1、.wd.wd.wd.KEDA綏中36-1M/N修井機電控系統操作手冊初稿采用模塊化設計可編程控制技術現場總線技術大功率變頻調速數字一體化司鉆控制人機界面操作顯示游車位置、速度智能控制、能耗制動自動送鉆、轉盤力限華北油田科達開發2011-9-2目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc2483109871 安全須知與安全操作提示 PAGEREF _Toc248310987 h 3HYPERLINK l _Toc2483109881.1 安全須知 PAGEREF _Toc248310988 h 3HYPERLINK l _Toc2483109891.2 安全操作提示

2、PAGEREF _Toc248310989 h 4HYPERLINK l _Toc2483109902 系統簡介 PAGEREF _Toc248310990 h 5HYPERLINK l _Toc2483109912.1 系統組成及作用 PAGEREF _Toc248310991 h 7HYPERLINK l _Toc2483109922.1.1 中壓開關柜 PAGEREF _Toc248310992 h 7HYPERLINK l _Toc2483109932.1.2 AC690V開關柜 PAGEREF _Toc248310993 h 7HYPERLINK l _Toc2483109942.1

3、.3 大功率交流變頻柜 PAGEREF _Toc248310994 h 8HYPERLINK l _Toc2483109952.1.4 綜合控制柜 PAGEREF _Toc248310995 h 8HYPERLINK l _Toc2483109962.1.5 AC400V負載柜及馬達控制中心 PAGEREF _Toc248310996 h 9HYPERLINK l _Toc2483109972.1.6 制動單元與制動電阻柜 PAGEREF _Toc248310997 h 9HYPERLINK l _Toc2483109982.1.7 自動送鉆變頻柜 PAGEREF _Toc248310998

4、h 9HYPERLINK l _Toc2483109992.1.8 司鉆控制臺 PAGEREF _Toc248310999 h 10HYPERLINK l _Toc2483110002.1.9 司泵本地控制臺司泵控制箱 PAGEREF _Toc248311000 h 10HYPERLINK l _Toc2483110012.1.10 有源濾波器 PAGEREF _Toc248311001 h 10HYPERLINK l _Toc2483110022.2 電傳動控制系統實現的功能 PAGEREF _Toc248311002 h 10HYPERLINK l _Toc2483110032.2.1 絞

5、車/泥漿泵雙電機自動同步驅動控制 PAGEREF _Toc248311003 h 10HYPERLINK l _Toc2483110042.2.2 大鉤高度位置智能控制 PAGEREF _Toc248311004 h 11HYPERLINK l _Toc2483110052.2.3 絞車驅動電機的能耗制動 PAGEREF _Toc248311005 h 11HYPERLINK l _Toc2483110062.2.4 大鉤運行速度智能控制 PAGEREF _Toc248311006 h 12HYPERLINK l _Toc2483110072.2.5 系統具有完善、可靠的保護及報警功能 PAG

6、EREF _Toc248311007 h 12HYPERLINK l _Toc2483110082.2.6 PLC的冷備及監控功能 PAGEREF _Toc248311008 h 12HYPERLINK l _Toc2483110092.2.7 輔助電機自動送鉆功能(恒鉆壓、恒鉆速) PAGEREF _Toc248311009 h 13HYPERLINK l _Toc2483110102.2.8 轉盤的無級調速及正、反轉切換 PAGEREF _Toc248311010 h 13HYPERLINK l _Toc2483110112.2.9 轉盤的扭矩限制功能 PAGEREF _Toc248311

7、011 h 14HYPERLINK l _Toc2483110122.2.10 緊急關斷功能 PAGEREF _Toc248311012 h 14HYPERLINK l _Toc2483110132.2.11 電傳動控制系統絕緣監測功能 PAGEREF _Toc248311013 h 14HYPERLINK l _Toc2483110142.2.12 控制系統的擴展功能 PAGEREF _Toc248311014 h 15HYPERLINK l _Toc2483110162.2.13遠程/本地切換 PAGEREF _Toc248311016 h 15HYPERLINK l _Toc248311

8、0172.2.14泥漿泵泵壓限制及軟泵、泵沖顯示 PAGEREF _Toc248311017 h 15HYPERLINK l _Toc2483110182.2.15人機界面交互監視與顯示 PAGEREF _Toc248311018 h 16HYPERLINK l _Toc2483110192.2.16現場總線控制技術 PAGEREF _Toc248311019 h 16HYPERLINK l _Toc2483110202.2.17其他功能 PAGEREF _Toc248311020 h 16HYPERLINK l _Toc2483110213 設備根基數據 PAGEREF _Toc248311

9、021 h 17HYPERLINK l _Toc2483110223.1 基本參數 PAGEREF _Toc248311022 h 17HYPERLINK l _Toc2483110233.2 絞車交流變頻電機參數 PAGEREF _Toc248311023 h 17HYPERLINK l _Toc2483110244 安裝布置 PAGEREF _Toc248311024 h 18HYPERLINK l _Toc2483110254.1安裝、吊裝與運輸 PAGEREF _Toc248311025 h 錯誤！未定義書簽。HYPERLINK l _Toc2483110264.2存放和維護 PAGE

10、REF _Toc248311026 h 18HYPERLINK l _Toc2483110275 啟動和操作 PAGEREF _Toc248311027 h 20HYPERLINK l _Toc2483110285.1 開關柜 PAGEREF _Toc248311028 h 20HYPERLINK l _Toc2483110295.1.1 中壓開關柜 PAGEREF _Toc248311029 h 20HYPERLINK l _Toc2483110305.1.2 AC690V負載柜 PAGEREF _Toc248311030 h 21HYPERLINK l _Toc2483110315.1.3

