[发明专利]能量可回收的交流钻机电控系统

说明书

技术领域

本发明属于电力拖动及电力电子技术领域，涉及一种能量可回收的交流钻机电控系统。

背景技术

钻机作为石油、天然气、地热能等深地层能源勘探开发的主要装备，其工作过程会将钻具进行反复上提和下放，上提过程钻机必需做功将上百吨的钻具提升近三十米，下降过程将上提转化的机械能释放掉。

目前交流钻机主要通过以下两种方式实现能量的缓慢释放：1）刹车进行制动，直接将机械能转化为热能释放；2）通过变频器将机械能转化为电能，再通过制动电阻将电能转化为热能释放掉。从整个钻机提升和下放过程中，钻机所做的功除小部分用于克服钻机运行过程机械摩擦做功外，其余转化的能量最终也通过发热的方式强制释放掉，若采用一套装置能将钻机所做功转化的机械能回收重利用，不仅有利于节能减排，大大降低钻井成本，同时降低对发电机组的性能要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种能量可回收的交流钻机电控系统，解决目前钻机驱动系统中能量浪费严重的问题。

本发明采用的技术方案是，一种能量可回收的交流钻机电控系统，包括动力电部分和控制部分，

动力电部分结构是，包括交流母排，交流母排输入端通过发电机组并网柜一与发电机组一连接；交流母排输出端一路通过变压器与可逆变频器一连接，可逆变频器一与自动送钻电机连接；交流母排输出端另外同时通过四组并联的可逆变频器二与直流母排连接；

所述的直流母排分别通过各个驱动器与各自的电机对应连接；直流母排另外还与蓄能器和断路控制器二分别连接，断路控制器二再与断路控制器一连接，断路控制器一再与制动电阻连接；

控制部分的结构是，包括钻机驱动控制机构和能量回收控制机构，钻机驱动控制机构与能量回收控制机构之间通讯连接；钻机驱动控制机构与可逆变频器一、各个驱动器、可逆变频器二分别信号连接；能量回收控制机构的输入/输出端分别与发电机组并网柜一、发电机组并网柜二及发电机组并网柜三、蓄能器和断路控制器二连接。

本发明的能量可回收的交流钻机电控系统，其特点还在于：

直流母排分别通过绞车驱动器、泥浆泵驱动器一、泥浆泵驱动器二、泥浆泵驱动器三、转盘驱动器、顶驱驱动器与绞车电机、泥浆泵电机三、泥浆泵电机二、泥浆泵电机一、转盘电机、顶驱电机对应连接。

发电机组并网柜还包括发电机组并网柜二及发电机组并网柜三，分别对应连接有发电机组二和发电机组三。

本发明的有益效果是，能量控制系统通过与钻机控制系统之间的通讯协调能量的分配，最终达到发电机出力最少的目的。在目前的交流电动钻机进行推广，达到节能减排，降低发电机组燃油消耗，降低钻井成本和对环境的污染，同时还能改善供电系统的输出功率特性，运行过程能量需求平稳，降低钻机对发电机组的性能要求，有利于天然气机组在钻机系统中的应用。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图。

图中，1.钻机驱动控制机构，2.发电机组并网柜一，3.发电机组一，4.发电机组二，5.发电机组并网柜二，6.发电机组三，7.发电机组并网柜三，8.交流母排，9.变压器，10.可逆变频器一，11.直流母排，12.自动送钻电机，13.顶驱电机，14.转盘电机，15.泥浆泵电机一，16.泥浆泵电机二，17.泥浆泵电机三，18.绞车电机，19.断路控制器一，20.断路控制器二，21.蓄能器，22.能量回收控制机构，23.绞车驱动器，24.泥浆泵驱动器一，25.泥浆泵驱动器二，26.泥浆泵驱动器三，27.转盘驱动器，28.顶驱驱动器，29.可逆变频器二。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参照图1，本发明能量可回收的交流钻机电控系统的结构是，包括动力电部分和控制部分，

动力电部分结构是（实线连接部分），包括交流母排8，交流母排8输入端通过发电机组并网柜一2与发电机组一3连接，实施例另外还包括发电机组二4通过发电机组并网柜二5与交流母排8连接、发电机组三6通过发电机组并网柜三7与交流母排8连接；

交流母排8输出端一路通过变压器9与可逆变频器一10连接，可逆变频器一10与自动送钻电机12连接；交流母排8输出端另外同时通过四组并联的可逆变频器二29与直流母排11连接；