电动钻机电机直驱技术现状与发展趋势

常规钻井装备的可靠性不足和愈加严格的节能环保要求制约了钻井作业效率的提高。电机直驱技术因其传动效率和可靠性高,是电动钻井装备未来的发展方向。为了促进国内电机直驱钻井装备的发展,详细论述了国内外直驱钻井泵、直驱绞车、直驱顶驱和直驱转盘,并对上述电机直驱钻井装备的电机配置、电机调速技术、传动结构和一体化程度进行了较为详细的介绍,分析了电机直驱技术在钻井装备中应用的优势,并总结了直驱电机在散热、大功率输出和制造方面的局限,表明电动钻机电机直驱技术的关键是直驱电机,电机直驱钻井装备的开发与大功率电机的研制和电机控制技术的发展密切相关。最后对国内大功率、大扭矩、高散热效率直驱电机的研制,电机直驱钻井装备一体化、模块化设计,系列化直驱电机制造产业发展给出了几点建议。

绞吸式挖泥船电力驱动系统建模与仿真研究

为了研究直接转矩控制(DTC)调速策略在电力驱动绞吸式挖泥船上的适用性,基于饱和沙二维切削理论建立绞刀切削模型,基于泥泵特性及管道流体力学理论建立泥浆输送系统模型,在此基础上基于异步电动机数学模型和直接转矩控制理论建立绞刀和泥泵电力驱动系统模型.根据施工实际建立仿真模型并基于典型工况对直接转矩控制系统进行仿真实验,分析绞吸式挖泥船在典型工况下驱动系统的调速性能和船舶电站的稳定性.仿真结果表明,直接转矩控制系统具有良好的调速性能,同时能保持电力系统的稳定性,在绞吸式挖泥船疏浚设备驱动系统中有良好的适用性.

永磁直驱变频泥浆泵在雄安地热钻井中的应用

泥浆泵作为钻井主要配套设备,在钻井施工中起着至关重要的作用。目前大功率电动泥浆泵中以交流异步电机驱动,气胎离合器、中间车、皮带轮减速为传动方式的居多,随着地热(干热岩)、页岩气等陆域清洁能源及深部资源勘探开发的需要,对大功率电动泥浆泵也提出了更高的要求。在分析了雄安新区地热钻井项目的需求后,选用了永磁变频电机直接驱动F-1300型泥浆泵的小齿轮轴,这种方式具有传动结构简单、无级调速、节省能源、控制精度高的优势,适应了地热钻井技术的发展要求,提高了钻机的整体水平和作业能力,提高了钻井效率和质量。

变频直驱技术在钻井装备领域的应用研究

介绍了变频直驱技术在钻井装备领域的应用现状。通过对直驱绞车、直驱泥浆泵、直驱顶驱的应用研究,总结了变频直驱技术应用的技术特点,为直驱技术在钻井装备的发展提出建议。

系列直驱泥浆泵电机及控制系统研制

由于原机械钻机泥浆泵传动系统体积庞大、重量重、不方便井队运输和安装,研制了新型直驱泥浆泵电机及控制系统,并采用两种交流变频电机全覆盖了目前应用的F系列泥浆泵。此系列泥浆泵配置一台或者两台电机,电机通过法兰盘悬挂于泵体上,泥浆泵的输入轴和电机输出轴通过研制的专用联轴器连接并传递扭矩。每台直驱泵组由1套电控传动单元进行驱动控制,可单独成系统,也可与钻机控制系统集成。厂内试验和现场应用表明,直驱泥浆泵组尺寸小、重量轻、传动效率高、能耗低、噪音小、控制响应速度快,已在油田运行5 a,性能可靠。