冲击钻机功率小议直流电动钻机的功率测算及其集电环的维护撰写时间：202X年XX月XX日摘要:随着钻井新工艺的发展,出现了采用水平井、方向井、超深井等来寻找油气的趋势,使得石油钻机必须突破传统的结构型式,以满足各类钻井的要求。在当今世界能源紧缺的情况下,节约能源减少石油钻井生产时的能源消耗,显得更为重要。面对此情况,我们必须对直流电动钻机由无功功率大而引起的发电机功率消耗大的现状加以改进。对影响直流电动钻机集电环使用寿命的问题进行了探讨。Abstract:Withthedevelopmentofdrillingnewtechnology,thetrendofhorizontalwells,directionalwells,andultra-deepwellappearedforfindingoilandgaswhichmakestheoilrigmustbreakthetraditionalstructuretypetomeetalldrillingneeds.Undertoday"ssituationofenergyscarcity,conservingenergyinordertoreduceoildrillingproductionofenergyconsumptionbecomesmoreimportant.Facedwiththissituation,weneedtoimprovethesituationoflargeconsumptioncausedbyalargegenerator,theproblemsthatimpactthelifeofDCelectricdrillcollectingringarediscussed.关键词:直流电动钻机;功率;集电环Keywords:DCelectricdrill;power;collectingring中图分类号:TE922文献标识码:A文章编号:16-4311(2021)06-21-011直流电动钻机直流电机对电网功率因数影响事实上电动钻机的电站功率80%是供可硅系统驱动的直流电动机,而在正常钻井生产时驱动泥浆泵的直流电机所消耗的功率占全部直流电机消耗功率的90%;(除起下钻作业外,泥浆泵是整台钻机的主要功率消耗设备)也就是说电站功率的85%是供给谐波负载(泥浆泵),这么大的谐波负载需要电站提供很大的无功功率,造成无功电流占发电机总电流的30%~35%,致使电站的电网系统功率因数低到0.55~0.65,它严重的限制了电站有功功率的发挥,导致电站存在“动力不足”的问题,因此需要投入大量的发电机组才能满足常规钻井作业的功率需要。在可控硅整流电路中,当其直流输出电压愈低,也就是触发角α愈大时,线路功率因数愈低,这对于大容量直流负载而言,问题变得更为突出,而电动钻机的绞车和转盘由于钻井工艺的要求,有时工作在低速或中速状态,虽消耗一定的无功功率,但他们在钻井生产时不是主要的用电设备,而经常处于低速和中速运转的泥浆泵是钻井生产时主要的用电设备和引起电网电压下降与无功损耗的增大的主要因素,怎样提高供电系统的电网质量和功率因数就显得十分重要。就此分析的泥浆泵工况,能解决泥浆泵的无功损耗问题,是提高整个电网功率因数的关键。2钻井生产时直流电机的工况根据钻井工艺的要求,绞车、转盘和泥浆泵经常需要变速,由于直流电动机采用恒转矩调速,可控硅装置整流输出的直流电压不断变化,可控硅装置的功率因数也随之变化。直流电动机在低转速下运行,造成可控硅装置的功率因数低,这就要求并网的交流发电机组输出大量的无功功率,交流发电机组的运行功率因数取决于可控硅装置的功率因数,两者功率因数基本相当。3电动钻机功率因数的计算电动钻机可控硅整流电路的功率因数:cosΦ≈cos(α+γ变/2)Φ功率因数角α可控硅触发角γ变变压器漏抗引起的重叠角(因我们现场使用的可控硅整流装置没通过变压器供电,而是由发电机直接供电),因此不考虑重叠角γ变时:cosΦ≈cosα。但功率因数cosΦ不仅同电流与电压的相位差有关也受到电流波形畸变的影响,也就是功率因数与波形畸变系数λ,位移系数cosΦi有关,即:cosΦ=λcosΦiΦi是电流基波分量与对应电压的夹角。由上式不难看出,要提高可控硅整流电路的功率因数cosΦ必须增大波形畸变系数λ或减少角位移Φi(也即减少α值)为了增大波形畸变系数λ就要设法减少高次谐波,增加整流相数可以提高电流中高次谐波的最低次数和降低高次谐波的幅值,进而减少波形畸变,增大畸变系数λ。(这是采用常规功率补偿装置以减少无功功率的方法,这里不作详细介绍)为了减少角位移Φi(α)就要减少可控硅触发角α,但可控硅整流电路正是依靠改变可控硅触发角α来调节可控硅整流装置的直流电压输出,大多数人认为不能采用减少触发角α的办法来提高功率因数,那是因为他们只从电气方面考虑,而没有从机械方面...