11、 AC400V負載柜 PAGEREF _Toc248311031 h 24HYPERLINK l _Toc2483110325.2 AC400V馬達控制中心MCC柜 PAGEREF _Toc248311032 h 25HYPERLINK l _Toc2483110335.3 綜合控制柜PLC柜 PAGEREF _Toc248311033 h 27HYPERLINK l _Toc2483110345.4 司鉆臺操作 PAGEREF _Toc248311034 h 28HYPERLINK l _Toc2483110355.4.1 司鉆臺絞車控制操作 PAGEREF _Toc248311035 h

12、29HYPERLINK l _Toc2483110365.4.2 司鉆臺轉盤控制操作 PAGEREF _Toc248311036 h 30HYPERLINK l _Toc2483110375.4.3 司鉆控制臺泥漿泵控制操作 PAGEREF _Toc248311037 h 32HYPERLINK l _Toc2483110385.4.4 司鉆臺自動送鉆操作 PAGEREF _Toc248311038 h 32HYPERLINK l _Toc2483110395.4.5 觸摸屏操作 PAGEREF _Toc248311039 h 32HYPERLINK l _Toc2483110405.4.6

13、觸摸屏泥漿泵操作 PAGEREF _Toc248311040 h 34HYPERLINK l _Toc2483110415.4.7 觸摸屏自動送鉆操作 PAGEREF _Toc248311041 h 35HYPERLINK l _Toc2483110425.4.8 觸摸屏恒鉆壓送鉆操作 PAGEREF _Toc248311042 h 36HYPERLINK l _Toc2483110435.4.9 觸摸屏絞車恒速度模式操作 PAGEREF _Toc248311043 h 36HYPERLINK l _Toc2483110445.4.10 觸摸屏絞車恒鉆壓送鉆模式 PAGEREF _Toc248

14、311044 h 37HYPERLINK l _Toc2483110455.4.11 觸摸屏轉盤操作 PAGEREF _Toc248311045 h 37HYPERLINK l _Toc2483110465.4.12 首次使用時觸摸屏操作 PAGEREF _Toc248311046 h 38HYPERLINK l _Toc2483110475.4.13 泥漿泵本地控制臺司泵箱控制操作 PAGEREF _Toc248311047 h 39HYPERLINK l _Toc2483110485.4.14 故障和報警及故障排除 PAGEREF _Toc248311048 h 41HYPERLINK l

15、 _Toc2483110496 鉆井機電傳動控制系統運行 PAGEREF _Toc248311049 h 44HYPERLINK l _Toc2483110506.1 系統上電 PAGEREF _Toc248311050 h 44HYPERLINK l _Toc2483110516.2.1 AC400V送電 PAGEREF _Toc248311051 h 44HYPERLINK l _Toc2483110526.2.2 電驅動控制系統送電 PAGEREF _Toc248311052 h 45HYPERLINK l _Toc2483110537 維護保養 PAGEREF _Toc24831105

16、3 h 45HYPERLINK l _Toc2483110547.1 日常檢查 PAGEREF _Toc248311054 h 45HYPERLINK l _Toc2483110557.2 定期檢查 PAGEREF _Toc248311055 h 46綏中36-1M/N修井機電控系統操 作 手 冊 1安全須知與安全操作提示1.1安全須知綏中36-1M/N修井機電控系統簡稱；鉆機電控系統的使用,應當由具有相應資格的技術人員進展。在操作前應當仔細閱讀本手冊以及相關的技術文件。上述人員及接近系統設備的其他人員，應當承受鉆井操作和鉆井安全知識的培訓，使用手套、服裝等適當的防護用品。合格操作員:為了理解

17、本手冊和本手冊中的警示標記并能熟練掌握綏中36-1M/N修井機電控系統中所有設備的相關操作，合格操作員必須經過綏中36-1M/N修井機電控系統技術操作培訓并取得合格資格。 ！危 險當違反本手冊中的操作規定或不按安全規程操作,必定會造成嚴重人身傷害或設備重大損壞。！警 告當違反本手冊中的操作規定或不按安全規程規定操作，可能會造成嚴重人身傷害或設備重大損壞。！當 心當違反本手冊中的某些操作規定或不按安全規程規定操作，可能會造成一定的人身傷害或設備局部損壞。！注 意 有關重要信息應引起高度重視。本手冊中，文字加【】符號的，表示其為電傳動控制系統中的操作元件，例如按鈕、指配開關、操作手柄、給定手輪等。

18、對于綏中36-1M/N修井機電控系統的安裝、調試、操作和維護保養，應當首先閱讀本手冊。非專業技術人員或未經過專門培訓者，不得進展綏中36-1M/N修井機電控系統的安裝、調試、操作和維護，否那么可能導致人身傷害或者設備損壞事故。在系統工作時不得對設備進展維護和修理。本手冊并未覆蓋產品的所有細節,也不可能完全提供有關設備安裝、運行和維修過程中的各種意外情況，敬請用戶諒解！1.2安全操作提示本手冊主要介紹綏中36-1M/N修井機電控系統的構造組成和各局部的功能，重點介紹綏中36-1M/N修井機電控系統的使用操作及維護保養。操作人員必須仔細閱讀本操作說明，并經過相關的技術培訓方可上崗操作和綏中36-1

19、M/N修井機電控系統的維護。 要使綏中36-1M/N修井機電控系統可靠安全的運行，需要合理的運輸和存儲，專業的拆卸和安裝，以及正確的操作和維護。在對綏中36-1M/N修井機電控系統操作之前,應當注意以下事項:仔細閱讀?綏中36-1M/N修井機電控系統電氣原理圖?，熟悉電氣線路。應當具有適宜的工具和適宜的防護。在確認各項工作完成之前，應當關斷電源開關，并懸掛“制止合閘的標志牌。在拆卸電氣連接之前，應當對電線電纜和接線端子作出明顯的標識，以確保能正確的重新連接。5不要帶電維修或撤除任何電氣元件！以免造成觸電的危害！不要帶電拔插各種電纜插頭！以免造成電氣系統的損壞和引起人身傷害！6不要在有可燃氣體環

