海洋钻机电气控制系统设计及关键技术
海洋石油钻机的本质为一套结构非常繁杂的大型设备，这套大型设备通常是由旋转系统、起升系统、传动系统、控制系统、钻井液循环系统等许多个系统组建而成，从而能够使这套系统完成下钻、起钻、循环洗井、旋转钻进等一系列的工作。然而要使这套设备完成这一系列的繁杂工作，就必须拥有一套完整的电控制系统。但是我们国家软扭矩控制、海湾升沉补偿和软泵控制这些方面的技术还不够成熟，导致自动化程度偏低，所以未能广泛应用。
1 电器控制系统的基本构成
电驱动石油钻机的电气控制系统总共是由3个部分所组成的。首先是由柴油发电锯所组成的基础动力控制系统;其次是用于辅助和控制各电动组、照明、井场等多个作业区域的供电控制系统;最后是由直流调速所组成的设备的传动控制系统。
2 电气控制系统的设计
我们所研究的70DBF电驱动的电器控制系统所应用的是由柴油发电机组通过并网的方式，最终产生电流，然后向所需要的系统供电的方式。例如向VFD系统还有SCR系统同时提供AC600 V的电网，我们日常的生活用電是由一台600/400 V 1 250 kVA的变压器为电源提供的。
2.1 动力控制系统的设计
动力控制系统的组成采用的是4台柴油机组采用并网发电的形式，这套动力系统的容量为6 000 kVA，系统的总功率为4 800 kW，系统的频率为50 Hz，系统的电压AC为600 V，每一台柴油机的单机功率都是1 200 kW。这套系统的测量仪选用的是7 300全数字的智能电力仪表，这款仪表不仅在计算精度方面特别出色同时还能够完成计算机的一些通信任务。
2.2 电气传动控制系统的设计
这套电气传动系统是由3台传动柜将发电并网母线上原本的交流电整流成直流电，然后用整流来的直流电来启动3台泥浆泵上面存在的6台串励直流电机，所运用的方式是一对二的操控方式。为这套传动控制系统提供技术支持的是西门子6SE71交流变频调速技术和6RA70直流操控技术，都是全数字的。西门子的这两个调控技术有许多的优点，例如调速快、调度精准、使用方便快捷、故障率低等。
2.3 PLC控制系统的设计
我们所研究的这套电气控制系统中，PLC网络控制系统采用的指示系统为***** TP-270触摸屏形式，可以对整个钻机系统进行实时的监控，监控方式是采用画面的形式，同时还能够通过报警和故障的检测来完成对整套钻机系统的实时监控。
3 控制系统的关键技术
3.1 控制系统中的自动送钻技术
自动送钻技术的基本算法取自自适应Fuzzy PID控制算法，所采用的变频器和电机为西门子的6SE71和同为西门子品牌的S7-300 PLC系列的45 kVA变频器，电机为37 kW的交流电机。自动送钻技术是通过速度环、钻压环、气压环3环的共同控制，从而实现打钻的过程中悬重的恒定，进而达到给定钻压的恒定要求，最终完成自动送钻的目的。
3.2 控制系统中的软扭矩控制技术
控制系统中的软扭矩控制技术是根据实时检测到的电机速度还有扭矩，来判断和提前预测此时井下的各部件运行状态是否良好和接下来的运行趋势，并且通过所预估到的各部件运行状态和未来的运行趋势来判断是否需要对其进行修补及修补范围的大小。修补的大小通常是依据当前的钻头、钻柱、下部钻具等多个部分的组合数据来决定的。
3.3 控制系统中的软泵控制技术
当多台钻井泵同时进行工作时，每个泵的泵速都是独立进行调节的，泵与泵之间的活塞运动互补协调，这样就会使泵压叠加，从而导
致高压管路里面的钻压液发生非常大的波动。采用检查每一台钻井泵轴在钻井中的具体角位置从而来推断活塞的位置的方式，最终达成多台泵的“角同步”控制目的。
3.4 控制系统中的主动升沉补偿技术
主动沉降补偿技术实际上就是通过绞车的动力系统完成对绞车滚轮转速的控制，实现钢丝绳的收放工作，通过天车自身的滑轮控制游车，最终实现升沉补偿功能。
4 结语
本文中所涉及的电气控制系统和这些系统所应用到的关键技术，如今在各类钻井驳船和各类自升式的钻井平台上都得到了应用，并且都能够满足固井、钻井和辅助试油等一系列的作业要求。经过在实际生产作业中的运行与检测，我们可以看出该电控系统是一套可靠的系统，并且运行稳定，使用起来快捷方便，操作简单，所运用的技术先进成熟，完全能够满足7 000 m海洋钻机的生产需要。
海洋钻机电气控制系统设计及关键技术 海洋石油钻机的本质为一套结构非常繁杂的大型设备，这套大型设备通常是由旋转系统、起升系统、传动系统、控制系统、钻井液循环系统等许多个系统组建而成，从而能够使这套系统完成下钻、起钻、循环洗井、旋转钻进等一系列的工作。然而要使这套设备完成这一系列的繁杂工作，就必须拥有一套完整的电控制系统。但是我们国家软扭矩控制、海湾升沉补偿和软泵控制这些方面的技术还不够成熟，导致自动化程度偏低，所以未能广泛应用。 1 电器控制系统的基本构成 电驱动石油钻机的电气控制系统总共是由3个部分所组成的。首先是由柴油发电锯所组成的基础动力控制系统;其次是用于辅助和控制各电动组、照明、井场等多个作业区域的供电控制系统;最后是由直流调速所组成的设备的传动控制系统。 2 电气控制系统的设计 我们所研究的70DBF电驱动的电器控制系统所应用的是由柴油发电机组通过并网的方式，最终产生电流，然后向所需要的系统供电的方式。例如向VFD系统还有SCR系统同时提供AC600 V的电网，我们日常的生活用電是由一台600/400 V 1 250 kVA的变压器为电源提供的。 2.1 动力控制系统的设计 动力控制系统的组成采用的是4台柴油机组采用并网发电的形式，这套动力系统的容量为6 000 kVA，系统的总功率为4 800 kW，系统的频率为50 Hz，系统的电压AC为600 V，每一台柴油机的单机功率都是1 200 kW。这套系统的测量仪选用的是7 300全数字的智能电力仪表，这款仪表不仅在计算精度方面特别出色同时还能够完成计算机的一些通信任务。 2.2 电气传动控制系统的设计
