一种钻机直流微网系统的制作方法

本技术涉及石油钻井装备，尤其涉及一种钻机直流微网系统。

背景技术：

1、石油钻机是用于石油天然气钻井的专业机械，是由多台设备组成的一套联合机组。主要包括动力机组、动力传动机组、提升设备、旋转设备、循环设备、仪器仪表及控制系统等。电动钻机动力机组由数台发电机并网发电，传动机组采用直流传动或交流变频传动的方式驱动机械设备。

2、目前，石油钻井生产作业过程中，内燃机发电机组大部分时间不能够满负荷运转，偏离高效区，导致发电机组运行效率低，造成燃油/燃气消耗增高。起下钻工况时，为了应对冲击性负载，通常需要多开一台发电机组，造成能源的浪费。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种钻机直流微网系统，能够根据负载情况，调整系统供电能力，满足不同负载下的稳定供电，使得发电机组始终工作在高效区，且响应速度满足钻井任何突变工况。

2、本实用新型采用的技术方案为：

3、一种钻机直流微网系统，包括发电机组、整流模块、直流母线、电池模块、中央控制器、逆变单元、驱动电机组、制动单元、制动电阻和变流器；所述的发电机组中的每组发电机通过一个整流模块连接到直流母线上；所述的中央控制器的信号控制端分别连接到每个整流模块的受控端，中央控制器的电池控制端连接到电池模块的受控端；电池模块的输线端连接到直流母线上，所述的电池模块采用动力电池组，电池组依次通过快熔熔断器和主断路器连接到直流母线上；中央控制器、整流模块与电池模块构成直流微网控制系统；所述的直流母线通过多组依次连接的逆变单元和驱动电机组为负载供能；所述的直流母线上还连接有制动单元和变流器，制动单元还连接制动电阻。

4、所述的发电机组由多台并联的永磁同步发电机构成。

5、所述的整流模块包括多台并联的整流控制器，整流控制器连接在发电机组与直流母线之间的供电线路上，每个流控制器的供电线路上还串联主断路器。

6、所述的逆变单元与直流母线之间有预充回路和快熔熔断器。

7、所述的变流器为井场交流400v电源供电。

8、本实用新型专利与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。本实用新型专利至少具有下列优点及有益效果：

9、1、本实用新型专利能够根据负载实现发电机组自动启、停，使发电机组始终工作在高效区，相比传统钻机，单位能耗更低，节能效果明显。

10、2、本实用新型专利能够由电池快速承担系统冲击负载，响应更快避免冲击负载造成发电机组运行不稳定。

11、3、本实用新型专利能够匹配更多种类的发电机组，例如多台天然气发电机组、多台柴油发电机组或柴油发电机组和天然气发电机组混合使用等。

12、4、本实用新型专利能够在发电机组发生故障时，一定时间内为系统提供直流电源，增加系统的可靠性和稳定性，保证系统的工作效率。

13、综上所述，本实用新型专利在技术上有显著的优势，在石油钻井装备领域具有革命性进步意义。

技术特征：

1.一种钻机直流微网系统，其特征在于：包括发电机组、整流模块、直流母线、电池模块、中央控制器、逆变单元、驱动电机组、制动单元、制动电阻和变流器；所述的发电机组中的每组发电机通过一个整流模块连接到直流母线上；所述的中央控制器的信号控制端分别连接到每个整流模块的受控端，中央控制器的电池控制端连接到电池模块的受控端；电池模块的输线端连接到直流母线上，所述的电池模块采用动力电池组，电池组依次通过快熔熔断器和主断路器连接到直流母线上；中央控制器、整流模块与电池模块构成直流微网控制系统；所述的直流母线通过多组依次连接的逆变单元和驱动电机组为负载供能；所述的直流母线上还连接有制动单元和变流器，制动单元还连接制动电阻。

2.根据权利要求1所述的钻机直流微网系统，其特征在于：所述的发电机组由多台并联的永磁同步发电机构成。

3.根据权利要求2所述的钻机直流微网系统，其特征在于：所述的整流模块包括多台并联的整流控制器，整流控制器连接在发电机组与直流母线之间的供电线路上，每个流控制器的供电线路上还串联主断路器。

4.根据权利要求3所述的钻机直流微网系统，其特征在于：所述的逆变单元与直流母线之间有预充回路和快熔熔断器。

5.根据权利要求4所述的钻机直流微网系统，其特征在于：所述的变流器为井场交流400v电源供电。

技术总结
本技术公开了一种钻机直流微网系统，包括发电机组、整流模块、直流母线、电池模块、中央控制器、逆变单元、驱动电机组、制动单元、制动电阻和变流器；发电机组中整流模块连接到直流母线上；中央控制器的信号控制端分别连接到每个整流模块的受控端，中央控制器的电池控制端连接到电池模块的受控端；电池模块的输线端连接到直流母线上，直流母线通过多组依次连接的逆变单元和驱动电机组为负载供能；直流母线上还连接有制动单元和变流器，制动单元还连接制动电阻；根据负载情况，调整系统供电能力，满足不同负载下的稳定供电，且响应速度满足钻井任何突变工况，使得发电机组始终工作在高效区。

技术研发人员：刘洁生,马李杰
受保护的技术使用者：华兴智控（北京）能源有限公司
技术研发日：20230627
技术公布日：2024/1/15