附加 使用举例

1、F.1 台灯调光电路附加 实用举例F.2 直流驱动电动钻机系统F.3 交流驱动电动钻机系统220VSRLLC0104/4004/400VC2104/4004/400VC1104 4100m mHVSBT169VDDB3RP470KR11KR2100交流调压实例：台灯调光电路原理图交流调压实例：台灯调光电路原理图 VD双向二极管，正反向击穿电压约为双向二极管，正反向击穿电压约为32V，维持电压约为，维持电压约为27V；LC0LC滤波，以减少来自外部或影响外部的干扰信号；滤波，以减少来自外部或影响外部的干扰信号；R2C2过过压吸收电路，能防压吸收电路，能防VS误导通。误导通。F.1 台灯调光电路F

2、.2 直流驱动电动钻机系统F.2.1 直流驱动控制系统 该系统就是控制由6只晶闸管组成的三相全控整流桥，使之输出的直流电压平均值按要求进行变化。 每套系统包括三相整流桥三相整流桥、接触器控制逻接触器控制逻辑辑、直流控制组件直流控制组件、浪涌抑制保护电路浪涌抑制保护电路和皮皮带轮滑动防护电路带轮滑动防护电路等，整个直流控制单元安装在一个柜中，称为SCR柜。（整流柜）一、SCR柜中的电器 柜中除了整流桥整流桥外，还包含了断电器断电器、电流互感器电流互感器、脉冲变压器脉冲变压器、霍尔效应元件霍尔效应元件HED等，以及晶闸管控制模晶闸管控制模块及相关元件块及相关元件、交直流母线交直流母线、电压表和电流

3、表面板电压表和电流表面板、晶晶闸管整流桥风机启动器闸管整流桥风机启动器、直直流输出接触器流输出接触器等。 下面对整流桥总体电路做一介绍。二、整流桥主电路分析 1浪涌抑制电路浪涌抑制电路 RLC滤波电路可减弱浪涌电流影响。但通常仍需浪涌抑制电路。3个压敏电阻MOV1，2，3以及带有微动开关的熔断器F1，2，3组成浪涌抑制电路。 正常时，面板上“SSP ON”（浪涌抑制电路正常），任一相熔断，则该灯熄灭。浪涌抑制电路原理图浪涌抑制电路原理图FUSE MICORO SWABCF4160AF4260AF4360AL04SSP ON (OFF INDICATES FAILURS)MOV1MOV2MOV3

4、TDL01-02TDL01-01SEE SHEET1ABC1FC+FC+GK0203011m m f25 W W33 W WH.S.H.S.C+ SCRFMSC+1FB+FB+GK0203011m m f25 W W33 W WH.S.H.S.B+ SCRFMSB+1FA+FA+GK0203011m m f25 W W33 W WH.S.H.S.A+ SCRFMSA+GK0203011m m f25 W W33 W WH.S.H.S.C- SCR1FC-FC-FMSC-GK0203011m m f25 W W33 W WH.S.H.S.B- SCR1FB-FB-FMSB-GK0203011m

5、m f25 W W33 W WH.S.H.S.A- SCR1FA-FA-FMSA-06-04TO PLC CUBICLEFROM TB05-06 SEE SHEET13.33ms20msMOUNTEDONTEMP1A(+) HSMOUNTEDONA(-) HSTEMP2DC MODULE SEE SHEET1DC MODULEBUS 上图为三相全控桥整流主电路，其中： TEMP1、TEMP2是两个热敏元件，各装在A+晶闸管和A-晶闸管的散热器上。当晶闸管结温125时，热敏元件动断触点断开。 每只晶闸管串联了两个并联的熔断器（如FC+与FC+并联），一个是快熔（防浪涌电流），另一个是普通熔断。

6、每只晶闸管并联有RC吸收电路，以防过压及过流。 脉冲变压器可输出强脉冲。 整流输出电压可在0750V之间调节。 2断电器断电器 主触点用于隔离晶闸管整流桥与交流母线。 另有两个动合辅助触点，一个接通面板上的“SCR ON”（晶闸管导通）和“SSP ON”（浪涌抑制电路正常），另一个将-14 V电源信号输至PLC。 断电器有一个欠压跳闸线圈（UV Trip），正端接+14V，负端经几个动断触点接-14V，这几个动断触点在下列任一状态下都能断开。 保护晶闸管的熔断器熔断时，熔断器上的柱塞挤压连杆，使与线圈串联的微动开关断开。 晶闸管A+、A-的散热器上分别装有热敏元件TEMP1、TEMP2，当晶闸

7、管结温125时，热敏元件的动断触点断开。 紧急停机时，司钻控制台上的紧急动断按钮断开，切断欠压线圈电源。 3电流互感器电流互感器（图中未标注） 在晶闸管交流侧晶闸管交流侧有3个电流互感器CT1、CT2和CT3，用来检测流入晶闸管的电流。电流互感器的输出信号被整流后作为电流反馈信号加在直流组件上，并驱动直流控制面板上的直流电流表，显示整流桥输入电流的大小。 4脉冲变压器脉冲变压器 用于传输和变换晶闸管触发脉冲，使使15V变化的触发电路脉冲变换为从变化的触发电路脉冲变换为从-6V到到+37V变化的门极脉冲。该变压器还用来隔离主电路和隔离主电路和触发电路触发电路，确保电路的安全，并进行阻抗匹配。 5