这套电气传动系统是由3台传动柜将发电并网母线上原本的交流电整流成直流电，然后用整流来的直流电来启动3台泥浆泵上面存在的6台串励直流电机，所运用的方式是一对二的操控方式。为这套传动控制系统提供技术支持的是西门子6SE71交流变频调速技术和6RA70直流操控技术，都是全数字的。西门子的这两个调控技术有许多的优点，例如调速快、调度精准、使用方便快捷、故障率低等。 2.3 PLC控制系统的设计 我们所研究的这套电气控制系统中，PLC网络控制系统采用的指示系统为***** TP-270触摸屏形式，可以对整个钻机系统进行实时的监控，监控方式是采用画面的形式，同时还能够通过报警和故障的检测来完成对整套钻机系统的实时监控。 3 控制系统的关键技术 3.1 控制系统中的自动送钻技术 自动送钻技术的基本算法取自自适应Fuzzy PID控制算法，所采用的变频器和电机为西门子的6SE71和同为西门子品牌的S7-300 PLC系列的45 kVA变频器，电机为37 kW的交流电机。自动送钻技术是通过速度环、钻压环、气压环3环的共同控制，从而实现打钻的过程中悬重的恒定，进而达到给定钻压的恒定要求，最终完成自动送钻的目的。 3.2 控制系统中的软扭矩控制技术 控制系统中的软扭矩控制技术是根据实时检测到的电机速度还有扭矩，来判断和提前预测此时井下的各部件运行状态是否良好和接下来的运行趋势，并且通过所预估到的各部件运行状态和未来的运行趋势来判断是否需要对其进行修补及修补范围的大小。修补的大小通常是依据当前的钻头、钻柱、下部钻具等多个部分的组合数据来决定的。 3.3 控制系统中的软泵控制技术 当多台钻井泵同时进行工作时，每个泵的泵速都是独立进行调节的，泵与泵之间的活塞运动互补协调，这样就会使泵压叠加，从而导
海洋石油模块钻机钻井液固控系统设计 【摘要】：众所周知，钻井液在整个钻井工程中充当了特别重要的角色，它 的地位极高，钻井液的存在与否，直接影响了钻井工程的进行，如果钻井液的 质量没有得到保证，那么最后钻出来的井的质量也不能得到保证，其次，现在都 在注重石油钻井工程，石油钻井工程的促进可以增加石油的产量，同时如何提高 对这些不可再生资源的挖掘技术也算是一个技术上的难点问题，而对难点问题进 行解决了之后能极大的促进我国石油工业的发展，本文就以目前我国钻井液固控 系统的设计样式为基本内容，浅谈其固控系统的设计要点。 【关键词】：钻井液; 固控系统; 设计要点 随着对石油行业的重视，越来越多的施工团队也明白了石油开采的重要性， 不少施工团队也开始将目光放在钻井技术上，也有很多的技术人员，一直致力于 完善整个固控系统，目的也是为了让钻井工程完成得更加方便，钻井技术越高超，在未来所花时间越少，也就能提高工程的完成效率，这都是整个固控系统 完善之后的好处。但是重点的问题就在于如何设计该系统，该系统的首要设计 要求就是与当前固控工艺相结合，而且同时我国预算也有限，在进行固控系统 的完善的前提是一定要保证资金使用的数额不多，至少不能超过成本的数额， 成本是个必须要进行严格控制的东西，同时也不能委屈了机器的更新 换代，一定要保证在有限的经济成本下，还能设计出功能高超的固控系统。以下，便是对固控系统的设计要点进行的分析和归纳。 1 固控系统的布局 总体来说，固控系统就要为钻井工程服务，在这当中，固相控制工作在整个 工程中起领导作用，而且固控系统本身也安装有相应的固控设备，就是为了更 好地让固控系统发挥出相应的能力，而且固控系统也可以将固控的能力和钻井的 技术结合在一起，这样最终可以达到一举两得的好效果，钻井工程才会更快并
ZJ40LDB钻机井场电气系统技术协议 为保证ZJ40LDB的整机性能，明确井电系统供货范围，渤海钻探工程有限公司（以下简称需方）与南阳二机石油装备（集团）有限公司（以下简称供方）就ZJ40LDB井电系统的技术要求、配套范围、质量控制与责任、监造、技术文件、技术服务、验收方式等问题进行了充分协商，达成如下协议： 1 技术要求 1.1 防爆等级： 适用1区、2区防爆场所 1.2电源电压：380V/220V（三相四线制系统）； 1.3电源频率：50HZ； 1.4适应环境：相对湿度≤90%（+20℃）、环境温度-35℃至+50℃、海拔高度 ≦2000m、野外露天工况； 1.5绝缘强度：1000V兆欧表测量不低于2MΩ，线路1400V交流试验1分钟 不击穿； 1.6 接地极接地电阻≤4Ω。 2 设计制造依据标准 1.1 API RP 500B《石油设施电力装置场所分类推荐作法》。 1.2 GB 3836.1—2000《爆炸性气体环境用电气设备》第一部分:通用要求eqv IEC 60079—0:1998 1.3 GB 3836.2—2000 《爆炸性气体环境用电气设备》第二部分:隔爆型“d” eqv IEC 60079—1:1990 1.4 GB 3836.3—2000《爆炸性气体环境用电气设备》第三部分:增安型“e” eqv IEC 60079--2:1990 1.5 GB 3836.8—87《爆炸性环境用防爆电气设备》无火花型电气设备“n” 1.6 GB 50058—92《爆炸和火灾电力装置设计规范》 1.7 中华人民共和国《爆炸危险场所电气安全规程》试引用1987.1 2.16。 1.8 《油气田爆炸场所分区》 1.9 SY／T 5957－94《井场电气安装技术要求》
