[实用新型]一种撬式石油电驱动钻机无功补偿与谐波抑制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油钻井技术领域，具体涉及一种电驱动钻机无功补偿与谐波抑制装置。 

背景技术

在石油钻机上采用电驱动，与传统的机械驱动相比，具有无级调速、恒功率柔性传动、对负载的适应能力强、安装运移性好、处理事故能力及对机具的保护能力强、易于实现对转矩、速度、加减速度及位置的控制、易于实现钻井的自动化和智能化等诸多优越性能。近20 多年来，电驱动钻机获得迅速发展。 

在海洋钻井平台上，近100%的钻机更新为AC-SCR-DC类型的直流电驱动钻机；在陆上，尤其是沙漠中，从深井、超深井钻机开始，也绝大部分更新为直流电驱动钻机。我国从20世纪90年代中后期，在引进和消化国际先进技术的基础上，独立自主研发电动钻机，已逐渐将直流驱动电动钻机国产化。目前，国内宝鸡石油机械厂、兰州石油化工机器总厂、川油广汉宏华有限公司和上海三高石油设备有限公司等所生产的系列化的AC-SCR-DC类型直流电动钻机产品，在大庆、胜利、中原、塔里木、辽河、新疆和四川等各大油田使用。 

直流电动钻机同国际上最新研制的AC-VFD-AC类型的交流变频电驱动钻机相比，优点是：一次性投资低。以7000米电动钻机，直流型比交流型节约投资400万元左右。在其它性能基本相同的情况下，同交流变频电驱动钻机相比，直流电动钻机的主要缺点是：功率因数低且波动较大，谐波污染较大。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种撬式石油电驱动钻机无功补偿与谐波抑制装置。 

本实用新型采用的技术方案为：一种撬式石油电驱动钻机无功补偿与谐波抑制装置，包括系统开关柜、单元控制箱、无功补偿与谐波抑制柜、电容柜、中央控制柜、电缆仓、空调柜和撬装房体，无功补偿与谐波抑制柜分为若干组分别用于抑制5次，7次，11次谐波，其中一组包含中央控制柜、单元控制箱和电抗组，一组包含两组单元控制箱和电抗组，其它组包含一组单元控制箱和电抗组，通过电子调节器对反并联连接的可控硅进行相位控制；单元控制箱采用单片机为控制中枢实时采样并直接控制晶闸管触发系统来实现电容组的投切；中央控制柜采用DSP2407做为核心控制元件，与各组无功补偿与谐波抑制装置中的单片机通讯，间接控制电容组的投切。 

所述的晶闸管触发系统由晶闸管串连组成，过电压保护采用国际上先进的BOD器件，它与其他电子器件一起构成晶闸管二次触发回路，触发监控部分采用光电转换技术。 

装置采用数字控制系统，通过测量、比较、放大、移相触发环节，按规律产生触发脉冲，控制触发角的大小，同时控制各单元完成缺相、过压、过流、超温故障保护和报警。 

与现有技术相比，本实用新型的优点为：解决了直流电动钻机电气系统存在的由于大量使用晶闸管整流器件和变频器造成的系统谐波成分大、无功成份多、系统功率因数低等关键问题。该装置具有有效吸收、抑制谐波，改善和提高电动钻机系统电气性能，补偿无功功率，提高系统功率因数等特点。 

附图说明

图1本实用新型系统单线图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型系统进行详细描述。 

一种撬式石油电驱动钻机无功补偿与谐波抑制装置，包括系统开关柜、单元控制箱3、无功补偿与谐波抑制柜1、电容柜2、中央控制柜5、电缆仓6、空调柜7和撬装房体8，无功补偿与谐波抑制柜1分为若干组分别用于抑制5次，7次，11次谐波，其中一组包含中央控制柜5、单元控制箱3和电抗组4，一组包含两组单元控制箱3和电抗组4，其它组包含一组单元控制箱3和电抗组4，通过电子调节器对反并联连接的可控硅进行相位控制；单元控制箱3采用单片机为控制中枢实时采样并直接控制晶闸管触发系统来实现电容组的投切；中央控制柜5采用DSP2407做为核心控制元件，与各组无功补偿与谐波抑制装置中的单片机通讯，间接控制电容组的投切。 

所述的晶闸管触发系统由晶闸管串连组成，过电压保护采用国际上先进的BOD器件，它与其他电子器件一起构成晶闸管二次触发回路，触发监控部分采用光电转换技术。 

装置采用数字控制系统，通过测量、比较、放大、移相触发环节，按规律产生触发脉冲，控制触发角的大小，同时控制各单元完成缺相、过压、过流、超温故障保护和报警。