20、境下帶電翻開司鉆防爆控制臺、司泵控制臺！7在變頻器或直流母線電壓降到安全范圍以下DC 24V前，不要試圖更換直流母線與逆變器之間的直流保險，否那么會危及人身和設備安全！8需要對變頻器或電機維修時，請把進線斷路器分閘，并加掛鎖頭，以及懸掛“有人工作，嚴禁合閘的警示牌，以防止錯誤操作而造成不安全！9變頻器、PLC 、有源濾波器不能用高阻表檢測絕緣，否那么高壓測試儀會損壞設備！應特別引起注意！10司鉆控制臺在通電時必須保持適宜的保護氣體壓力！在司鉆控制臺保護氣體失壓時，要盡快恢復氣源壓力或停鉆并切斷司鉆控制臺電源！11制止解除任何軟件和硬件中的安全連鎖！發生故障時，為了判斷和排除故障，可臨時性的解除

21、某局部的安全連鎖，但在解除故障后，要盡快恢復功能性保護連鎖，以免帶來遺憾！12制止修改變頻器設置的參數！制止修改PLC中的程序軟件！以免造成綏中36-1M/N修井機電控系統無法正常工作、甚至發生鉆機設備損壞并可能導致不安全的情況發生！13在溫度大于40、濕度大于95%或有凝露時，在啟動空調降溫、降濕前不要啟動變頻器和其它控制電源！14在潮濕環境下，系統主電源斷電半小時以上重新上電時，必須確認電氣控制柜內無凝露并翻開除濕機工作！15在潮濕環境下，當電氣室溫度低于外界環境溫度時，制止長期翻開綏中36-1M/N修井機電控系統各配電間房門，否那么可能會產生對電氣設備運行有害的凝露！2 系統簡介綏中36

22、-1M/N修井機電控系統將分別安裝于渤海遼東灣綏中36-1油田WHPM平臺和WHPN平臺上，主要由硬件和軟件兩大局部組成。綏中36-1M/N修井機工程鉆機電控系統硬件主要由電源供給、電氣傳動、綜合控制、低壓配電、電能質量提高五大局部組成。電源供給：鉆機主電源由WHPM/WHPN平臺10.5kV中壓母排各通過一臺變壓器10500V/690V， 2500kVA，50Hz連接到690V負載1ACB01上,負責給鉆機690V母排供電。在690V母排上分別連接：690V負載2ACB04，其輸出端連接一臺變壓器690V/400V， 1000VA，50Hz，負責給400V正常配電盤及馬達控制中心供電；還有S

23、120變頻調速裝置和有源濾波器。鉆機上的應急動力電源、正常照明電源、應急照明電源、應急伴熱電源、110V UPS電源均由平臺上部組塊提供。鉆機的主電源及應急電源均由平臺組塊提供，共包括以下幾路：一路正常動力10.5kV 3Ph, 3W, 50Hz 1883kW一路應急400V 3Ph, 3W, 50Hz 40kW一路正常230V照明 3Ph, 3W, 50Hz 50kW一路應急230V照明 3Ph, 3W, 50Hz 10kW一路110V UPS 1Ph, 2W, 50Hz 3kW一路230V應急電伴熱 3Ph, 3W, 50Hz 20kW井架導航系統由平臺組塊統一提供詳見綏中36-1M/N修

24、井機電控系統單線圖。電氣傳動：綏中36-1M/N修井機電控系統的絞車、轉盤、泥漿泵的的驅動采用德國西門子公司S120變頻調速裝置，該裝置包括2面變頻器進線單元、2個整流單元、3個逆變單元和1個絞車制動單元，分別控制鉆機的1臺絞車驅動電機、1臺轉盤驅動電機、1臺泥漿泵的3臺驅動電機的調速運行；自動送鉆電機的驅動也采用了西門子矢量控制型變頻調速裝置。綜合控制： 邏輯控制局部采用西門子S7300系列PLC；監控局部采用了西門子的觸摸顯示屏MP377；綏中36-1M/N修井機電控系統各局部之間通過ProfibusDP現場總線、光纖和以太網進展通訊，實現工控機、變頻器、司鉆控制臺、泥漿泵本地控制箱和人機

25、界面等數字化設備的高速、實時通訊及控制操作。低壓配電：有變壓器、AC400V配電盤、AC690V配電盤、230V正常照明配電盤、230V應急照明配電盤及UPS等。電能質量提高：采用有源濾波器濾除變頻器運行時在電網中產生的高次諧波，提高平臺電網供電電能質量。鉆機電控系統軟件安裝在工控機與觸摸屏及PLC中：由工業自動化人機界面操作組態軟件WinCC6.2、WINCC FLEXIBLE、綏中36-1M/N修井機電控系統程序軟件KD-ZJ5.0-0108、電傳動控制系統操作軟件KD-ZJ5.0-0208、KD-ZJ5.0-0308等組成。整個鉆機電控系統安裝在主配電間和變壓器間/應急間詳見主配電間布局

26、圖和變壓器間/應急間布局圖。2.1系統組成及作用綏中36-1M/N修井機工程鉆機電控系統分別由3座電控房組成：主配電間、變壓器間/應急間和隊長辦公室&材料間，其中主配電間由2面AC690V負載柜、1面AC400V負載柜、8面S120系列變頻柜2面進線柜、2面整流柜、1面絞車逆變柜、1面轉盤電機逆變柜、1面泥漿泵電機逆變柜、1面制動單元柜、1面綜合控制柜、4面MCC柜、1面230V正常照明配電盤、1面自動送鉆變頻柜、1面有源濾波器柜等組成，變壓器間/應急間由2臺變壓器、1面110VUPS、1面應急MCC柜、230V應急照明、230V應急伴熱等組成，1臺制動電阻箱放置于室外，1臺司泵控制箱安裝在泥