项目编号： 随着我国机械自动化水平的逐步提高，我国石油钻机行业的自动化过程也取得了明显的进步，石油钻机的主题配套设备已经到了国际水平，但是石油钻机的外围配套设备还基本处在20世纪60-70年代的水平，劳动强度大，危险系数高。自动化猫道控制系统，采用了遥控远程控制的方式，大大提高了生产效率，PLC编程采用了互锁，运行期间如果误操作不会产生影响。如何保证液、气缸正常工作保证缸内压力保持稳定得到了解决。 1．钻具进入和移出自动化猫道的方式。 2.钻具在自动化猫道台面和钻台之间的上提下放。通过自动化控制实现钻杆、钻铤、套管等钻具在猫道和钻台之间的上下移动，替代人工栓绳套，利用气动绞车提升上钻台或将钻杆甩下钻台的作业。 3.自动化猫道配有系统断电、元器件故障以及误操作等多项安全保护。为保护自动猫道操作平稳、安全、可靠，在控制系统内增加多项安全保护，以避免钻具失控发生下砸事故。 4．遥控集中操作。吧自动化猫道液缸、气缸、液压站电机等所有设备或不见得控制集中在一起，集成在一个控制箱内便于操作，另外还配置了一个便携式的控制箱，随身携带便于远程遥控。 我们公司是一家专门从事石油钻机电气控制系统设计、制造及调试服务的专业公司，每年都会承接一些钻井架猫道改造项目，由于以往上提或下方钻具都是有4-6人操作，费时费力。我公司开发的自动化猫道控制系统实现了这一技术攻关及突破，自动化猫道的成功应用可大大缩短钻井时间，提高钻井效率，降低作业成本。此项技术的公
关及突破，也会对企业带来很多的经济效益极好的产品声誉。 电气技术性能指标为：处理管子最大直径： 20英寸 处理管子最大长度： 13米 处理管子最大重量： 4-5吨 速度： 30-40根/小时 举升钻具的最大直径举升钻具的最大直径 339.7mm 举升最大重量 10kN 配套钻机 5000m双升 型式四连杆机构 动力猫道云梁上校车的运动距离 5.5m 钻杆最大举升高度 10m 钻杆架高度 1500mm
基于PLC的直流电动机双闭环调速系统设计 1.PLC直流调速系统的概述 三十多年来，直流电机调速控制经历了重大的变革。首先实现了整流器的更新换代，以晶闸管整流装置取代了习用已久的直流发电机电动机组及水银整流装置使直流电气传动完成了一次大的跃进。同时，控制电路已经实现高集成化、小型化、高可靠性及低成本。以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅提高，应用范围不断扩大。直流调速技术不断发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代。直流调速是指人为地或自动地改变直流电动机的转速,以满足工作机械的要求。从机械特性上看,就是通过改变电动机的参数或外加工电压等方法来改变电动机的机械特性,从而改变电动机机械特性和工作特性机械特性的交点,使电动机的稳定运转速度发生变化。直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在广泛范围内平滑调速，在轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。近年来，交流调速系统发展很快，然而直流拖动系统无论在理论上和实践上都比较成熟，并且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础，所以直流调速系统在生产生活中有着举足轻重的作用。 可编程序控制器（Programmable Controller,PC）在其早期主要应用于开关量的逻辑控制，因此也称为PLC(Programmable Logic Controller),即可编程序逻辑控制器。可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术而发展起来的一种通用的工业自动控制装置。它具有体积小、编程简单、功能强、抗干扰能力强、可靠性高、灵活通用与维护方便等优点，目前在冶金、化工、交通、电力等工业领域获得了广泛的应用，成为了现代工业控制的四大支柱（可编程序控制器技术、机器人技术、CAD/CAM技术和数控技术）之一。为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称PC 混淆，可编程控制器均简称为PLC。 1.1 PLC的基本组成 PLC的基本组成为四部分：中央处理器（CPU）\存储器、输入/输出（I/O）模块和电源。 1.2 PLC的功能 现在的PLC一般具有如下主要功能： 1）开关量逻辑控制功能 2）定时/计数控制功能 3）数据处理功能 4）监控、故障诊断功能 5）步进控制功能 6）A/D、D/A转换功能 7）停电记忆功能 8）扩展功能 9）通信连网功能 10）远程I/O功能 1.3 PLC的特点 1）可靠性高，抗干扰能力强
海洋石油企业模块钻机的应用及发展趋势分析 1 模块钻机定义 模块钻机（modularized drilling rig），也就是块状钻机，是指为了达到降低海洋钻井成本与钻井辅助成本的目的，将钻井装置按照模块功能，基于便捷安装的要求，分装在不同的底座上，到井位后通过简单的安装，搬家移动时能快速分拆，分块运输，是钻机实行高度集装化、安装移运性能快速化、环境适应性能广泛化和操作性能友好化的重要组成部分。控制系统、旋转系统、动力系统、防喷器系统、起升系统和钻井液循环系统等是海洋模块钻机的重要组成部分。 2 模块钻机优势 与传统的移运式钻机相比，模块钻机的拆卸、移运和安装均有比较大的优势。虽然模块钻机在移运性上稍逊于移运式钻机，但模块钻机布置灵活，钻井能力涵盖范围大，环境适应能力强，井架稳定性好，性价比相对较好，尤其是性能优异的交流变频驱动方式进入钻机行业之后，由于移运式钻机必须配置用于行车的柴油机，所以模块钻机则更显出在经济和技术上的优势更加明显，同时随着技术的进步，模块钻机的拆装、运输越来越方便，效率也更高。 3 国外模块钻机的现状 目前模块钻机在钻机装备制造技术发达的国家已十分成熟，获得了广泛应用。其中以Varco公司和National oilwell公司为代表，主要表现为以下几个主要特点：一是模块钻机朝着大型化、结构形式多样化方向发展。如Varco公司生产的ADS 30Q 绞车功率可达4477kW，预计钻井深度可达15000m，钻井泵的水功率达2350kW。 