[00141580]系列直驅泥漿泵電機及控制系統

(一)課題來源與背景 泥漿泵是石油鉆機的重要設備,通過循環系統中的高壓管匯向井底輸送鉆井液,冷卻鉆頭、清潔井底、破碎巖石、攜帶巖屑和平衡地層壓力等。 隨著鉆井深度的增加,和激進鉆井參數的應用,泥漿泵向大功率、高泵壓、大排量的趨勢發展。對泥漿泵組的運行經濟性、重量、運輸尺寸的要求越來越高。 （二）技術原理及性能指標 低速大扭矩電機直接驅動泥漿泵,電機定子安裝在泥漿泵殼體上,電機固定與傳動方案采用懸掛式安裝結構型式。F-800/1000兩種泥漿泵采用1臺電機單側安裝,WF-2000HL和F-1300/1600（HL）/2200HL五類泥漿泵采用2臺電機雙側安裝。專用變頻控制系統實現泥漿泵直驅電機的全數字化通訊和泥漿泵泵沖無級調節,具備多泵組并機“軟泵”功能及完善的保護功能。 1.直驅泥漿泵電機參數 電機額定功率kW 600 850 額定電壓V 600 600 額定電流A 725 1079 額定速度r/min 505 369 額定扭矩N.m 11345 21998 重量t ＜3.5 ＜4.5 2.各型號直驅泵組電機配置 泵組型號 電機規格 電機數量 F-800 600kW 1 F-1000 850kW 1 F-1300 600kW 2 F-1600（HL） 600kW 2 WF-2000HL 850kW 2 F-2200HL 850kW 2 （三）技術的創造性、先進性 1.創造性 （1）電機結構型式 直驅泥漿泵電機采用盤式電機,電機輸出軸為空心軸結構型式,電機定子通過連接法蘭固定在泥漿泵外殼上,電機自重和反扭矩通過連接法蘭傳遞到泥漿泵殼體,泥漿泵輸入軸不承受電機重量,無需改變泥漿泵結構。 （2）泵組傳動型式 電機轉子通過萬向聯軸器與泥漿泵輸入軸連接,具有緩沖和減震的作用,避免由于轉子和輸入軸不同心造成設備損壞,對裝配技術和工具要求低,易于安裝維護。 （3）電機規格系列化、標準化 兩種規格直驅電機涵蓋了全系列泥漿泵,不同類型的泥漿泵可以使用同一規格的電機,同一臺泵的左右電機可以互換,電機的規格和種類的少,方便用戶庫存和備件管理。 2.先進性 （1）電機直接驅動,傳動效率提高5.2%,節約作業成本。 （2）泵組長度縮短1.5-2m,泵組重量減輕5-9t,減少占地面積,方便搬家運輸。 （3）安裝簡單方便,無需改變原泥漿泵結構。 （四）技術的成熟程度,適用范圍和安全性 系列直驅泥漿泵電機及專用控制系統是為陸地和海洋石油鉆井提供一種結構簡單、傳動效率高、尺寸小、重量輕的由兩臺低速大扭矩盤式電機直接驅動的泥漿泵組及專用控制系統。 適用于石油鉆井裝備領域的交流變頻驅動陸地鉆機/海洋平臺配套和鏈條傳動泵組改造。 系列直驅泥漿泵電機及控制系統充分考慮健康、安全和環保等因素,按照確保本質安全的目標,項目安全設施設計合理、配置齊全。 （五）推廣應用前景及存在問題 該成果列入中國石油天然氣集團公司2018和2019年自主創新重大技術裝備推廣應用產品目錄,并成為中油油服更新鉆機標準配置,已累計生產337臺。 預計系列直驅泥漿泵電機約300臺/年,控制系統40～60套/年,具有顯著的經濟效益和良好的社會效益,市場應用前景廣闊。 經過四年時間的試驗,泥漿泵組電機、電控及電機與泵組連接未出現故障,泵組總體性能好,可靠性高,滿足鉆井現場對鉆井裝備的使用要求。