8、霍尔效应元件霍尔效应元件HED HED是一个半导体器件，用来测量直流电测量直流电流流。HED安装在软磁铁芯的气隙中，一根被测电流粗导体（即电动机主电路）通过铁芯，在铁芯中产生磁通。220V36VVD11VD14C7C6R15+R18VD8VD9R14VD7C5R16V7V8VD6R12V5R11R10C4V6VD5VD10VD15BTPC3R9AVD4R17V4R6R7R8RP1C2R5RP2R3R4VD2VD1C1R1R2TSROVSX15V接封锁信号接封锁信号15VYuCOuPI1CuTS+15V+15VQ（锯齿波形成和脉冲移相环节）（锯齿波形成和脉冲移相环节）V1V3V2 HED还有两个

9、线圈，一个通入160mA控制电流（IH+和IH-）产生磁通，另一个输出信号电压VH。VH大小与磁感应强度B成正比，即与被测电流成正比。所以VH大小反映电动机电流的数值。020040010008006000.10.20.50.40.3VH,VIH,A三、直流控制单元 在直流控制单元（直流控制单元（DC组件）组件）中安装着控制晶闸管的电子线路，其中有触发器触发器和直流调直流调节器节器，它们组成一个具有反馈环节的自动控制系统，能自动地按来自司钻控制台的指令调节电动机的转速和转矩。直流控制单元还包括绞车能耗制动控制绞车能耗制动控制及零位联锁保护零位联锁保护等电路。 1直流调节器直流调节器 直流调节器是

10、一个按司钻控制台指令自动自动调节电动机转速和转矩调节电动机转速和转矩的控制电路。 调节器输出控制晶闸管的触发信号，其输入信号包括速度给定速度给定(SPEED REF)、速度反馈速度反馈(SPEED FEEDBACK)和电流反馈电流反馈。晶闸管传动系统由两个调节环调节环组成，外环为电压电压(速度速度)环环，内环为电流电流(转矩转矩)环环。来自司钻控制台的速度给定与速度反馈信号叠加产生速度指令，该指令经速度调节器Z7调节以后与电流反馈信号相加而产生触发给定信号，再送入触发器(FIRING CCTS)。触发器产生触发脉冲(PULSES)，控制晶闸管导通时间，改变晶闸管直流输出电压，从而调节电动机的转

11、速和转矩。速度反馈速度反馈速度速度速度速度给定给定电流电流给定给定Z7Z8速度速度调节器调节器电流电流调节器调节器励磁励磁发电机发电机触发器触发器串励串励并励并励101102直流调节器直流调节器速度反馈速度反馈M1K1K2M2K3K4M3K6K7脉冲脉冲触发触发电流电流互感器互感器断断电电器器 速度给定 速度给定信号由司钻控制台确定，司控台上装有速度给定手轮，手轮与电位器相连接。当手轮从关断位置顺时针旋转到最大位置时，直流组件的速度给定可输出08V的直流电压信号。速度给定信号有绞车绞车DW转盘转盘RT、钻井泵钻井泵MPl、钻井泵钻井泵MP2、脚控脚控等给定信号，分别控制绞车DW、转盘RT、钻井

12、泵MP的速度。速度给定受到使能电路使能电路的控制。速度反馈速度反馈速度速度速度速度给定给定电流电流给定给定Z7Z8速度速度调节器调节器电流电流调节器调节器励磁励磁发电机发电机触发器触发器串励串励并励并励101102直流调节器直流调节器速度反馈速度反馈M1K1K2M2K3K4M3K6K7脉冲脉冲触发触发电流电流互感器互感器断断电电器器 电流反馈 电流反馈信号来自晶闸管整流桥三相交流侧的电流互感器电流互感器，这是因为电动机转矩直接与电枢电流成正比（TCMFIa），而晶闸管的交流输入电流大小又与电动机的电枢电流近似成正比。因此，用晶闸管三相交流侧电用晶闸管三相交流侧电流互感器中的电流模拟电动机转矩流

13、互感器中的电流模拟电动机转矩，作为转矩反馈信号。速度反馈速度反馈速度速度速度速度给定给定电流电流给定给定Z7Z8速度速度调节器调节器电流电流调节器调节器励磁励磁发电机发电机触发器触发器串励串励并励并励101102直流调节器直流调节器速度反馈速度反馈M1K1K2M2K3K4M3K6K7脉冲脉冲触发触发电流电流互感器互感器断断电电器器 速度反馈 速度反馈信号是电动机转速的模拟信号。对于并励并励(SHUNT)电动机，转速近似与电枢电动机，转速近似与电枢电压成正比电压成正比；而对于串励串励(SERIES)电动机，电动机，速度是电枢电压与磁通之比的函数速度是电枢电压与磁通之比的函数，而磁通又是电枢电流的

14、函数，所以只要将电动机两端电压U与磁极磁通F在一个除法器中相除，所得之商即为与电动机转速成正比的速度反馈信号。？速度反馈速度反馈速度速度速度速度给定给定电流电流给定给定Z7Z8速度速度调节器调节器电流电流调节器调节器励磁励磁发电机发电机触发器触发器串励串励并励并励101102直流调节器直流调节器速度反馈速度反馈M1K1K2M2K3K4M3K6K7脉冲脉冲触发触发电流电流互感器互感器断断电电器器 2脚踏速度控制脚踏速度控制 脚踏速度控制仅用于绞车脚踏速度控制仅用于绞车。为了提高效率，用脚踏速度控制使绞车电动机快速运转。当司钻开始起钻时，首先少许转动手轮，使绞车处于拉紧猫头的转速拉紧猫头的转速，然