其次是电气传动技术的进步使得传动更加简单，特别是交流变频驱动技术的广泛使用。比如已开发出Wirth和Varco ADS齿轮传动单轴绞车，可以使用主电动机能耗制动刹车取代辅助刹车。 第三是新型一体化旋升式井架和底座、多节自升式井架的起放更安全，使模块钻机在钻井过程中更稳定，占用井场面积更小。模块钻机移运性能不断提高，能够实现快速搬迁。 第四是盘式刹车、顶部驱动钻井装置、立根自动排放机构、铁钻工装置的使用，使钻井智能化、自动化成为现实，使科学钻井成为可能。 4 国内模块钻机的现状 我国模块化钻机的市场需求的启动以及模块化钻机应用技术的研究其标志事件是ZJ20K型橇装模块化钻机研制成功，并运至加拿大钻井作业，目前国内有些厂家设计开发并研制出了一批满足国内油田的模块钻机，其中最具代表性的是出口到美国的NaborsZJ704500DB型钻机，该种型号钻机代表了我国当前石油钻机的最高设计研制水平。具有模块化设计程度高，钻机布局相当合理，排列紧凑且整套钻机设备占地面积小的多种优势。 目前新建的海洋钻机大部分采用模块化的结构，各家主要是以降低建造成本、符合运转要求、质量轻便、运转方便、结构设计优化等作为主要目的，通常是在陆上建造好，然后再装船，再通过吊装设备安装至海洋平台上。也有一些模块钻机其模块划分较少，为了能够方便快捷，通过多次吊装的方法较短时间内安装到平台上，主要的区别是模块化的程度高低不同。 5 模块钻机的应用发展趋势 5.1 电驱动模块钻机将被广泛应用
电气自动化控制系统的设计 摘要：随着科学技术的迅猛发展，信息技术水平得到显著增强，新材料、新 技术如同雨后春笋般的浮现出来，例如网络技术、控制技术以及显示技术等，在 社会的各行各业中得到广泛的应用。运用信息技术实现电气控制系统自动化，能 够大大提高电气系统的运行效率，确保电气系统的运行安全，进而促进电气行业 的更快、更好发展。但目前，提高电气控制系统自动化的水平，还需要在设计方 面多下工夫，通过不断优化设计方案，来保证电气控制系统自动化设计的科学性、合理性与实用性。本文将对电气自动化控制系统进行简要分析，并对自动化系统 设计的思路以及设计中的注意事项加以阐述。 关键词：电气控制系统；自动化；系统设计 1、电气工程自动化技术的设计原则 第一，综合性原则。进行电气工程自动化技术设计时，需要遵守综合性原则。综合性原则要求设计人员将理论与实践相结合进行设计，并结合工作经验与相关 技术经验。将企业的工业生产情况、设计活动作为设计的基础指标，再选择合适 的电子元件，利用辅助设备进行设计，以保证组装系统的科学性、合理性，使其 与企业的生产活动方式相契合，以提高企业电气工程的自动化水平、智能化水平，提升工作效率。第二，经济性原则。设计人员应遵守经济性原则，在保障企业经 济效益的前提下进行系统设计。进行系统设计时，需要设计人员在保障系统设计 质量的同时，合理控制设计成本。进行硬件设计时，需要选择经济性较高的材料，严格控制采购装备的价格，制定相关的设计优化方案，避免盲目采购。第三，既 定原则。在电气工程软件设计的过程中，需要遵守既定原则，市场中软件具有多 样性，不同软件具备的优势存在差异。为了保证系统与企业生产活动的契合性， 设计人员应结合企业的自动化技术、生产活动现状等方面，再选择针对性强的软件，为了保证其质量，需要从正规渠道获取软件。设计人员在进行软件设计的过 程中，需要结合企业的电气工程实际情况、自动化技术开展系统设计，只凭借主 观经验，会导致系统设计与企业的生产活动不匹配，影响工作效率。
海洋工程装备关键技术和支撑技术 摘要：当前很多国家都将开发油气资源领域扩展到海洋，更成为挖掘油气资 源重要方式。我国也将开发海洋油气资源作为提升国家经济实力的重要战略，因 而需要从多方面分析海洋工程装备关键和支撑技术，壮大海洋工程装备制造业的 同时提升其竞争力和创新能力，提高海洋工程石油资源开发效率，实现促进经济 增长作用。 关键词：海洋工程装备；关键技术；支撑技术 20世纪70年代，世界爆发了一场石油危机，以至于世界各国越来越重视能 源战略。除了传统的积极发展可替代能源外，更需要运用现代化高科技开发深油田。但不得不指出，当前陆地和近海油气资源逐渐减少，甚至有枯竭现象，世界 各国在日益增长的全球能源需求背景下将开发油气资源重点转向国内深海油田， 由此则凸显海洋工程装备关键和支撑技术重要性，从而更好地提升海洋工程装备 制造竞争力和创新能力，推动海洋工程实现跨越式发展。 1海洋工程装备的内容 海洋装备包括大型工程装备和辅助装备两部分,海洋资源勘探、开采、加工、储运、管理、后勤服务等都属于海洋装备的内容,它的特点是技术要求高、投入 较大、产出多、附加值高、风险高。海洋装备是高新技术的综合体,将先进制造 技术、信息技术和新材料的应用技术融为一体。海洋装备在我国的起步较晚,目 前已经具有一定的规模,合理利用海洋资源,对海洋装备技术进行创新是我国目前 的主要目标和任务,我们要加强创新,继续推动海洋事业的发展。 2海洋工程装备的现状 陆地上的很多资源都属于不可再生资源,正在逐渐减少,人类社会的发展更多 的要依靠海洋。基本上每一个沿海国家,都将开发利用海洋资源作为国家的发展 战略,海洋经济为国家的经济发展做出了突出的贡献,海洋工程和海洋开发业已经
