[发明专利]一种丛式井钻机电控系统

说明书

本发明公开了一种丛式井钻机电控系统，包括动力区域和井口区域，所述动力区域和井口区域连接；所述动力区域包括连接在三相低压交流母线上的发电机控制子系统、泥浆泵变频传动子系统、动力区MCC配电照明子系统和变压装置A，以及控制机柜A，所述控制机柜A连接泥浆泵变频传动子系统的逆变单元A；所述井口区域包括连接在三相低压交流母线上的绞车/顶驱/转盘变频传动子系统、井口区MCC配电照明子系统和变压装置B，以及控制机柜B，所述控制机柜B与绞车/顶驱/转盘变频传动子系统的逆变单元B连接。本发明通过分布式布置钻机电控系统，以实现丛式井钻机高效率的移运性，减少电磁兼容风险，降低设备故障率，并兼顾设备经济性。

技术领域

本发明涉及能源开采领域，尤其涉及一种丛式井钻机电控系统。

背景技术

当前，随着能源需求的日益增长，对石油天然气开发的成本控制要求越来越高。丛式井与单个定向井相比较，可大大减少钻井成本，并能满足油田的整体开发要求，因而，丛式井广泛应用于海上油田开发、沙漠中油田开发等。

区别于单一定向井，丛式井的作业具有整体性和长期性，因此，无论是钻井技术、作业管理，还是钻井设备上，丛式井作业有着自身的特点。

随着钻井作业市场竞争日趋激烈，油田方对修井承包商的作业设备要求越来越高，作业成本也随之增高，为降低成本和提高工作效率，现在越来越多的钻机要求能够实现快速移运性，便利的实现丛式井钻井。

目前，常规丛式井钻机电控系统中，供电系统额定电压一般为600VAC或660VAC，由柴油发电机组提供或由来自工业电网的变电站降压提供，其电控系统架构如下：

1.电控房位于动力区域，内置发电机控制系统、变频传动系统、MCC配电系统、照明系统、控制系统等；其中，变频传动系统包含整流单元、逆变单元、制动单元、制动电阻等，该系统为绞车、顶驱、转盘、泥浆泵等三相低压交流变频电机负载提供动力，最终由电控房集中输出低压动力、控制信号。

2.井口区域布置的设备包含司钻房、绞车、转盘、顶驱、振动筛罐、泥浆缓冲循环装置、防喷装置、录井装置等。

3.为满足快速移运性，分断采用专用电缆槽装置，用于存储和移运电控房至井口区域各设备的低压动力、控制信号、通讯线缆；并在中间设置多个接插件转接装置，便于快速插接。

然而，随着井场丛式井口数量的增多，平移距离不断增加，现有技术存在着如下缺陷和不足：

1.不利于快速移运。由于电控房为井口区域设备集中提供低压动力、控制信号，传输电缆较多，运输途中，则需要分断运输，运输模块较多，也增加了设备安装工作量；在丛式井作业过程中，限制了其移运效率。

2.电磁兼容风险较高。由于电控房至井口区域的电缆较长，长距离电缆增加了敷设难度，同时也增加了电缆的电磁兼容风险，变频器到三相低压交流变频电机的变频电缆易干扰相邻电气回路，也易受外界电磁辐射干扰。

3.设备故障率增加。由于长距离电缆，中间设置了多个接插件转接装置，存在着较高的故障率。接插件在安装、移运过程中，插针及插孔之间的连接，因各种原因会存在磨损和损坏，导致插接不良，引起动力中断或信号丢失等现象，且不易排除故障位置，导致设备停机。

4.设备成本较高。低压动力、控制信号电缆的传输介质多为铜，随着原材料的稀缺性，电缆的成本呈上升趋势；且随着丛式井井口数量的增多，电缆距离越长，电缆成本越高。另外，中间转接接插件数量较多，尤其是将在接插件转接装置位于防爆区域的场合，均需要采用防爆接插件，接插件成本更高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种丛式井钻机电控系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种丛式井钻机电控系统，包括动力区域和井口区域，所述动力区域和井口区域连接，实现动力区域与井口区域之间的输电、通讯和控制；