15、后司钻踩下脚控器，脚控器迅速取代手轮给定，绞车迅速提升。当绞车提升到所需位置时，司钻把脚从脚控器上移去，脚控器给定为零，手轮给定重新起控制作用，电动机转速又回到拉紧猫头的数值。 3零位联锁保护零位联锁保护 直流控制单元中有零位联锁保护环节，这环节用来防止电动机在高电压下突然启动。如果使能电路使能电路信号在速度给定信号较高(较负)的状态下切换到-14V，零位联锁环节使速度给定信号无效。因此，司钻在切换工况指配司钻在切换工况指配开关以前，必须将手轮转到零位开关以前，必须将手轮转到零位。这样当指配开关切换到某一工况以后，相应的调节手轮才起控制作用。 4电流限制电路电流限制电路 电流限制电路是为了防止

16、速度给定信号不当而引起过电流，可防止由于直流电动机负载过大而引起柴油发电机组过载。功率限制信号来自在线发电机控制柜中的功率限制盒。 5晶闸管触发电路晶闸管触发电路 触发电路为晶闸管整流桥提供触发脉冲，DC组件中共有6个相同的触发电路，分别触发6只晶闸管。 6手动操作手动操作 在调试期间，经常要在不对电动机供电的情况下对SCR桥进行调压试验，手动操作电路可实现此目的。将手动开关置于接通位置时，接到使能电路使能电路的-14V电源被切断(参见图11-13)，而将手动电位器连接到调节电路，通过旋转RM实现控制SCR桥的触发脉冲信号。这时由于指配接触器断开，直流电动机得不到供电电源。F.2.2 直流驱动

17、系统运行状态的控制 电动钻机驱动系统运行状态的控制是指驱动控制柜对绞车、转盘和钻井泵驱动电动机的运行状态进行控制。在直流驱动控制系统中，驱动电动机为直流电动机，其控制由直流驱动柜完成，主要包括控制电动机的正、控制电动机的正、反转运行反转运行；控制电动机的启动、停止和转速控制电动机的启动、停止和转速；采用电磁制动方法缩短电动机停转时间采用电磁制动方法缩短电动机停转时间等。 以ZJ50D、ZJ70D电动钻机为例。一、直流驱动系统 整个驱动系统共有7台直流电动机，由4个SCR柜控制。SCR 1SCR 2SCR 3SCR 4DWB2468A1A21357DWBDWS1K5FFFK1K6K1K6K3K4

18、K1K6FFF24681357DWAA1A2DW2K5FWDREVDWDBK1K2T BTBDWDBDWDBRES0.16OHM3EA（绞车驱动系统主电路）（绞车驱动系统主电路） 每个电动机负载可在两个SCR柜中任选一个来驱动，即一个负载在同一时间只能选择一个SCR柜供电，进行调速控制。SCR 1SCR 2SCR 3SCR 4MP1BAAAFFFK2K7K2K7K2K7K2K7（钻井泵驱动系统主电路）（钻井泵驱动系统主电路）FFFMP1AAAAMP2BAAAFFFFFMP2AAAAF 在直流电动机驱动系统中，SCRl柜可驱动绞车DWB和钻井泵MPl，SCR2柜可驱动绞车DWA、转盘RT和钻井泵

19、MPl，SCR3柜可驱动绞车DWB、转盘RT和钻井泵MP2，SCR4柜可驱动绞车DWA和钻井泵MP2。它们的指配关系由司钻控制台上的SCR指配开关选择。司钻控制台上的指配开关的选择位置可决定驱动主电路中指配接触器的通断，指配接触器串接在SCR柜和直流电动机之间的主电路中，以控制SCR柜与电动机之间的指配关系。 这样做的目的是相互后备相互后备。SCR 1SCR 2SCR 3SCR 4DWB2468A1A21357DWBDWS1K5FFFK1K6K1K6K3K4K1K6FFF24681357DWAA1A2DW2K5FWDREVDWDBK1K2T BTBDWDBDWDBRES0.16OHM3EA（绞

20、车驱动系统主电路）（绞车驱动系统主电路）SCR 1SCR 2SCR 3SCR 4MP1BAAAFFFK2K7K2K7K2K7K2K7（钻井泵驱动系统主电路）（钻井泵驱动系统主电路）FFFMP1AAAAMP2BAAAFFFFFMP2AAAAF 在每台电动机主回路中都安装一只霍尔效应元件HED，以便对每台电动机的电流进行检测，并将检测结果在控制电路中比较放大，如检测出带同一负载的两台电动机电流不如检测出带同一负载的两台电动机电流不同时，表明它们受力不相同，需要由控制电同时，表明它们受力不相同，需要由控制电路进行平衡调节路进行平衡调节。调节无效时切断主回路电源，以防受力较大的电动机过载，同时也避免了

21、由于受力不同而产生的运行性能上的差异。 在每个SCR柜的正端输出线上也装有霍尔效应元件HED，检测该SCR柜的电流，将检测结果送入直流控制单元，作为电流反馈信号，对触发脉冲进行控制，同时送往SCR柜面板上的电流表进行显示。 1绞车驱动系统绞车驱动系统 绞车由两台直流电动机驱动，分别为DWA和DWB。绞车DWA通过指配开关控制接触器，以选择SCR2柜或SCR4柜为其供电。绞车DWB也通过指配开关确定驱动柜SCRl柜或SCR3柜。（互为备用）（互为备用）SCR 1SCR 2SCR 3SCR 4DWB2468A1A21357DWBDWS1K5FFFK1K6K1K6K3K4K1K6FFF2468135