电气工程师在海洋工程中的作用电气工程师在现代海洋工程中起着至关重要的作用。随着科学技术的不断发展和人类对海洋资源的需求日益增长，海洋工程变得越来越复杂和多样化。电气工程师以其专业的知识和技能，为海洋工程的设计、建设和运行提供了不可或缺的支持。 一、海洋工程的基础设施 电气工程师在海洋工程的基础设施方面发挥着重要作用。比如，在海洋石油钻探平台的设计和建设过程中，电气工程师负责电力系统的规划和设计。他们需要考虑到平台的电力供应需求、电力分配和电力传输等方面，确保平台的稳定供电，满足各种工作设备和设施的电力需求。 同时，电气工程师还参与到海洋风力发电场的规划与建设中。他们负责设计风力涡轮机组的电气控制系统，确保风能的高效利用和电力的传输。此外，在海洋能源开发方面，电气工程师还积极参与到潮汐能、波浪能和温差能等技术的研发和应用中。 二、海洋数据采集与传输 电气工程师在海洋数据采集与传输方面起着重要作用。在海洋测量和勘探中，电气工程师负责设计和维护各种传感器、测量仪器和数据采集系统。他们利用先进的传感技术和通信技术，实时监测和记录海洋环境数据，比如水深、海底地形、海洋生物等信息，为海洋资源的利用和管理提供可靠的科学依据。
此外，电气工程师还负责设计和维护海底电缆系统。海底电缆是连 接陆地与海洋工程的重要纽带，它们承担着电力传输、数据传输等多 种功能。电气工程师需要考虑到海洋环境的复杂性，保证海底电缆的 可靠性和稳定性，确保数据和能源的传输。 三、海洋工程的自动化与控制 电气工程师在海洋工程的自动化与控制方面起着关键作用。在海洋 石油钻井平台、海洋风电机组等设备和工程中，电气工程师负责设计 和维护自动化控制系统。这些系统能够自动监测和控制设备的运行状态，提高工程的稳定性和安全性。 此外，电气工程师还负责设计和维护海上船舶和设备的电气控制系统。他们需要考虑到船舶和设备的特殊工作环境和要求，确保电气系 统的可靠性和安全性。 四、海洋环境保护与安全 电气工程师在海洋环境保护与安全方面也发挥着重要作用。他们负 责设计和维护海上石油平台等设备的火灾报警系统、气体检测系统和 安全监控系统，以确保工作环境的安全性和可靠性。 除此之外，电气工程师还参与到海洋环境监测、污水处理、垃圾处 理等方面的工作中。他们利用先进的传感技术和处理技术，监测海洋 环境的污染程度，并提出相应的环境保护方案。 综上所述，电气工程师在海洋工程中担任着重要的角色和责任。他 们以专业的知识和技术为海洋工程的设计、建设和运营提供可靠支持，
电气自动化控制系统的设计 摘要：随着现代科技的不断进步，市场也在不断更新变化，电气工程制造行业在这样的背景下也受到了巨大的影响，不断改革进步，使生产力尽快实现质的成为时代的要求。这也就要求电气工程自动化专业技术人员进行探讨。 关键词：电气自动化控制自动化应用设计缺陷设计理念 在目前电气工程及自动化在制造产业中的成效反馈是很好的，因此该文将具体研究电气工程及自动化的发展现状和前景展望。 1 电气自动化控制系统的应用 1.1 电气化和工业产业的联系 电气自动化的发展大概是跟随着工业产业发展的脚步的，实际上还是为了服务于工业的生产而产生的，这个发展的速度在改革之后有了一个质的提升，可以说在现代工业中随处可见它的影响，再加上高效便捷、质量安全的优点更加奠定了它在工业生产中的地位。其实电气自动化并不仅仅应用在工业生产当中，在农业产业和商业企业中也有应用，甚至在航空航海领域也有所涉猎，这也就可以显示出它的重要性，在整体国民经济中影响甚广。在商业经济中其实自动化的作用更多体现在平台的建设上面，这一点也适用于服务行业。经济崛起也是和自动化技术的发展程度联系甚密。由此可以看出它在经济发展中的重要性。 1.2 电气自动化的可拓展方面 经济产业的发展其实并不是封闭在本身的一个产业当中，工业可以和商业联系，农业可以和服务业对接，这都是互通有无的，电气工程本身是在电气专业领域的分科，是一个专业性较强的专业，具体应用电气化是一个发展，也是一个趋势，因为科学本身就是在生产当中实验而得，最终还是要应用到生产当中。机器的发展朝着智能和全自动方向发展，电气工程应用自动化也是符合未来趋势
的，这不是开始，也不是智能发展的终点，它是目前水平发展的必要过程，是提 升的过渡阶段也是提升阶段，未来也是超着更加科技化不断发展。 2 电气自动化控制系统的缺陷 2.1 信息传递出现了不对称的状况 电气自动化系统的发展是紧跟着技术科技的变化发展的，它受着许多客 观主观的因素影响，尽管它在很多方面表现出了很大的作用，但是也存在一些缺 点和漏洞，这些也成了它更好地为国民经济贡献力量的阻碍。其实在很多行业都 会利用到电气工程的自动化，但是并是每一个行业的利用方式都相同，而且并不 是所有的应用都是有着安全保障的，如果在传递信息的同时，系统建设并不完善，很有可能并不能达到预期的效果，造成信息的上下传递存在阻碍，信息内容受到 畸形传递。这样也就违背了电气工程自动化的应用初衷，反而造成一定的技术浪 费和工程损失。 2.2 投入成本变高 电气工程的自动化发展一般情况下是依靠产业自身投入来发展的，在漫 長的发展历程中是一步一步、慢慢地发展起来的。这是个极其艰难的发展过程， 既没有成熟的科技技术帮助，也没有丰富的实验经验可以借鉴指导，大量的资源 投入进去也并不一定有理想的成果出来，也有可能失败。在这个过程中企业只有 坚定信念，坚持下去，自己摸索着研究下去，等待真正可以应用的那一天，其实 这样对企业的挑战很大，成本的投入、精力的付诸，技术的成本也在一天天中逐 渐增加，对企业来说会是一个很大的压力。很多企业就是在这个过程中放弃发展，有的无力承担，只能望洋兴叹。 2.3 企业发展受到技术发展程度的限制 它是一个企业水平的测量标准之一，这不仅仅意味着生产的数量上去了，更是生产的产品质量上去了，这对任意一个行业来说都是很重要的。在各个行业 中其实都很重视电气自动化控制系统的发展，但是因为技术的限制，其实水平能 力都不是太高，所以要是想要一枝独秀其实难度还是很大的，所以如果要想崛起，
