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石油钻井中交流变频电动机及其控制系统的应用摘要：随着中国对石油能源需求的增加，石油开采的环境变得越来越复杂，增加了石油开采的难度。
在石油开采过程中，交流变频电机的应用可以使石油开采更加简单高效，因此有必要加强对交流变频电机的分析。
关键词：石油钻机；交流变频电机；控制设备；被广泛应用于现代工业的交流变频电机，拥有无法被替代的优势，以该电机为研究对象，以石油钻机为切入点，围绕电机和控制系统的应用，展开了系统而深入的分析，内容涉及交流变频电机驱动的优点分析，交流变频电机控制系统分析等方面，望能够给有关人员以启发，使交流变频电机所具有的积极作用在钻井作业中得到充分发挥。
一、交流变频电动机交流变频电动机是一种特殊的变频电动机，交流变频电动机在具体应用中与一般变频电动机相比具有以下特点：（1）在设计中所使用的绝缘材料采用的为抵抗变频器谐波突破的特殊材料，提高交变频电动机的性能。
（2）结构设计和电磁设计与一般变频电机相比较特殊。
在石油钻井中应用交流变频电动机与直流钻机和机械钻机相比，在钻井过程中，对交流变频调速技术进行合理应用，可以很好的适应石油钻井在工艺上的具体要求，并且使钻机的机械结构得到了进简化，减少了对钻井机械的保养，使设备的可靠性和安全性得到进一步提高。
此外，交流变频电动机还具有质量轻、体积小、故障少等诸多优点，因此在石油钻井中需要加强对其的应用，提高石油钻井的工作效率。
二、交流变频电动机及其控制系统的应用1.交流变频石油钻机。
（1）石油钻机钻进原理。
石油钻机用于石油或天然气资源的钻采过程，运行过程中钻机带动钻具击碎岩石向下钻进，辅助完成地下资源的开采。
现阶段，国内外石油开采中常用的钻井方式为旋转钻井，即将钻头旋转击碎岩石，形成钻井结构。
然后利用钻杆将钻头探入到钻井底部，通过转盘或驱动装置带动钻头及钻杆旋转，钻井泵向井内输送钻井液，并将井底碎石带回到地面，再利用吊车等大型设备完成钻具安置。
（2）交流变频石油钻机。
技术应用/TechnologyApplication大庆油田目前模块钻机常用的循环系统包括钻井泵、钻井液池、钻井液槽（罐）、地面管汇、钻井液净化设备和钻井液调配设备等装置。
井筒内返出的钻井液依次经过1#和2#循环罐，再由钻井泵泵入井内。
从以往现场施工经验看，每钻1口井循环罐内的沉砂都需要工人下入泥浆罐内用铁锹把泥砂从排砂口铲出。
这种方式工人劳动强度大，工作条件差，效率低，已限制了钻井技术的发展。
为满足环保要求，对循环罐进行改装，将立式砂泵换成卧式螺杆泵，再配合使用可拆卸的移动储集泥浆池，从而形成一套新的钻井液循环系统，在不影响钻井液性能条件下，节约了挖钻井液池成本，还减少了人工进行清砂排砂的劳动量，平均每口井能节约7~8t重晶石粉，具有较好的经济效益[1-2]。
1传统循环系统存在问题及解决方案1.1存在问题分析大庆油田模块钻机钻井工艺按不同开次分为两个阶段，一开钻导眼，采用老浆开钻与清水自然造浆工艺，井内返出的钻井液经过地面循环沟流入砂泵池，然后经过罐上振动筛进入循环系统；二开井段从表层底部至完钻井深，按需要用各种处理剂配置泥浆以满足施工要求，井内返出的钻井液经过地面振动筛（或直接经地面循环沟）流入砂泵池，然后经过罐上振动筛进入循环系统。
循环系统含有两个循环罐，其中1#循环罐安装一套振动筛，一个搅拌器，罐内有一个沉砂锥型罐，两个隔仓，留做沉砂用；2#循环罐布有一个除砂器，罐内有两个搅拌器，两个隔板，每一个隔板仓内都会有约20cm高的沉砂[3-4]。
这套传统循环系统存在以下几方面的问题：1）钻井液池是传统循环系统中必不可少的部分，且占地面积较大，会因为挖钻井液池增加一定成本，还会造成大量土地或者耕地污染，环保性差。
2）整个循环过程中，1#罐内的锥形罐及2#罐内的隔板底部会产生大量沉砂，均需要人工入罐进行清理，排入钻井液池。
增加人工劳动强度的同时，还存在一定的安全隐患。
3）传统循环系统中，泥浆罐上安装的电气电路也存在一定安全隐患，而且每次搬家的安装、架线和拆线工作量也比较大，还会造成部分电缆线损失。
第28卷第24期2012年12月甘肃科技Gansu Science and TechnologyVol .28No .24Dec .2012钻井液循环处理系统优化分析颜晓军（江苏石油勘探局钻井处，江苏江都225261）摘要：随着钻井技术的发展，钻井液处理系统对钻井作业所起的积极作用越来越大，各种固控设备、各种类型的钻井液循环系统也应运而生。
可是无论形式如何变化，它的基本功能（即最大限度地清除钻井液中的有害固相和储存足够的钻井液）是不变的。
