[实用新型]自升平台钻井抬升集成驱动系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及集成驱动系统，更具体地说，涉及自升平台钻井抬升集成驱动系统

背景技术

随着世界能源需求的不断加大及陆上石油资源的逐渐枯竭，造成海上石油钻井平台的需求在最近几十年迅猛发展。常规的自升式钻井平台都有钻井和抬升2大系统。抬升到位后进行钻井，钻井结束后进行抬升。抬升和钻井两个机构不会同时操作。但目前世界上现存的钻井平台的抬升和钻井机构的抬升电控系统都是完全独立了。这其中的主要原因是钻井机构和抬升机构都是独立分包，都有其独立的供应商，而且现有的系统被为数不多的几家供应商垄断，对于平台买家或船厂来说处于强势地位，造成不同厂家间的系统无法兼容和资源共享集成。

另外，随着近海和浅层油气资源的开发殆尽，海上钻井平台也逐渐向外海和地下深层油气发展。在现有通用的平台船型框架下要求的钻井深度不断加大，所处海域的水深也不断加深，这必然造成现有钻井系统和抬升系统增加工作范围，必然造成电气系统的功率容量也随之增加，电控系统的空间尺寸和重量也不断增长。同时，随着变频交流调试技术的成熟及抬升及钻井实际应用需求及功能精度等方面要求的提高，交流变频技术已成为平台上大功率设备运行的主要驱动方式。

另一方面，整个平台上空间狭小，相关设备的空间尺寸要求相对紧凑。现有的平台船型限制了抬升机构的规格参数，任意提高输出能力还受到机构金属材质强度等方面的约束，抬升机构的输出能力是有限制的。现有的抬升通常采用3或4套桩腿，通过独立的3或4套电控驱动系统控制，一旦其中的一套驱动系统出现问题，整个抬升机构就无法进行安全操作。

在传统的起重机械电控系统中，不同时使用的起升机构普遍采用变频驱动系统的共享切换技术，并且此类应用已经非常成熟。在空间、成本等方面都非常有优势。

自升式钻井平台最基本的工况为：整个平台拖行到指定海域位置后，进行抬升操作，使整个平台稳定的插桩入海底，从而使平台站立在水面之上。此时平台钻井滑移模块移出进行钻井相关的工作，比如绞车升降机构、泥浆循环处理机构和顶驱旋转机构的运行，从而开始正式的钻井采油工作。钻井工作完成后，收回滑移模块后，平台抬升机构下降，桩腿上升，平台再次拖行到下一个指定海域采油。期间平台的抬升作业和钻井作业在时间上是不会同时作业的。两套作业系统虽然都采用了变频驱动系统，但两套系统完全独立。

基本的配置如图1所示。钻井变频驱动系统的变压器、整流单元、制动单元、制动电阻等独用于钻井系统的绞车、泥浆泵、顶驱等3大机构。而平台抬升用的3或4套变频驱动系统则直接从主配电系统取电并独立驱动相应的抬升机构。

每套抬升机构的独立变频系统如图2所示。每套系统都分别从平台配电系统单独取电，都有各自独立的变压器、整流单元、制动单元、制动电阻等部分，最后输出去各电机MCC。

对于以上这些情况，在平台的生产设计中出现如下一些问题：空间尺寸问题，钻井和抬升电控系统的功率容量较大，造成驱动系统柜体空间尺寸等不断增加，在固定的船型尺寸中无法完成电气设备的布置，即使勉强完成安装，今后的检修和维护也非常困难；重量问题，钻井和抬升电控系统的功率容量较大造成电控系统重量急剧上升，影响到整个平台的重量，造成现有抬升机构无法抬起整个平台；成本费用问题，变频驱动系统功率容量较大，电控系统的相关成本也不断增加；现场施工问题，电气系统中的设备和电缆大量增加，现场电气施工工作量和难度急剧增加，造成施工周期延长，施工成本增加；安全冗余问题，一旦抬升机构上的任一条腿的电控驱动系统出现故障，整个抬升机构就无法操作，可靠性安全性不高。

实用新型内容

针对现有技术中存在的空间尺寸问题，重量问题，成本费用问题，现场施工问题和安全冗余问题，本实用新型的目的是提供一种自升平台钻井抬升集成驱动系统。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型，提供一种自升平台钻井抬升集成驱动系统，其特征在于，包括主配电板、变频驱动电路。主配电板包括两组并行的三相电源机组，分别是第一电源机组和第二电源机组。变频驱动电路包括两组并行的运行电路，分别是第一运行电路和第二运行电路。第一电源机组连接第一运行电路，第二电源机组连接第二运行电路，且第一运行电路和第二运行电路之间设有接通开关。

根据本实用新型的一实施例第一运行电路包括多个并联的第一抬升电机、第一制动电阻、第一泥浆泵、第一顶部驱动电机和第一绞车。

根据本实用新型的一实施例第二运行电路包括多个并联的第二抬升电机、第二制动电阻、第二泥浆泵、第二顶部驱动电机和第二绞车。