27、漿泵室。詳見綏中36-1M/N修井機電控系統主配電間布局圖、變壓器間/應急間和隊長辦公室&材料間布局圖。2.1.1690V負載柜綏中36-1M/N修井機電控系統分別有2面AC690V負載柜；690V負載1ACB01：1、2500kVA/10.5KV/0.69kV變壓器的低壓側經過AC690V/2500A抽出式框架斷路器成為AC690V母排；2、AC690V母排上配有2臺變頻器進線斷路器以及有源濾波器送電斷路器、為400V正常配電盤及馬達控制中心提供電源的AC690V/1250A斷路器；AC690V母排上設置有對地絕緣監測儀，用以實時監測AC690V供電線路對地絕緣情況，當供電線路對地絕緣電阻低

28、于設定值時，發出報警信號提醒平臺工作人員及時排除故障，防止引起大的接地事故。690V負載2ACB04：1000kVA/690V/400V變壓器的電源取自AC690V/1250A抽出式框架斷路器。2.1.3 S120變頻柜綏中36-1M/N修井機電控系統分別采用8面西門子S120系列變頻器柜，分別為進線單元柜、整流單元柜、絞車電機逆變柜、轉盤逆變柜、泥漿泵逆變柜和制動單元；一面自動送鉆變頻柜，分別將50HZ的交流電源轉變為頻率及電壓可調的交流電源，從而控制交流變頻電機絞車、轉盤、泥漿泵的調速運行，以滿足鉆井工藝對機械驅動設備的需求。2.1.4 綜合控制柜綏中36-1M/N修井機電控系統分別安裝有

29、一面綜合控制柜，另外在司鉆控制臺、司泵控制臺也分別安裝有可編程控制器PLC分站，綜合控制柜是綏中36-1M/N修井機電控系統的核心，具備完成鉆井工藝的全部邏輯控制功能、監控功能、保護與報警功能、鉆井工作過程中有關參數的設置和顯示功能、鉆井時有關的數據采集存儲、綏中36-1M/N修井機電控系統故障自診斷功能及其他輔助功能。2.1.5AC400V負載ACB05及馬達控制中心1.綏中36-1M/N修井機電控系統分別有1面AC400V負載柜；1000kVA/690V/400V變壓器的輸出端經過AC400V/1600A抽出式框架斷路器成為AC400V母排，為400V正常配電盤及馬達控制中心供電。AC40

30、0V母排上分別安裝有AC400V供電局部對地絕緣電阻監測儀，用以實時監測AC400V正常供電線路對地絕緣情況。2. MCC柜馬達控制中心：柜內安裝有塑殼斷路器，并根據實際需要設置有交流接觸器、熱繼電器、啟停控制按鈕、電流表、切換開關等，為平臺一些輔助電機的控制中心。2.1.6制動單元與制動電阻柜制動單元加外部能耗制動電阻的制動方案，作為鉆機絞車的主剎車，保證了鉆、修井過程中絞車在最大鉤載下放時的最正確制動特性液壓盤式剎車只作為鉆井過程中絞車的輔助剎車。制動單元具有電子檢測和控制回路，可以實時檢測絞車變頻器直流回路的電壓。在鉆、修井的過程中，當變頻器直流回路的電壓超過閾值后，制動單元以斬波的方式

31、控制外部的制動電阻接入變頻器直流回路，并以能耗制動的方式將能量消耗在制動電阻上，以實現絞車的能耗制動和降低變頻器中間直流回路電壓的目的。2.1.7自動送鉆變頻柜實現鉆井過程中獨立電機的自動送進鉆具，有恒鉆速和恒鉆壓兩種送鉆控制模式，利用獨立的自動送鉆電機進展自動送進鉆具，可以提高鉆井時效、降低鉆井工人的勞動強度。利用自動送鉆電機可以起放井架和在緊急情況下上提鉆具。自動送鉆變頻器也設置有制動單元和制動電阻，用于自動送鉆電機工作過程中的能耗制動。2.1.8司鉆控制臺這是綏中36-1M/N修井機電控系統的指揮控制中心，司鉆可以通過制控臺上觸摸屏或指配開關、給定手輪、操作手柄對鉆井設備進展選擇控制和操

32、作，實現鉆機控制操作、鉆井有關參數的設置、電氣設備監視、故障報警的了解。司鉆控制臺操作面板上安裝有觸摸屏、工作狀態指示燈、指配開關、給定手輪、急停按鈕等。2.1.9司泵控制箱安裝在泥漿泵室，可實現泥漿泵本地控制操作包括泥漿泵本地啟動、停頓、調速、工作顯示、故障指示燈，灌注泵的啟/停控制等。泥漿泵本地控制箱采用全不銹鋼構造，控制箱面板上安裝指示燈、調速旋鈕、切換開關、緊急停車按鈕等。2.1.10 有源濾波器綏中36-1M/N修井機電控系統的AC690V的母線上分別配置有1臺有源濾波器柜，放置在主配電間，用來消除變頻器整流單元運行時產生的高次諧波，提高平臺供電電源的電能質量。2.2電傳動控制系統實

33、現的功能2.2.1 絞車/泥漿泵雙電機自動同步驅動控制 采用西門子新型S120變頻器，絞車雙電機驅動時的同步數據在CU320內部進展高速、數字化，無錯誤的進展數據交換，抗干擾能力強，同步精度高。絞車采用雙電機驅動并帶速度傳感器的矢量控制方案，保證絞車在整個速度范圍內實現無級調速。在低頻時能產生高的啟動轉矩并改善啟動及低速時轉矩的動態響應，能耗制動單元加外部制動電阻的制動方案，可保證絞車在最大鉤載下放時的制動特性。絞車采用單軸雙電機驅動，兩驅動電機可以單獨運行，也可以雙電機同步驅動并機運行。PLC通過采集主電機的運行數據和滾筒的轉數信號，判斷游車起下鉆工況，自動計算出游車的位置、速度，通過PLC