22、7DWAA1A2DW2K5FWDREVDWDBK1K2T BTBDWDBDWDBRES0.16OHM3EA（绞车驱动系统主电路）（绞车驱动系统主电路） 绞车的正反转控制绞车的正反转控制 绞车的正反转由电动机DWA实现。正转时，接触器的两个FWD触点闭合，REV触点断开；反转时，FWD触点断开，REV触点闭合。可见，绞车的正反转只是改变电动机电枢电流方向，而励磁电流方向不变。由电动机转矩公式知：aMICTF 在磁场不变的情况下，只要改变Ia方向，电动机电磁转矩T的方向也改变，于是电动机在T的作用下，旋转方向也随之改变。SCR 1SCR 2SCR 3SCR 4DWB2468A1A21357DWBD

23、WS1K5FFFK1K6K1K6K3K4K1K6FFF24681357DWAA1A2DW2K5FWDREVDWDBK1K2T BTBDWDBDWDBRES0.16OHM3EA（绞车驱动系统主电路）（绞车驱动系统主电路）正转正转反转反转 绞车的能耗制动绞车的能耗制动 绞车DWA在起钻过程中，电动机拖动负载运行在电动状态。当游车上升到预定高度时，为迅速降低电动机转速，采用能耗制动能耗制动，即产生与电动机转速相反的电磁力矩，使电动机转速快速下降。 DWA在制动状态下工作时，切断SCR供电电源，此时绞车励磁电源(FIELD SUPPLY)向DWA励磁绕组供电，DWA电枢绕组经接触器Kl和K2串接制动电

24、阻，电动机将吸收转轴上的机械能，然后将其转换成电能，经电阻以热能形式消耗掉。SCR 1SCR 2SCR 3SCR 4DWB2468A1A21357DWBDWS1K5FFFK1K6K1K6K3K4K1K6FFF24681357DWAA1A2DW2K5FWDREVDWDBK1K2T BTBDWDBDWDBRES0.16OHM3EA（绞车驱动系统主电路）（绞车驱动系统主电路） 当绞车DWA运行在电动状态时，DWA励磁电源处于充电状态。 绞车的重载拖动绞车的重载拖动 在重载或低速起钻时，为满足较大的提升负荷，两台绞车电动机串联运行，使起钻力矩加倍，起钻速度减半。此时，图中DWB触点断开，DWS两触点闭

25、合，同时绞车DWA的FWD触点闭合，将两台电动机串联运行。绞车DWA正转，绞车DWB反转，共同拖动同一负载运行。 DWS运行时的主电路走向为：SCRl(+) 1K1DWB FFFDWB A1A21K5(1、3)DWA FFF2K5(3、1)DWA A2A1 2K5(2、4)1K5(2、4)1K6 SCRl(-)。SCR 1SCR 2SCR 3SCR 4DWB2468A1A21357DWBDWS1K5FFFK1K6K1K6K3K4K1K6FFF24681357DWAA1A2DW2K5FWDREVDWDBK1K2T BTBDWDBDWDBRES0.16OHM3EA（绞车驱动系统主电路）（绞车驱动系

26、统主电路）（重载拖动）（重载拖动） 绞车驱动系统主电路的另一种表示：DWBAA3DWAFFF2K1FFFADWAAAK1DWDBDWB2K6（绞车驱动系统主电路）（绞车驱动系统主电路）DWDBFIELD+SUPPLY-SCR4SCR3SCR2SCR12K5FWD1572K5REV4K182K5REV64K622K5FWD4AK2DWDBDWDBRESISTORS0.16OHM,3EA81K5DWB61K5DWS311K13K31K63K4SCR4SCR3SCR2SCR11K5DWS24TOPBOTTOPBOT 2绞车能耗制动绞车能耗制动 起钻过程中，当游车接近井架顶部时，采用能耗制动，使电动机

27、转速很快降到手轮控制的猫头速度猫头速度。通常绞车电动机从满速降到猫头速度需要3040s，使用能耗制动后，使速降时间减小到1015s。 能耗制动的基本原理 制动时，断开电枢回路，串接一个电阻，使电动机处于发电状态，将系统的动能转换成电能消耗在电枢回路的电阻上。同时，反电动势将产生与电动状态时相反的Ia，电磁转矩成为制动转矩，电动机转速迅速下降。UaTEanIaUfRbTEanIaUf电电动动状状态态制制动动状状态态 绞车能耗制动 起钻时踏下脚踏控制器脚踏控制器，使绞车电动机快速运转。在游车接近井架顶部的适当位置，储存在电动机中的能量必须释放。此时采用能耗制动，切断电动机的电源供应，则电动机作直流

28、发电机运行，将电动机与一大功率电阻(能耗制动电阻)相连，通过电阻消耗掉电能。这表明电能送给了电阻，旋转机械失去能量，从而电动机转速迅速降低到手轮控制的猫头速度猫头速度。 能耗制动时，断开晶闸管整流桥供电断路器，变压器T2的副边输出经整流后向DWA串励线圈供电，产生磁场。电动机DWA电枢绕组经接触器K1和K2，使电流流过制动电阻，该电流产生制动电磁转矩制动电磁转矩。MS2T2600V交流母线交流母线Gird ResistorsF1DWDB FS XFMRSCR断路器断路器K1K6DWAK1K2F2MS1MS1R1R32K225W（绞车能耗制动原理图）（绞车能耗制动原理图） 3转盘驱动系统转盘驱动

