现电机任意零转速至额定转速可调，并能够节约能耗，提高钻机的可靠性和安全性。
文档编号E21B3/02GK202047743SQ201120120909
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者张英辰, 邓朝军, 陈涛 申请人:北京力拓节能工程技术有限公司