浅析港口机械电气自动化技术与控制 摘要：近年来，随着自动化程度的提高和技术的进步，对港口机械电气设备的自动化要求越来越复杂，对设备的运行安全要求越来越高。需要保证系统运行的安全性和可靠性，又要保证易维护性，这对安全组件的智能设计和选择提出了很高的要求。 关键词：港口机械电气；自动化技术；控制 引言 在我国科学技术发展水平不断提高以及经济实力不断增强的背景下，高科技技术理念和措施得到了广泛普及，为人们生活水平的提升和我国工业发展水平的进一步强化提供了积极帮助。在港口作业中加强对电气自动化技术的合理应用，能够使港口的货物吞吐量大幅度提升，提高港口贸易工作的质量和效率，为我国港口贸易朝着自动化和智能化方向发展提供源源不断的动力。 1港口机械电气安全控制系统设计要求 在设计港口机械电气控制系统中，需要了解电控装置情况，这对于整个港口机械电气安全控制的稳定运行尤为重要。在选择系统中，要以各项控制电气装置的技术指标为依据，综合考虑机械电气安全控制系统的实际功能和抗干扰能力，保证系统运行的可靠性。机械装置必须以机械动作为切入点，以保证各动作的协调配合。动作的协调必须以机器和控制系统为基础，了解机械动作和相互协调的使用要求，合理采用不同的方法调节电传动的运行速度，加强对各运行环节的控制，了解技术指标和经济指标。应用电气装置控制系统，分析工作环境。在设计港口机械电气安全控制系统时必须考虑外部环境的影响因素。在保证港口机械稳定性和延长设备使用的基础上，合理科学的设置各项参数，选择合适的运行环境和外部工况。如果要实际执行设计图纸，还需要遵循流程的初步设计文件，确保机械设计符合电气控制系统的使用和标准要求。
我国海洋油气钻井设备相关发展建议 2.上海海洋工程装备制造业创新中心有限公司上海 201306 摘要： 海洋油气的探索逐步向深远海海域推进，深水钻井海况环境更为复杂，对钻 井装备和技术的要求更高，深水钻井和采油面临着多方面的问题和挑战。通过对 比分析国内外在深水钻机系统及相关设备的研究现状，并经过调研分析，认为在 海洋油气开发过程中，深水钻井与深水采油技术仍然是下一步攻关的重点，本文 围绕深水钻机系统、升沉补偿系统、钻井隔水管、水下防喷器等钻井设备提出相 关发展建议。 关键词： 海洋油气；钻井设备；深水钻机系统；发展建议 引言 深水油气资源丰富，是近年全球油气勘探热点及增储上产的主力来源。快速 发展的海洋科技与工程装备极大提高了深水油气勘探开发能力，政策支持和引导 也加快了深水油气资源勘探开发进程。我国管辖海域总面积约为300*104km2, 南 海是我国四大海域中最大、最深、自然资源最为丰富的海域，平均深度为1212m，最深处达5567m，目前我国深水油气勘探开发工作主要集中在南海北部。南海深 水区油田勘探程度低，资源潜力巨大。南海沉积盆地内，石油待探明地质资源量 超过200*108t,天然气待探明地质资源超30*1012m3。纵观全球，我国的海洋油气 资源较为丰富，但目前国内在役的深水钻井装备中，配备的钻井设备及系统90% 以上为国外进口。为推动海洋工程装备产业发展迈上新台阶，建议我国相关企业 和研究院所要持续瞄准薄弱领域，组织技术攻关，抢抓机遇、应对挑战，力争相 关领域关键技术和装备研制取得新突破。 1、深水钻机系统
在深水钻机系统领域，结合新技术发展趋势及我国海洋油气开发需求，建议重点围绕以下6个方面开展攻关： 1.1.深水钻机智能化关键技术 21世纪是智能化的时代，为了适应时代的发展以及深水钻井的需求，传统的石油钻机系统也在朝着智能化方向发展，智能化是海洋钻机发展的必然趋势。智能钻井技术的研究重点包括了：智能钻井技术（钻压、钻速、转速、泵冲、泵压智能化调节）研究与钻具处理智能化技术研究。 目前，国际上NOV公司已掌握了智能钻井、钻具处理多设备控制等技术，并在管具处理自动控制中引入了视觉识别技术。国内对于智能化钻机技术的研究相对较少，兰石装备目前主要集中于原理研究。 建议后续适时推进钻机智能化相关关键技术研究和产品研制，提高我国深水钻井设备智能化水平，增强市场竞争力。 1.2海洋钻机液压起升及补偿系统 传统提升系统通过绳系来降低快绳拉力，绳系效率低，钢丝绳磨损快，需按时换绳，下钻时钻柱势能需通过能耗制动消耗。海洋钻机液压提升及补偿系统以其工作可靠性好,稳定性高等特点,成为海洋钻机的重点发展方向之一。其关键技术包括了：总体解决方案设计、升沉补偿系统设计、能量回收系统设计、关键提升设备（如大扭矩绞车、液缸、井架等）设计、大型液缸的设计和制造。 目前，国外海瑞克、Drillmec、NOV、Aker MH等公司生产的轻型及重型海洋钻机液压起升及补偿系统已得到推广应用。国内的江汉石油管理局四机厂已有样机并逐步向产业化迈进，其样机的起升能力小于500st；四川宏华正致力于设备的详细设计；兰石装备正在开展设备的概念设计。 通过国内外研究现状的调研对比，建议后续开展海洋钻机液压起升及补偿系统关键技术研究及产业化推广应用，掌握核心技术，争取关键技术指标达到国际先进水平。
电气自动化控制系统设计及发展 1. 引言 1.1 背景介绍 电气自动化控制系统是利用电气技术和自动化技术相结合，实现 对各种生产过程、设备和系统的自动控制和监测的系统。随着科技的 不断发展和进步，电气自动化控制系统在工业生产、交通运输、能源 管理等领域得到了广泛的应用和推广，成为现代工业化的重要支柱之一。 背景介绍的主要目的是要介绍电气自动化控制系统的发展背景和 现状，为读者提供一个整体了解的视角。通过对电气自动化控制系统 的起源、发展历程和应用领域的介绍，可以让读者更加直观地了解这 一领域的重要性和价值。 在过去的几十年里，电气自动化控制系统在工业生产中发挥着越 来越重要的作用。它可以提高生产效率、保证产品质量、降低能耗和 成本等方面都有着显著的优势。随着人工智能、大数据等新技术的不 断发展和应用，电气自动化控制系统将会迎来更加广阔的发展空间和 市场需求。 通过运用最新的科学技术，不断改进和完善电气自动化控制系统，可以更好地适应时代的发展需求，为社会经济的快速发展提供有力支 持和保障。深入研究和推广电气自动化控制系统的设计和应用，将在 促进工业现代化、提高生产效率和品质方面发挥重要作用。