29、系统 转盘由一台直流电动机驱动，同绞车DWA一样，通过控制接触器可实现转盘的正反转运行。 转盘直流电动机由指配开关指配开关的选择可确定是由SCR2柜还是SCR3柜为其供电。FRTFFRT-FAARTRT-FRT-RRT-RA3K12K33K62K4SCR3SCR2SCR3SCR2（转盘驱动系统主电路）（转盘驱动系统主电路）（正转）（正转）（反转）（反转） 4钻井泵驱动系统钻井泵驱动系统 钻井泵驱动系统驱动两台钻井泵，每台钻井泵由两台直流电动机并联驱动并联驱动。钻井泵MPl的两台电枢并联的直流电动机可由SCRl柜或SCR2柜供电，钻井泵MP2的两台并联的直流电动机可由SCR3柜或SCR4柜供电，

30、具体由指指配开关配开关的选择位置来决定。如指配开关选择4点钟，则钻井泵MPl由SCR1柜供电，钻井泵MP2由SCR3柜供电，相应地连接SCRl柜与钻井泵MPl电动机指配接触器的主接触点闭合，连接SCR3柜与钻井泵MP2电动机指配接触器的主接触点也闭合。FFFAAMP1AA1K22K21K72K7（钻井泵驱动系统主电路）（钻井泵驱动系统主电路）SCR3SCR2SCR4SCR1MP1AHEDHEDFFFAAMP1BAMP1BFFFAAMP2AA4K23K24K73K7MP2AHEDHEDFFFAAMP2BAMP2BFFFAAMP3AA3K12K33K62K4MP3AHEDHEDFFFAAMP3BA

31、MP3BSCR3SCR2SCR4SCR1 两台电动机对称地安装在钻井泵两端，为使它们以同一转向拖动钻井泵运转，必须使它们输出的电磁力矩方向相反，即一台电动机顺时针方向旋转，另一台电动机逆时针方向旋转。如图所示，MPlA电动机的电枢电流方向是由AAA，MPlB电动机的电枢电流方向是由AAA，而它们的励磁电流方向相同，都是由FFF。因此，在磁场方向相同的条件下，电枢电流方向必须相反，才能保证两台电动机旋转方向相反。FFFAAMP1AA1K22K21K72K7（钻井泵驱动系统主电路）（钻井泵驱动系统主电路）SCR3SCR2SCR4SCR1MP1AHEDHEDFFFAAMP1BAMP1BFFFAAMP

32、2AA4K23K24K73K7MP2AHEDHEDFFFAAMP2BAMP2BFFFAAMP3AA3K12K33K62K4MP3AHEDHEDFFFAAMP3BAMP3BSCR3SCR2SCR4SCR1二、司钻控制台 司钻控制台是钻机各驱动功能的主要控制装置。它安装在钻台上靠近绞车的地方，其面板图所示。司钻台与电控房内的控制柜相连接。ALARM SILENCE/TEST EMER OFF SEE DETAIL A ASSIGNMENT SWITCH MP1OFF ON MP2OFF ON DW/RTOFFFWD REV OFFDW RT OFFTD RT PLC BYPASS RT I LIM

33、IT MUD TRIPPUMPON OFFMUD PUMP 1MINMUD PUMP 2MINMINMINDROWWORKSRTFRONT VIEW0.00.035.030.11.0GEN1GEN2GEN3GEN4SCR3SCR4SCR1SCR2MP1 BLOMP2 BLO DW BLO TD BLO PLC OKPURGDLOSSCND FLT PWR LMTSCREDDIEHIGH TEMP BRAKEPOWER/WATER LOSSRTAM METER02000DETAIL ASTATUS LIGHTS LEGEND(SCALE:1/2)POWER LIMIT0%100%面板上指示灯和显

34、示转盘转矩百分表面板上指示灯和显示转盘转矩百分表 1工况指配开关工况指配开关 在司钻控制台上装有一个工况指配开关工况指配开关S1 (ASSIGNMENT SW)，由这个开关去组合各种供电线路和控制线路，以适应钻进、起下钻等各种钻井工艺要求。各直流电动机接触器的切换即是由工况指配开关完成的。12111098712345OFF钻进钻进SCR1SCR2SCR3SCR4DWSMP1MP1MP1DWSMP1RTDWARTRTRTDWSRTMP2MP2MP2MP2DWAMP2起下钻起下钻SCR1SCR2SCR3SCR4DWBDWBMP1DWBDWBDWAMP1RTRTDWARTRTDWBMP2MP2MP2

35、DWADWADWA 在任一时刻，指配开关只能置于某个惟一的位置，以确定一定的驱动功能。例如，指指配开关配开关S1手柄置于4点钟位置、钻井泵MPl选选择开关择开关S2置于“ON”位、钻井泵MP2选择开选择开关关S3置于“ON”位、转向选择开关转向选择开关S5置于“FWD”位、绞车转盘选择开关绞车转盘选择开关S6置于“RT”位、顶驱转盘选择开关顶驱转盘选择开关S7置于“RT”位时，SCR1给MPl供电，SCR2给RT供电，SCR3给MP2供电，SCR4不供电，钻机进行钻进作业。12111098712345OFF钻进钻进SCR1SCR2SCR3SCR4DWSMP1MP1MP1DWSMP1RTDWAR