34、控制程序發出控制信號，使絞車驅動電機以給定的速度驅動滾筒，實現絞車起下鉆功率的合理利用和提高鉆井時效，利用交流變頻電機調速范圍寬的優勢，游車速度為0-1.2m/s,滿足鉆井的工藝要求,絞車速度的閉環控制和游車高度位置閉環控制的有機結合,不僅可大幅度的提高鉆井時效,而且增強了設備運行的安全性和可靠性。絞車驅動電機由于采用了矢量控制方案，使的絞車驅動電機在零轉速時也能輸出額定扭矩(懸停狀態)，這是直流電驅動鉆機不能比擬的。2.2.2 大鉤高度位置智能控制大鉤高度位置智能控制實現的功能就是井場常說的防止“上碰下砸，大鉤高度位置智能控制由絞車滾筒軸端編碼器、PLC及控制系統中的計數模塊FM350等構成

35、，通過觸摸屏功能設置菜單中有關大鉤位置的設定欄目，可以設定大鉤的上、下停車點位置及上、下減速點位置，并可以實現大鉤高度的零點校正。鉆井過程中，PLC自動采集絞車驅動電機的電壓、電流、頻率，以及通過計數模塊自動記錄滾筒軸端編碼器輸出的脈沖信號，PLC中的CPU可準確的計算出游車大鉤的高度位置，將計算的大鉤的高度位置與設定的防“上碰下砸的高度位置進展分析比擬，與絞車控制系統結合，具有減速-剎車-報警功能。即當游車運行到上、下減速點時，自動進展減速，這時速度限制為0.06m/s,到達上、下停車點時，盤剎自動剎車，絞車停頓運行，并發出報警信號，大大的提高了鉆機操作的安全性、可靠性。 同時，絞車上仍需設

36、置機械式過卷閥控制，進一步提高起、下鉆作業時的安全可靠性。2.2.3 絞車驅動電機的能耗制動在下鉆作業中,游動系統通過滾筒拖動絞車驅動電機反轉,電機在矢量控制變頻器的作用下處于“發電工況，為了實現絞車驅動電機可以在四個象限內運行，采用通過能耗制動電阻把電能轉化為熱能的方式，實現了大鉤的平穩下放，能耗制動單元加外部制動電阻的制動方案，保證絞車在最大鉤載下放時的制動特性。由于主剎車采用了絞車驅動電機的能耗制動技術，彌補了盤式剎車的缺乏，提高了操作的安全性和可靠性。而且絞車驅動電機的能耗制動具有與液壓盤式剎車的連鎖控制功能。2.2.4 大鉤運行速度智能控制游動系統在運行過程中，綏中36-1M/N修井

37、機電控系統中的PLC自動采集鉆機游動系統的懸重信號，并根據大鉤懸重的大小，自動計算出游動系統在高效率下可以運行的最優速度，控制大鉤的運行速度在最優狀態，以充分提高設備的效率，提高鉆井時效。2.2.5系統具有完善、可靠的保護及報警功能綏中36-1M/N修井機電控系統具有完善、可靠的保護功能。如：過流保護、過壓保護、過載保護、浪涌抑制、最大輸出電流限制、失風保護、數字控制系統保護及自診斷等功能。在發生故障時可與相關機械單元聯鎖如絞車驅動電機與盤式剎車、轉盤驅動電機與轉盤慣性剎車、絞車驅動電機與自動送鉆電機離合器間等、邏輯正確、執行可靠。 PLC網絡控制系統具有完善的報警功能，如：失風、失壓、輔助電

38、機故障、房溫高、變頻器故障、變壓器超溫、空調故障、絕緣電阻降低等；WINCC和觸摸屏不僅具有完善的報警功能，而且對報警的時間、故障位置、報警故障種類及解決故障的常規方法作出提示。同時可對報警的有關內容進展記錄和存儲，并可根據需要進展查詢、瀏覽、打印。各種報警信息均通過現場總線傳到主PLC控制系統上。軟件很容易的識別這些報警信息，當有故障發生時，立即進展故障保護，同時將故障信息在工控機上即時保存下來，并在司鉆控制臺上發出聲光報警信號。2.2.6 PLC的冷備及監控功能綏中36-1M/N修井機電控系統采用2套PLC冷備的控制方案，綜合控制柜中有兩套硬件和控制程序完全一樣的PLC控制系統，互為備用，

39、在鉆井的操作狀態下，只有1套PLC控制系統投入工作，鉆、修井工作過程中，萬一這個在線PLC發生故障，司鉆通過控制臺面上的指配開關作一簡單的切換操作，可以迅速切換到備用PLC，繼續鉆機操作，提高了鉆、修井機電控系統的安全可靠性，可有效降低鉆井機事故時間，提高鉆井的工作時效。PLC控制系統可實現對井場主要設備運行參數的采集、設備的控制、安全連鎖、保護等功能，工業控制計算機實現對整個井場的工藝流程的監控、主要設備的監控、相關數據的采集、記錄、存儲、故障自診斷、歷史數據查詢、瀏覽等功能，并提供方便快捷的人機界面，觸摸屏可以對整個鉆井機電傳動控制系統進展監控；司鉆可以通過觸摸屏的多界面顯示可實現各有關參

40、數的設定、工作模式的選擇、并可獲得整個鉆井工藝流程的相關參數等。2.2.7 輔助電機自動送鉆功能(恒鉆壓、恒鉆速)恒鉆壓送鉆 根據鉆井工藝的需要給定所需要的鉆壓，PLC采集自動送鉆電機的電壓、電流、頻率、轉矩、游動系統的懸重等參數，計算此時的實際鉆壓與鉆壓設定值的差值，通過程序發出指令信號，動態控制自動送鉆電機的轉速，實現以設定的鉆壓進展恒鉆壓自動送進鉆具。恒鉆速送鉆 根據鉆井工藝的需要給定鉆速，PLC采集自動送鉆電機的電壓、電流、頻率、轉矩、游動系統的懸重等參數，計算此時的實際鉆速與鉆速給定值的差值，通過程序發出指令信號，動態控制自動送鉆電機的轉速，實現以設定的鉆速進展恒鉆速自動送進鉆具。自

