PDF《WORLD PROGRAM》

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52 世界方案 WORLD PROGRAM 西门子顶驱电控系统 提升某石油机械厂顶驱的竞争力 顶部驱动钻井装置是当今钻井工程界的重大前沿 技术之一,迄今为止全球只有不到十家公司具备该生 产能力. 西门子大型传动部(LD BU)协助SFAE解决 某石油机械厂的技术痛点 2003年西门子与某石油机械厂开始合同研发"顶驱 电控系统".顶驱作为石油钻井主要设备,是整个顶驱 设备的神经中枢,一旦顶驱出现机械故障,会使用户 蒙受巨大的损失,严重的还可能引发钻井事故.项目 组还需解决如何满足某石油机械公司用户最基本的设 备需求,如保证钻采24小时不宕机.因此,研发出理 想的顶驱电控系统,电控系统设计和制造水平决定了 顶驱设备整体的可靠性和运行水平成了项目组的攻克 难点. 鉴于某石油机械公司项目的特殊性,大型驱动部 在西门子有限公司北方区的领导下,参加了某石油机 械公司顶驱项目专门成立的跨部门客户服务团队,鼎 立协助SFAE顶驱项目组. 根据项目组制定的"零缺陷管理流程",按照该 石油机械公司电控系统的设计、制造、服务、新产品 开发和新技术应用优化流程,改进设计、检验手段和 质量控制手段,实现了系统的自动检验.VIP服务流程 为该石油机械公司顶驱及客户提供365天24小时全天候 服务响应. 优越的顶驱电控系统平台 西门子与该石油机械公司共同研发出的顶驱电 控系统实现了电控房与司钻操作台、本体控制站之间 的智能通讯;

方便了钻机维护管理人员与司钻集中监 控,具有很好的可视性和可读性.同时使系统结构大 大简化,后续功能开发空间很大,无论从设计、安装、运行、维护,还是提高工效等方面,都体现出优 越性,为系统的全集成自动化奠定了基础. 如图1所示. 顶驱网络系统采用的是PROFIBUS-DP结构, 包括所有远程站和变频驱动系统,所有子站、整流器 和逆变器都通过PROFIBUS协议与CPU进行通讯. 除CPU与本体站以外,所有的通讯电缆均为屏蔽双绞 线.CPU与本体站的通讯为光缆.其中CPU机架共使 用的信号模块为5个DI、2个DO、1个AO.数字输入 主要将系统的各路电源状态输入到PLC以供系统的自 诊断及上位工控软件WINCC显示使用.在项目中使用 的SIMATIC S7-300系列PLC是西门子全集成自动化 TIA系统中的控制核心,是其集成与开放特性的重要体 现. 技术先进,安全可靠, 成本低廉的自动化解决方案 该顶控电控系统全集成自动化解决方案,针对 图1 顶驱系统组成示意图 图2 交流变频顶部驱动钻井装置测试台 Siemens top drive power control system upgrading the competitiveness of the top drive in a petroleum machinery factory CONTROL & DRIVE 2013f07 NO.124

53 www.chuandong.com 系统的安全可靠性、减少停机时间;

减少系统运维成 本;

充分考虑油田勘探的不同地域环境、工况和安装调 试便利性等,采用先进的设计研发手段为该石油机械公 司建立了具有国际先进水平的专用全功能、全载荷、全 功率试验装置,建设了具有国际水准的现代化生产设 施,研究开发了相关的钻井工艺技术,形成了10余项国 家专利.西门子针对该石油机械公司技术人员进行专业 化培训,帮助该石油机械公司实现了年产百余套套顶驱 的规模生产能力,同时组建了一支高水平的技术服务队 伍.交流变频顶部驱动钻井设备很快形成了批量生产能 力,在国内市场打破了国外品牌的垄断,并实现了产品 的完全替代,同时迅速打入了国际市场. SIMOVERT MASTDRIVES CUVC 使您的机器设备与众不同的驱动系统 对于额定驱动功率高达6000KW的连续过程控 制任务来说,自动控制和驱动技术的要求都很高. SIMOVERT MASTDRIVES CUVC矢量控制模块,已 经在世界范围内取得了巨大成功,可以动态、高效、 而灵活的应用于所有领域. 控制原理是独一无二的: 从驱动器的过程控制 刀自动控制都采用了一个专门的工程管理工具-Drive ES;