36、TRTRTDWSRTMP2MP2MP2MP2DWAMP2起下钻起下钻SCR1SCR2SCR3SCR4DWBDWBMP1DWBDWBDWAMP1RTRTDWARTRTDWBMP2MP2MP2DWADWADWAALARM SILENCE/TEST EMER OFF SEE DETAIL A ASSIGNMENT SWITCH MP1OFF ON MP2OFF ON DW/RTOFFFWD REV OFFDW RT OFFTD RT PLC BYPASS RT I LIMIT MUD TRIPPUMPON OFFMUD PUMP 1MINMUD PUMP 2MINMINMINDROWWORKSRTF

37、RONT VIEW0.00.035.030.11.0S1S2S3S5S6S7 若指配开关置于其他位置，就会得到其他不同的工况。另外，由于各SCR柜完全相同，如果某柜发生故障，只需转换一下指配开关，就可转换供电的SCR柜。 指配开关中的“DWS”表示DWA和DWB串联运行，以满足较大的提升负荷，但提升速度减半。 当指配开关选择15点挡位时，钻机为钻进工况；当选择711点，为起下钻工况。12111098712345OFF钻进钻进SCR1SCR2SCR3SCR4DWSMP1MP1MP1DWSMP1RTDWARTRTRTDWSRTMP2MP2MP2MP2DWAMP2起下钻起下钻SCR1SCR2SCR3

38、SCR4DWBDWBMP1DWBDWBDWAMP1RTRTDWARTRTDWBMP2MP2MP2DWADWADWA 2选择开关选择开关 在司钻台上还装有钻井泵MPl和MP2的ON-OFF二位选择开关二位选择开关S2和和S3，还装有绞车(DW)和转盘(RT)的正转(FWD)-断开(OFF)-反转(REV)三位选择开关三位选择开关S5、绞车(DW)和转盘(RT)二位选择开关二位选择开关S6、顶驱(TD)-关断(OFF)-转盘(RT)三位选择开关三位选择开关S7和可编程控制器(PLC)-旁路(BYPASS)二位选择开关二位选择开关S15。ALARM SILENCE/TEST EMER OFF SEE

39、 DETAIL A ASSIGNMENT SWITCH MP1OFF ON MP2OFF ON DW/RTOFFFWD REV OFFDW RT OFFTD RT PLC BYPASS RT I LIMIT MUD TRIPPUMPON OFFMUD PUMP 1MINMUD PUMP 2MINMINMINDROWWORKSRTFRONT VIEW0.00.035.030.11.0S1S2S3S5S6S7S15 3给定旋钮和电流限制旋钮给定旋钮和电流限制旋钮 在司钻台面板下部装有两个钻井泵速度给钻井泵速度给定手轮定手轮：1个绞车速度给定手轮绞车速度给定手轮和1个转盘转盘/顶顶驱速度给定手轮驱速

40、度给定手轮。每个给定手轮控制前后两层同轴变阻器，前层变阻器接在+10V电源上，变阻器的活动触点输至PLC；后层变阻器接在-8.2V电源上，变阻器的活动触点输出直接作为旁路给定信号旁路给定信号。司钻通过旋转这些手轮控制晶闸管触发脉冲相位，进而控制直流电动机转速。转盘转盘/顶驱电流限制旋钮顶驱电流限制旋钮(RT/ TD I LIMIT)设定转盘/顶驱输出的最大电流。ALARM SILENCE/TEST EMER OFF SEE DETAIL A ASSIGNMENT SWITCH MP1OFF ON MP2OFF ON DW/RTOFFFWD REV OFFDW RT OFFTD RT PLC B

41、YPASS RT I LIMIT MUD TRIPPUMPON OFFMUD PUMP 1MINMUD PUMP 2MINMINMINDROWWORKSRTFRONT VIEW0.00.035.030.11.0S1S2S3S5S6S7S15 4仪表仪表 在司控台面板右上角安装一只转盘电流表转盘电流表，显示转盘显示转盘施加于钻杆上的转矩转矩。负荷百分负荷百分表表指示全部负载所消耗的功率占母线上并网运行的所有发电机总有功功率的百分比。根据此表，司钻可以确定开动几台柴油发电机组就可满足钻机的功率要求。GEN1GEN2GEN3GEN4SCR3SCR4SCR1SCR2MP1 BLOMP2 BLO DW

42、BLO TD BLO PLC OKPURGDLOSSCND FLT PWR LMTSCREDDIEHIGH TEMP BRAKEPOWER/WATER LOSSRTAM METER02000DETAIL ASTATUS LIGHTS LEGEND(SCALE:1/2)POWER LIMIT0%100%面板上指示灯和显示转盘转矩百分表面板上指示灯和显示转盘转矩百分表 5指示灯指示灯 第一排指示灯L1、L2、L3和L4指示各发电机的运行状态，第二排指示灯L6、L7、L8和L9显示各SCR柜的运行状态，第三排指示灯L11、L12、L13和L14显示各直流电动机风机的运行状态，L15显示“PLC OK

43、”，第四排的L16显示气压失效，L17显示接地故障，L18显示功率限制，等等。GEN1GEN2GEN3GEN4SCR3SCR4SCR1SCR2MP1 BLOMP2 BLO DW BLO TD BLO PLC OKPURGDLOSSCND FLT PWR LMTSCREDDIEHIGH TEMP BRAKEPOWER/WATER LOSSRTAM METER02000DETAIL ASTATUS LIGHTS LEGEND(SCALE:1/2)POWER LIMIT0%100%面板上指示灯和显示转盘转矩百分表面板上指示灯和显示转盘转矩百分表 6按钮按钮 SCR紧急停车按钮紧急停车按钮(EMERG