41、動送鉆電機具有上提鉆具的功能； 鉆進過程中，在如果絞車驅動電機意外發生故障，為了防止造成井下事故，可利用自動送鉆電機實現上提鉆具，也可以利用自動送鉆電機實現起、放井架。2.2.8轉盤的無級調速及正、反轉切換轉盤的轉速可實現0額定轉速范圍內的無級調速，速根據鉆井工藝實際工況的需要井深、泥漿性能、鉆頭類型、鉆頭直徑、地層巖性、鉆進或地質需要等設定轉盤轉速，可有效的提高鉆進速度，提高鉆井時效，降低鉆井成本。 司鉆控制臺設置有一轉盤轉向指配開關，根據鉆井工藝和鉆井工況需要，把轉盤轉向開關設置為“正轉或“反轉轉盤反轉時，設置有反轉口令和確認按鈕，以免誤操作而造成鉆井事故。根據實際情況順時針轉動轉盤扭矩限

42、制給定手輪，給定當前的工作所需扭矩限定值，然后順時針旋轉轉盤轉速給定手輪，就可以控制轉盤按選擇的旋轉方向和給定轉動速度運轉，轉速給定手輪順時針旋轉的角度越大，那么轉盤的轉速越高，根據鉆井工況的需要，司鉆可以隨時改變轉盤的轉速。2.2.9 轉盤的扭矩限制功能轉盤扭矩限制可以在轉盤驅動電機最大輸出扭矩的0-100%之間任意調節設定。鉆進時，PLC通過采集轉盤驅動電機的電壓、電流、頻率，自動計算出轉盤的實際轉速和轉矩并在觸摸屏上進展顯示，PLC采集轉盤扭矩設定信號，控制轉盤驅動電機的運行參數，正常鉆井作業時，轉盤輸出扭矩應動態工作在扭矩限制設定的范圍內，當出現井下異常情況、轉盤扭矩超過扭矩限制設定值

43、時，PLC自動控制轉盤驅動電機停頓工作，并與轉盤慣性剎車聯鎖動作，實現轉盤扭矩限制保護，防止發生鉆具事故。鉆井工作過程中，司鉆可根據鉆井工藝及鉆具的實際情況，通過司鉆控制臺上的轉盤扭矩限制設定手輪，隨時調整轉盤扭矩限制值的設定。轉盤運行過程中，發生扭矩超限時綏中36-1M/N修井機電控系統具有扭矩緩釋功能。2.2.10 緊急關斷功能當鉆井過程中發生意外情況或平臺中控室發出緊急停機命令時，司鉆可通過安裝在司鉆控制臺上的急停按鈕對鉆、修機電控系統，實行緊急關斷(手動)。緊急關斷時控制系統設有程序保護，不會造成系統設備的損壞。司泵控制箱上安裝有泥漿泵急停按鈕，泥漿泵在運行過程中如發生意外情況，司泵人

44、員可以通過安裝在泥漿泵室的司泵控制箱上的急停按鈕，控制泥漿泵緊急停機。鉆、修機電控系統已充分考慮與綏中36-1M/N中心平臺火氣控制系統的聯鎖，預留有火控系統的聯鎖接口，可與整個平臺連鎖控制。2.2.11 電傳動控制系統絕緣監測功能AC 690V側安裝有絕緣監測儀，可對AC690V供電線路實時的進展對地絕緣電阻監測，當絕緣電阻低于設定值時，發出報警信號,提醒電氣工作人員進展檢查和處理，以防止發生事故。AC400V側也設置有電路對地絕緣監測儀表，實時監測各供電電路對地絕緣情況，當絕緣電阻低于設定值時，發出報警信號,提醒工作人員進展檢查和處理，以防止發生事故，提高供電電路工作可靠性。2.2.12

45、控制系統的擴展功能綜合控制柜安裝了高質量、高可靠性的SIEMENS S7-300可編程控制器作為主站，西門子工控機、ET200M、交流變頻器、送鉆變頻器、司鉆控制臺、司泵控制臺等作為從站。主站通過PROFIBUS-DP通訊總線與各從站連接進展數據傳輸。主站DP可帶64個從站，既滿足了現時需要，也為今后擴展提供了方便，PC工業控制計算機提供了以太網接口，可以實現綏中36-1M/N修井機電控系統的遠程監視，為以后建設平臺鉆井機遠程監控奠定了根基。2.2.13遠程/本地切換泥漿泵變頻器啟動有“遠程/本地兩種方式可供選擇，本地啟動可以通過司鉆控制臺上的選擇開關控制泥漿泵變頻器的啟動和停頓,“遠程啟停由

46、司泵箱控制設備運行。同時絞車風機、轉盤風機、自動送鉆風機、泥漿泵風機可由PLC自動控制起停，也可由手動控制起停，系統具有風機連鎖控制功能。2.2.14泥漿泵泵壓限制及軟泵、泵沖顯示泥漿泵驅動控制具有泵壓限制功能，通過調速可實現泥漿泵的軟泵功能。泥漿泵運行時，PLC通過采集泥漿泵驅動電機的電壓、電流、頻率，CPU自動計算出泥漿泵的轉速、轉換成泵沖在觸摸屏上顯示，并可通過PLC進展泵沖累計顯示、泥漿泵排量、累積排量顯示。采用電參數顯示，可以減少局部線纜的連接、降低顯示故障率，并可降低投資。2.2.15人機界面交互監視與顯示鉆、修機電控系統采用有人機監控組態軟件、控制程序軟件、變頻程序軟件。人機界面