1.2 研究意义 电气自动化控制系统设计及发展在现代工业生产中起着至关重要 的作用。随着科技的不断发展和工业生产的不断进步，电气自动化控 制系统的应用范围越来越广泛，其在工业生产中的地位和作用也变得 越来越重要。 电气自动化控制系统设计及发展的研究意义主要体现在以下几个 方面： 电气自动化控制系统设计及发展是现代工业生产的重要组成部分。在现代工业生产中，自动化控制系统可以有效提高生产效率，降低生 产成本，保证产品质量，提高生产安全性。对电气自动化控制系统的 设计及发展进行深入研究，对于推动工业生产的发展具有重要意义。 2. 正文 2.1 电气自动化控制系统概述 电气自动化控制系统是一种运用电气技术和自动控制理论实现对 工业生产过程进行监控和调节的系统。它通过传感器感知生产过程中 的各种参数，将这些参数转化成电信号后送入控制器进行处理，并通 过执行器对生产过程进行调节，实现生产过程的自动化控制。电气自 动化控制系统通常包括传感器、执行器、控制器和通信网络等组成部分。 电气自动化控制系统的设计原理是基于自动控制理论，通过建立 数学模型描述生产过程的动态特性，设计合适的控制算法实现对生产
液压钻机在海洋石油钻井中的运用浅析 摘要：液压钻机又称为液缸提升型钻机，是以钻机的提升系统和旋转系统的动 力源全部由液压泵提供为主要特点的一类钻机，由于液压设备的传动力矩大，控 制简单方便，易于实现自动化、智能化等优点，液压钻机已成为钻修井装备中重 要的一员。本文以WC19-1WHPA平台的DS250-PL钻机为例分析液压钻机在海洋 石油钻井中的优缺点及运用推广价值。 关键词：液压钻机；液压动力单元(HPU)；液压顶驱；管子处理装置 文昌19-1A平台的DS250-PL液压钻机是中海油首例应用的全进口液压智能钻机，该液压钻机提升能力为225吨，主要包括管子处理装置、伸缩式井架、液压 顶驱、液压吊卡、液压转盘、动力卡瓦、动力大钳、液压鼠洞、正压防爆司钻房、液压动力单元HPU1/HPU2等设备；可完成自动上钻、甩钻、起下钻、钻进、倒 划眼等主要钻井工序。其中，能集中代表液压钻机传动简约化、操作集成化、作 业自动化特点的设备有液压站、井架、司钻房、管子处理装置等。 液压动力单元为整机提供动力，由两套对称布置的分站HPU1/HPU2组成。单 台液压动力单元由一台600V,、3ph、60Hz 、563KW的西门子变频电机带动3个 35Mpa的柱塞泵、1个21Mpa的柱塞泵，单台液压动力单元的油箱容积为3000L。两套分站即可以双机并用（正常工况），也可以一用一备（当其中一台需要停机 维保时），保障整个钻进过程中对动力的需求。 井架为液缸举升式，液缸的行程为17米，最大钩载为250MT,最大下压为 25MT。与通常用机械钻机相比其结构简化了滑轮绳系，采用增力倍距的绕绳方式，在充分利用液压系统传动力矩大的优点的同时，实现了游吊系统提升距离是液压 缸行程两倍的运动关系，从而增加了游吊系统的运动范围。井架上有一台安全载 荷为2.5吨的辅助吊车，吊车可以围绕井架在200度范围内旋转，有效保证钻台 物件的移动。 系统配套一台TD250液压顶驱，顶驱最大扭矩为5300daNM(60rpm),转速为0-190rpm,中心管直径3”(76mm),上提下放的速度为1m/s,顶驱可以向鼠洞方向伸出，最大行程为1.855米。液压顶驱与电驱顶驱相比有体积小、噪音小、操作灵活、 防爆等级高等优点。 管子处理装置主要是实现将管柱在堆场和钻台之间的运移，结合液压鼠洞和 液压顶驱等实现了管柱的自动运移，减轻了人工劳动强度。液压转盘的开口为37 1/2”(953mm),最大扭矩1266daNM(38rpm)，,转速为0-80rpm。动力卡瓦、动力大 钳的夹持范围为31/2”~133/8”。 司钻房集成了所有控制面板和PLC控制组件，整机采用电控液的控制体系， 控制面板将司钻的操作转换为电信号，经PLC控制解释后转化为各控制阀组的开 关动作和司钻控制显示屏（HMI）的参数显示，从而控制各油路的换向、流量和 压力等参数，最终转化为设备的在动作，速度和作用力等方面的表现。 为保证控制的可靠性，在司钻房外还为主要设备配备了就地控制箱，当司钻 房电控部分出现故障时，可以切换到就地操作，实现不间断作业。 相比传统机械钻机实现了以下技术创新：一、更轻薄灵巧：24米伸缩式井架，使用液压驱动起升，无二层台。平衡系统在一条或多条钢丝绳失效时保证重量分 配的液压补偿器。二、更节省空间：系统采用无钻井绞车、无立根盒设计，液压
电气控制系统设计的一般原则、基本内容和 设计程序 生产机械种类繁多，其电气控制方案各异，但电气控制系统的设计原则和设计方法基本一样。设计工作的首要问题是树立正确的设计思想和工程实践的观点，它是高质量完成设计任务的基本保证。 一、电气控制系统设计的一般原则 1.最大限度地满足生产机械和生产工艺对电气控制系统的要求。电气控制系统设计的依据主要来源于生产机械和生产工艺的要求。 2.设计方案要合理。在满足控制要求的前提下，设计方案应力求简单、经济、便于操作和维修，不要盲目追求高指标和自动化。 3.机械设计与电气设计应相互配合。许多生产机械采用机电结合控制的方式来实现控制要求，因此要从工艺要求、制造成本、构造复杂性、使用维护方便等方面协调处理好机械和电气的关系。 4.确保控制系统安全可靠地工作。 二、电气控制系统设计的基本任务、内容 电气控制系统设计的基本任务是根据控制要求设计、编制出设备制造和使用维修过程中所必须的图纸、资料等。图纸包括电气原理图、电气系统的组件划分图、元器件布置图、安装接线图、电气箱图、控制面板图、电器元件安装底板图