44、ENCY SHUT DOWN-SCR)按下时，可使全部晶闸管断路器跳闸，切断晶闹管整流桥电源，但此时其他电动机电源(如风机的交流电动机电源)仍然接通。紧急停车按钮按下时，可使全部柴油机关机。 司钻台内部应保持空气正压，阻止外部气体进入司钻台内部，以防电火花引起井台的可燃气爆炸燃烧。司钻台下应提供75150 lbfin2的干燥空气管线。当正压消失时，压力传感器使报警器报警。ALARM SILENCE/TEST EMER OFF SEE DETAIL A ASSIGNMENT SWITCH MP1OFF ON MP2OFF ON DW/RTOFFFWD REV OFFDW RT OFFTD RT

45、PLC BYPASS RT I LIMIT MUD TRIPPUMPON OFFMUD PUMP 1MINMUD PUMP 2MINMINMINDROWWORKSRTFRONT VIEW0.00.035.030.11.0S1S2S3S5S6S7S15 7可编程控制器可编程控制器PLC 可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统装置。使用可编程控制器的目的是减少使用可编程控制器的目的是减少司钻台与电控房的控制电缆的数量司钻台与电控房的控制电缆的数量。司钻台与电控房之间的信息传递通过主从可编程控制器串行通信来完成。司控台与电控房之间使用光缆传闻信息，避免了外界电磁波的干扰。三、驱动系统控制 1绞车运

46、行状态控制绞车运行状态控制 绞车电动机正转 如果指配开关指配开关S1处在4点钟，电机DWA由SCR4柜供电。SCR4柜中的-14V电源经154号端子接到SCR4柜直流组件直流组件的手控电压开关手控电压开关(MANUAL VOLTS)上。这个开关只有在进行晶闸管整流桥移相试验时断开，需要DWA电动机工作时，该开关在闭合状态。12111098712345OFF钻进钻进SCR1SCR2SCR3SCR4DWSMP1MP1MP1DWSMP1RTDWARTRTRTDWSRTMP2MP2MP2MP2DWAMP2起下钻起下钻SCR1SCR2SCR3SCR4DWBDWBMP1DWBDWBDWAMP1RTRTDW

47、ARTRTDWBMP2MP2MP2DWADWADWASCRCB AUX154134-14VDC MODULEMANUALER1/4-05ER1/6-18ER1/6-19SCR4 ONDIGITALINPUTDIGITALOUTPUTDIGITALOUTPUT04-0604-090188+24V(4)+24V(4)04018906081204-14-14V(4)0183018710-0710-05S15PLC BYPASSSC5DW/RT-F10-06SC5DW/RT-R20-0520-0604-1804-195DRILLERSCONSOLEDW/RT-F(4)DW/RT-R(4)0192019

48、1绞车绞车DWA控制线路图控制线路图(1)PC18 SCR CB AUX为SCR断路器辅助动合触点断路器辅助动合触点，断路器闭合时它闭合，于是-14V电源信号通过SCR4柜输到可编程控制器可编程控制器的ER1/4-05端子，可编程控制器根据司钻台面板上各开关的位置确定输出信号的通路。例如，当S1置于4点位，S2和和S3置于OFF位，S5置于FWD位，S6置于DWA位，S7置于OFF位，S15置于PLC位，则由可编程控制器控制，使ERl/6-18端子将+24V输至固态继电器固态继电器PCl8的04端。SCRCB AUX154134-14VDC MODULEMANUALER1/4-05ER1/6-

49、18ER1/6-19SCR4 ONDIGITALINPUTDIGITALOUTPUTDIGITALOUTPUT04-0604-090188+24V(4)+24V(4)04018906081204-14-14V(4)0183018710-0710-05S15PLC BYPASSSC5DW/RT-F10-06SC5DW/RT-R20-0520-0604-1804-195DRILLERSCONSOLEDW/RT-F(4)DW/RT-R(4)01920191绞车绞车DWA控制线路图控制线路图(1)PC18ALARM SILENCE/TEST EMER OFF SEE DETAIL A ASSIGNME

50、NT SWITCH MP1OFF ON MP2OFF ON DW/RTOFFFWD REV OFFDW RT OFFTD RT PLC BYPASS RT I LIMIT MUD TRIPPUMPON OFFMUD PUMP 1MINMUD PUMP 2MINMINMINDROWWORKSRTFRONT VIEW0.00.035.030.11.0S1S2S3S5S6S7S15 当固态继电器内部PC18-04端得到+24V DC电压时，PC18-12端和PC18-13端接通，将-14V DC信号经PC04-02接至正转接触器线圈K05 PWD负端(参见图11-11)。该接触器线圈正端接到SCR4

51、柜中的+60V电源上，正转接触器通电吸合，同时K05 FDW辅助动合触点闭合。-14V信号经过SCR2柜上的锁定动断按钮PB02 DWA L/O(为保安全，维修时锁定断开)和SCR4柜中互锁保护用的动断接触器K07 MPl，接到主接触器K0l DWA和K06 DWA的线圈负端，接触器线圈正端接+60V电源。01880401890608120183018701920191PC184 SOLID STATE CKT BD0000-9562-0001071314DWA /RT-F(4)+24V+24V-14V(4)-14V(4)05+14V(4)+14V(4)0V0V0186018401850192