47、操作簡單，工藝流程全過程監視、顯示實時信息、歷史趨勢畫面等等。自動控制系統的構成由綜合控制柜中的PLC S7-315作為主站，司鉆控制臺內安裝的ET200M、觸摸屏、司泵控制臺內的ET200M、絞車變頻器、自動送鉆變頻器、轉盤變頻器、泥漿泵變頻器等作為從站，司鉆控制臺中安裝的觸摸屏、綜合控制柜面板上安裝的PC機通過各自的DP接口連接到ProfibusDP總線上，實現鉆、修機電控系統的參數設置、監控、數據顯示、數據記錄、故障自診斷、故障報警等功能。綏中36-1M/N修井機電控系統在正常工作時，司鉆可以通過司鉆控制臺上的觸摸屏監控與鉆井工作/工序狀態相關的鉆井參數和相關鉆井設備的主要運行參數，并可

48、以實現鉆壓、轉速、轉盤力矩限制等參數和某些功能的設定。PLC采用了西門子的S7-315PN/DP，具有10/100M高速網絡接口，可以很方便的接入平臺網絡中，只要網線能連接到的地方都可以很方便的對綏中36-1M/N修井機電控系統進展監視，減少了后期布線的工作。2.2.16現場總線控制技術綜合控制柜中的西門子工業計算機掛接到SIEMENS-300-PLC網絡，實現與PLC主站的數據通訊，PLC監控軟件通過現場總線Profibus-DP協議，實現現場主要設備的狀態和主要參數的監控；主要鉆井參數的數據采集、數據處理、實現對整個綏中36-1M/N修井機電控系統的保護、故障檢測與報警顯示；實現控制系統故

49、障記錄、系統故障自診斷、變量記錄，實時和歷史數據的趨勢分析及打印，數據瀏覽查詢與打印；在相關畫面上通過選擇數據庫按鈕，可實現歷史數據與實時數據的瀏覽與打印。2.2.17其他功能綜合控制柜上的工控機預留有以太網接口，可以實現與平臺的以太網連接根據用戶需要可以引至其他地方對綏中36-1M/N修井機電控系統進展監控，預留有與中控室進展通訊的接口，可以在中控室對電控系統進展實時監控。3設備根基數據3.1 基本參數鉆井深度:7000m( 41/2鉆桿)最大載荷:450kN系統電源:3AC690V/50HZ 使用環境工作環境(空調環境)：溫 度: +2027相對濕度： 35%65%環境溫度最 高 溫 度:

50、 34C最 低 溫 度: -21.9C最大相對濕度: 87%最小相對濕度: 45%大 氣: 潮濕、鹽霧海 拔: 海平面50米以下安裝位置: SZ36-1二期WHPM/N鉆機模塊平臺3.2絞車交流變頻電機參數用 途絞車電機轉盤電機泥漿泵電機送鉆電機型 號額定功率kw80060060045額定電壓V600600600400額定電流(A)952714714284額定轉速(r/min)66066010001500最高轉速(r/min)1060106015003000額定頻率(Hz)33.533.55050額定轉矩(N.m)1157586828682286極 數6664數 量1111保護等級4 安裝布置

51、4.1存放和維護4.1.1存放綏中36-1M/N修井機電控系統各柜體為戶內用設備,短期不用,要求關好房門，并上鎖，每隔3-5天，應翻開房門檢查房內溫、濕度情況，一般在環境溫度為2050之間存放，可保證設備性能完好。如果長期不用如半年時間，應每周到房內檢查一次，檢查房內是否有水氣、凝露、發霉等現象，如發現以上現象應臨時裝上加熱器和風扇，驅除潮氣。室內配置有除濕機，可以通電工作用于降低房內空氣濕度。無論是長期還是短期存放，都要注意房內的濕度及房內的清潔，及時進展除濕調解室溫，并根據房內清潔情況，定期用吸塵器清掃。由于平臺的振動，緊固件連接處可能會產生松動現象，所以應定期檢查，以防止發生事故；由于振

52、動亦會使導線絕緣層與其它構件的長期摩擦而遭到破壞，造成電氣事故，所以應定期檢查這些由于振動而引起的潛在不安全。因灰塵極易吸潮，母線上積聚的灰塵過多，會使母線與支撐件地線間由于絕緣降低而產生漏電。在插頭座的插針間積聚的灰塵那么會造成信號串通、通訊中斷，柜內元器件上積聚灰塵會影響散熱效果，降低絕緣，并最終可導致元器件損壞。所以要定期清理灰塵。4.1.2維護 1、日常維護工作；每天交接班時進展的檢查：1開關、指示燈是否正常。2熔斷器是否完好。3變頻柜冷卻風機和空調機工作是否正常。每月應檢查1所有接線端子的螺釘是否松動。2導線有無因振動摩擦而產生的破損。3保護電器工作是否正常。4電接點處有無異常現象。

53、5繼電器工作是否正常。6電纜連接點、各端子排、銅排連接處是否有過熱現象。7柜內各元器件工作是否正常，有無異常聲響、有無異味。8去除柜內灰塵。 2、綏中36-1M/N修井機電控系統運行中應本卷須知；1各柜內元器件工作是否正常、柜內有無異常聲響、有無異味。2各指示儀表、顯示屏顯示的數據是否異常。3時刻注意監視有無故障聲光報警，發生報警時應根據故障現象盡快查找原因，排除故障并及時上報。4主配電間內溫濕度是否適當，空調機、除濕機工作是否正常。5絕緣監測儀顯示絕緣電阻有否超過設定值，是否有報警。6各柜體面板指示燈、按鈕、轉換開關工作是否正常。7司控臺各給定手輪轉動是否靈活、有效，觸摸屏操作是否異常。每年