和非标准件加工图等，另外还要编制外购件目录、单台材料消耗清单、设备说明书等文字资料。 电气控制系统设计的内容主要包含原理设计与工艺设计两个部分，以电力拖动控制设备为例，设计内容主要有： 1、原理设计内容 电气控制系统原理设计的主要内容包括： （l）拟订电气设计任务书。 （2）确定电力拖动方案，选择电动机。 （3）设计电气控制原理图，计算主要技术参数。 （4）选择电器元件，制订元器件明细表。 （5）编写设计说明书。 电气原理图是整个设计的中心环节，它为工艺设计和制订其他技术资料提供依据。 2、工艺设计内容 开展工艺设计主要是为了便于组织电气控制系统的制造，从而实现原理设计提出的各项技术指标，并为设备的调试、维护与使用提供相关的图纸资料。工艺设计的主要内容有： （l）设计电气总布置图、总安装图与总接线图。 （2）设计组件布置图、安装图和接线图。 （3）设计电气箱、操作台及非标准元件。 （4）列出元件清单。
工厂电气控制技术 ⏹现代电气自动控制技术，黄向慧等，机械工业出版社 ⏹工厂电气控制技术，方承远等，机械工业出版社 《电气控制技术》专业课程的性质 电气控制技术是以各类电动机为动力的传动装置或者系统为对象，以实现生产 过程自动化的控制技术。在电气控制技术中，其控制系统是主要的组成部份。 本门课程就是将电气控制系统作为主要的研究对象进行理论和实践这两个环节 的学习和探讨。 在现今社会中，电气控制技术已在各行各业中被广泛应用，其电气控制系统已经是实现工业生产自动化的重要的技术手段。因此，《电气控制技术》是一门理论性和实践性极强的专业技术课。 《电气控制技术》课程的学习内容 1、电气控制系统中常用电器的基础知识； 2、电气控制系统的基本控制原理； 3、电气控制线路的基本环节； 4、典型生产机械控制电路分析； 5、电气控制线路的设计、原理图的绘制及元件选用； 6、电气控制系统的日常保养与检修； 7、实际操作。 学习《电气控制技术》课程的目的（基本要求） 1、熟悉常用控制电器元件的结构、工作原理、用途、型号，并能够正确选用； 2、熟悉电气控制线路的基本环节，对一般的电气控制线路具有独立分析能力； 3、初步具有对相对比较简单的电气控制系统进行改造和设计的能力； 4、初步具有对一般的继电器—接触器控制线路故障的分析、检查和排除故障的 能力； 5、初步具有独立完成相对简单控制电路的装配和调试能力。 重点掌握《电气控制技术》课程的内容 1、常用控制电器元件的文字与图形符号（GB符号）； 2、电气控制线路原理图的绘制规则； 3、电气控制系统的基本控制原理、基本环节； 4、典型的控制电路分析； 5、常见故障的分析与解决方法。 重点掌握《电气控制技术》课程的内容 1、常用控制电器元件的文字与图形符号（GB符号）； 2、电气控制线路原理图的绘制规则； 3、电气控制系统的基本控制原理、基本环节； 4、典型的控制电路分析； 5、常见故障的分析与解决方法。 总目录 第1篇电气控制 第1章常用低压控制电器 第2章电气控制线路的基本环节
摘要 传统的钻孔机床精度低，可靠性不高，已不适应社会发展需要。随着PLC控制技术的迅速发展，以PLC为核心的钻孔机床控制系统已经显示出其优势。 本文主要研究可编程控制技术在专用钻床电气控制中的应用，它主要用于加工一种小型的空心圆柱型零件。首先对所选课题的现状及背景、现代可编程控制技术的现状、特点等，以及钻床的机械系统、总体工作流程和电气控制系统功能设定都做了简单的概述，并写出了可编程控制方案设计步骤。同时，详细的介绍了电气控制系统的电路设计，并列出了PLC的I/O地址分配表，绘制了PLC的外围接线图，并绘制了PLC的工作流程图以及可编程控制器的梯形图。最后，对实际中可能产生的电磁干扰也做了介绍，并提出一些防干扰的一些措施。此外，论文中对电气元器件的选择也作了详细的讲解。 本设计中综合运用了PLC控制技术，液压传动技术，电动机控
制技术等现在机械系统中常用的技术，这些技术对同类机械以及一般的工业控制都有很重要的参考价值。 关键词：钻孔机床，可编程控制器，电气控制，梯形图
Abstract Traditional drilling machine have low precision, and the reliability is not high. It can not meets the needs of social development yet. With the rapid development of PLC Control System, it has highlights its advantages. This paper describes a programmable control technology in special drill electrical control. First, the subject status and background, modern can control programming technology status, characteristics, and drilling machine of the mechanical system and the overall work process and electric control system function set the simple overview, and write the programmable control design steps. At the same time, detailed introduced the circuit design of the electrical control system, and lists the PLC I / O address allocation table, drawing the external wiring diagram of PLC, and draw the flow chart of PLC and PLC ladder diagram. At last, the