52、0193+14V01900191PC04-020097PC04-1000992C2NOK5 BOTFWD2C2NOK5 TOPRVE0096010000990100812PL14DWA L/O0157DWA /RT-R(4)绞车绞车DWA控制线路图控制线路图(2)SCR40194K05TFWD TOPPC04-050086+60V+绞车正反转接触器控制电路及绞车正反转接触器控制电路及DWA和和DWB串联运行控制电路串联运行控制电路(2)SCR2-02040194K05BREV BOTPC04-13+-0205PC04-02 PC04-03 PC04-04PC04-01K5BOT1C009701

53、990203K5BOTFWD3C3NO01630200K5BOTFWD4C4NO020202060193K5BOT2CPC04-09 PC04-1000880099K5TOP1CK5TOP2C04-06K04-0402000206TO SCR1X04-06TO SCR304-04这时从SCR4柜到DWA的主电路接通，同时K01 DWA和K06 DWA辅助动合触点闭合，-14V信号经可编程控制器可编程控制器进入司钻台的04-15端。该信号即为绞车DWA的使能信号使能信号，信号输至直流组件中的116端(DW CONT)，它将117端的DW给定信号解锁(参见图11一17)，于是绞车DWA电动机可以正

54、转。PC01-41+812PL14DWA L/O1CK07MP11NC-0094009501730174K01DWA+60V+-009300940174K06DWAK01DWA00953C3NCK06DWA3C3NC0096032TO PCL04-150157绞车绞车DWA控制线路图控制线路图(3)SCR4 绞车电动机反转 如果将S5置于REV位，其他开关位置不变，如图11-9所示，可编程控制器可编程控制器中的ERl/6-19将+24V DC输至PC18-6，使PC18-12和PC18-14接通，-14V DC信号经PC04-l0接到反转接触器线圈K05 REV的负端，使反转接触器通电吸合，同

55、时K05 REV辅助动合触点闭合。其他控制逻辑与DWA正转状态相同，于是DWA电动机可以反转。SCRCB AUX154134-14VDC MODULEMANUALER1/4-05ER1/6-18ER1/6-19SCR4 ONDIGITALINPUTDIGITALOUTPUTDIGITALOUTPUT04-0604-090188+24V(4)+24V(4)04018906081204-14-14V(4)0183018710-0710-05S15PLC BYPASSSC5DW/RT-F10-06SC5DW/RT-R20-0520-0604-1804-195DRILLERSCONSOLEDW/RT-

56、F(4)DW/RT-R(4)01920191绞车绞车DWA控制线路图控制线路图(1)PC1801880401890608120183018701920191PC184 SOLID STATE CKT BD0000-9562-0001071314DWA /RT-F(4)+24V+24V-14V(4)-14V(4)05+14V(4)+14V(4)0V0V01860184018501920193+14V01900191PC04-020097PC04-1000992C2NOK5 BOTFWD2C2NOK5 TOPRVE0096010000990100812PL14DWA L/O0157DWA /RT-

57、R(4)绞车绞车DWA控制线路图控制线路图(2)SCR4 DWS正转 如果Sl置于1点位，则可编程控制器可编程控制器将-14v信号通过PC15-14和PC03-05输往SCR1柜中的K05 DWS接触器接触器，如图所示，接触器通电吸合，使1K5 DWS触点闭合。同时，-14V信号通过PC04-03使SCR2柜中的K05 FWD接触器通电吸台，使2K5 FWD触点闭合。这时DWA电动机和DWB电动机正向串联运行，由SCRl柜供电，在重载或低速起钻时运用这种工况，可使起钻力矩加倍，起钻速度减半。0168K05BDWB BOTPC03-080084FROM SHT.1SCR1 PC15-13+60V

58、+绞车正反转接触器控制电路及绞车正反转接触器控制电路及DWA和和DWB串联运行控制电路串联运行控制电路(1)SCR1-01700167K05TDWS TOPPC03-07+-0180PC03-04 PC03-05 PC03-06PC03-030083008500940096FROM SHT.1SCR1 PC15-14FROM SHT.1SCR1 06-08FROM SHT.1SCR1 06-09009500860097K5TOPDWB1C1NO00830087K5BOTDWS1C1NO00850088RL14DWA L/O5902590262RL15DWB L/O5901610163K5TOP

59、DWB2C2NO00940098K5BOTDWS2C2NO00960099RL14DWA L/O61002600261RL15DWB L/O610016202020194K05TFWD TOPPC04-050086+60V+绞车正反转接触器控制电路及绞车正反转接触器控制电路及DWA和和DWB串联运行控制电路串联运行控制电路(2)SCR2-02040194K05BREV BOTPC04-13+-0205PC04-02 PC04-03 PC04-04PC04-01K5BOT1C009701990203K5BOTFWD3C3NO01630200K5BOTFWD4C4NO020202060193K5B

60、OT2CPC04-09 PC04-1000880099K5TOP1CK5TOP2C04-06K04-0402000206TO SCR1X04-06TO SCR304-04 2绞车的能耗制动绞车的能耗制动 绞车在快速提钻结束时，为使其快速停止，需采用能耗制动能耗制动。 绞车能耗制动电动机通常为串励电动机。一台串励电动机能耗制动需中断串励电动机的电源，其励磁电流也就中断，磁场强度下降到“剩磁”值，如果此时电动机作发电机运行，就必须发送与电动机电流同方向的电流通过串联的励磁线圈。图11-12为绞车能耗制动控制线路图。 绞车提升运行时，图中K02接触器接触器始终带电吸合。当绞车风机运行后，MS0l接触