54、應停電認真仔細進展一次大檢查。檢查緊固螺釘有無松動，對電動機的空氣過濾器進展除塵、轉動部件的潤滑、保護電路和繼電器的檢查、照明燈具的更換、電纜絕緣的檢查、空調機的空氣過濾器進展除塵、徹底去除房內灰塵等。5啟動和操作5.1開關柜綏中36-1M/N修井機電控系統設計有AC690V負載1ACB01、AC690V負載2ACB04和400V負載ACB05。 開關柜內安裝的是ABB公司生產的抽出式框架斷路器，帶機械和電氣合閘的手動/電動操作機構，具有過載保護、短路短延時保護、短路瞬時保護功能，并帶有掛鎖套件。詳見ABB抽出式框架斷路器外形圖；5.1.2AC690V負載柜1. AC690V負載1ACB01：

55、柜內安裝有1臺2500A抽出式框架斷路器，其功能是：WO-TR-0012500kVA/10.5KV/0.69kV降壓變壓器的低壓側經過抽出式框架斷路器成為AC690V母排。柜體面板中部安裝有電壓表、電流表，分別用來顯示WO-TR-0012500kVA/10.5KV/0.69kV降壓變壓器輸出側即AC690V母線的線電壓、線電流；電參量表綜合顯示AC690V母線有關電參量；1個【合閘】帶燈紅按鈕、1個【分閘】帶燈綠按鈕，分別用來控制AC690V母排斷路器的合閘/分斷；【電壓選擇】和【電流選擇】轉換開關分別用來切換顯示WO-TR-001降壓變壓器輸入的三個線電壓、線電流；柜體面板上還安裝有1個母線

56、對地絕緣電阻低報警閃光蜂鳴器，指示母線對地的絕緣電阻情況。柜內安裝1臺AC690V電網對地絕緣電阻監測儀，用以實時監測AC690V母線供電線路對地絕緣情況，以確保供電電路的安全。2、690V負載2ACB04；柜內安裝有1臺1250A抽出式框架斷路器，其功能是：控制WO-TR-0021000KVA/690V/400V降壓變壓器輸出側供電電源的接入。柜體面板中部安裝有電壓表、電流表，分別用來顯示WO-TR-0021000KVA/690V/400V降壓變壓器輸入側線電壓、線電流；電參量表綜合顯示WO-TR-002降壓變壓器輸入側的有關電參量；1個【合閘】帶燈紅按鈕、1個【分閘】帶燈綠按鈕，分別用來控

57、制斷路器的合閘/分閘；【電壓選擇】和【電流選擇】轉換開關分別用來切換顯示WO-TR-002降壓變壓器輸入側的三個線電壓、線電流；柜體面板上部安裝有【高溫報警】、【高溫跳閘】和【風機運行】燈用來顯示變壓器運行的工作狀態，【UPS失壓報警】燈用來顯示UPS失壓工作狀態時的報警。5.1.3AC400V負載柜400V負載ACB05：柜內安裝有1臺1600A 抽出式框架斷路器，其功能是；WO-TR-0021000KVA/690V/400V降壓變壓器輸出側經過1600A框架斷路器成為AC400V母排，為400V正常配電盤及馬達控制中心提供電源。柜體面板上安裝有電壓表、電流表；【電壓選擇】、【電流選擇】轉換

58、開關；【合閘】、【分閘】帶燈按鈕；電壓表、電流表分別用來顯示AC400V母排的線電壓、線電流；【電壓選擇】、【電流選擇】轉換開關用來切換顯示三相線電壓、線電流；【合閘】、【分閘】帶燈按鈕，用來顯示和控制WO-TR-002變壓器輸出側斷路器的合閘/分閘。其面板控制操作同上。5.2 AC400V馬達控制中心MCC柜綏中36-1M/N修井機電控系統分別有5面MCC柜，其中4面MCC柜安裝在主配電間,1面應急MCC柜安裝在變壓器間&應急間。1無電機啟動器回路由模式斷路器直接供電，面板上安裝有電源指示燈、電流表。2 電機啟動器為直接在線啟動，電機的啟/停控制方式為本地/遠程兩種；抽屜面板上設有啟動/停頓

59、帶燈按鈕，控制電機啟動和停頓，并有運行指示燈和停運指示燈顯示電機的工作狀態。同時在電機現場控制操作柱上可控制電機的啟動/停頓及電機工作狀態顯示。3電機啟動器為直接在線啟動，電機的啟停控制方式為本地/上位兩種；抽屜面板上設有啟動/停頓帶燈按鈕，控制電機啟動和停頓，并有運行指示燈和停運指示燈顯示電機的工作狀態，同時抽屜面板上還設有本地/上位指配開關，用于選擇該回路電機控制是由啟停按鈕控制/上位機自動控制。同時在電機現場控制操作柱上安裝有電機的啟動/停頓控制及電機工作狀態顯示。根據平臺設計要求，一些回路設置有ESD控制接點，承受平臺中控室的控制。所有電機控制回路均預留有電機加熱回路。各控制回路的熔斷

60、器對控制回路進展短路保護。一些重要的MCC回路引入PLC系統并通過HMI設備予以監視，MCC回路具體配置詳見電氣原理圖。綏中36-1M/N修井機電控系統柜體(除原裝柜外)柜體涂漆符合SY-5308?石油鉆采機械產品涂漆通用技術條件?，采用船殼油漆。柜體經防銹處理，采用工業級聚氨酯類防腐漆靜電噴涂。柜體顏色面漆 ：RAL7035變頻器柜體一致，漆面光亮、結實、均勻、無堆積，柜內金屬支架經電鍍處理，耐腐蝕不生銹，其構體公差依據JB/T6753.1-3?電工設備的設備構體公差?制造。所有柜體一律采用下端進出線。銘牌為不銹鋼，用不銹鋼螺釘固定。銘牌上標有：柜體名稱、型號、規格、額定電壓、額定故障電流、