介绍了钻井液处理系统实际情况，并对钻井液处理系统进行了优化。
关键词：钻井液循环系统；优化；设计中图分类号：TE921.11钻井液循环罐的优化设计钻井液循环罐作为钻井液固控设备中的主要设备，是为了满足钻井过程不同的阶段和不同要求所进行必要的循环和储备，并为各级固控提供必要的循环条件。
其在满足钻井工程需要的情况下，尽量使罐的尺寸减到最小程度，这样便于设备的安装和运输，同时也减少了不必要的钻井液成本。
1.1外形尺寸钻井液循环罐的外形尺寸很大程度上取决于当地的运输条件。
公路限高是4.5m ，宽度不超过2.5m 为好。
这也就能确定油田所使用的钻井液循环罐的最大外形尺寸。
另外还应根据另一种成熟的技术，按照钻机底座和振动筛确定钻井液循环罐的高度，如图1所示。
图1按照钻机底座和振动筛确定钻井液循环罐的高度根据资料介绍，明槽斜度为4% 7%，暗管斜度为8% 12%时为最佳状态。
根据上述数据，以ZJ50/3150DZ 钻机为例，井口中心到罐边的距离是16m ，钻台跨度是10.31m ，这里假设L =16m （不同的钻机L 的尺寸是不一样的），同一坡度下，越远越低，取暗管斜度为12%，则图1中H 2=H 1+1000+D /21000mm 为预留的操作空间，H2=7617mm ，D 为320mm ，则：H 1=6457mm ，因此，［H 1－（H +800）］/L =12%H =3737mm由上述计算和运输车辆的条件，可以基本确定适合该井架的钻井液罐理论高度为3m 。
钻井液循环罐组标准
钻井液循环罐组是钻井液处理系统中的重要设备，其设计和使用标准对于保障钻井作业安全和高效进行具有重要意义。
钻井液循环罐组标准应当符合国家相关标准和规定，同时还应考虑到实际施工中的特殊情况，以确保其在不同环境下都能够可靠运行。
首先，钻井液循环罐组的设计应当充分考虑到作业现场的实际情况，包括钻井液的种类、密度、粘度等参数，以及钻井液处理系统的整体布局和工艺要求。
在设计过程中，需要充分考虑到设备的强度、稳定性、密封性等方面的要求，以及设备的易维护性和安全性。
设计人员应当具备丰富的经验和专业知识，能够根据具体情况进行合理的设计和选择。
其次，钻井液循环罐组的制造和安装应当符合相关的标准和规范，确保设备的质量和性能达到要求。
在制造过程中，需要严格控制材料的选用和加工工艺，以保证设备的可靠性和耐用性。
在安装过程中，需要严格按照设计要求进行施工，确保设备的稳定性和安全性。
同时，还需要对设备进行严格的检测和试验，以确保设备的性能和质量符合要求。
最后，钻井液循环罐组的使用和维护应当按照相关的操作规程进行，以确保设备的正常运行和安全使用。
操作人员应当经过专门的培训，熟悉设备的使用方法和注意事项，能够正确操作设备并及时发现和处理异常情况。
同时，需要定期对设备进行检查和维护，及时发现和处理设备的故障和缺陷，确保设备的性能和安全性。
综上所述，钻井液循环罐组标准涉及到设备的设计、制造、安装、使用和维护等方方面面，需要各个环节的严格把控和规范操作。
只有这样，才能够保证钻井液循环罐组在钻井作业中起到应有的作用，确保钻井作业的安全和高效进行。
石油钻井过程的主要危险及控制(一)钻井设备简介1．概述钻井设备(简称钻机)是指石油天然气钻井过程中所需各种机械设备的总称。
钻机主要部件必须相互配合才能完成钻机起升、循环和旋转的3项主要工作。
按动力设备的不同通常可分为机械传动钻机、电动钻机和复合钻机3种。
主要包括以下系统：(1)提升系统：主要作用是用来起、下钻柱(或下套管)，以实现钻头的钻进送钻等工作。
(2)旋转系统：主要作用是由动力机组驱动转盘，通过转盘方补心带动方钻杆(钻杆和钻铤)、方钻杆再带着钻头旋转进行钻井。
(3)循环系统：主要作用是钻井过程中，通过动力机组带动泥浆泵来循环钻井流体，经过立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆和钻铤，将泥浆池的泥浆送到钻头处，以实现钻井流体将井底的钻屑带到地面。
(4)动力设备：主要作用是为驱动绞车、转盘、钻井泵等工作机工作提供动力。
(5)传动系统：主要作用是把发动机的能量传递或分配给各工作机。
(6)控制系统：为了指挥各系统协调地工作，在整套钻机中安装有各种控制设备。
(7)底座：包括钻台底座、机房底座和泥浆泵底座等。
(8)辅助设备：主要功能是为正常钻井作业提供配套支撑。
钻机所必须具有的主要设备共7大部件：绞车、井架、天车、游车、水龙头、转盘、钻井泵。
2．钻机辅助设备及工具(1)发电机。
目前，几乎所有电驱动钻机的发电机都用柴油机作动力。
(2)空气压缩机及储气瓶组。
几乎所有钻机的联动机上都配有小型空气压缩机和带储气瓶组的电动空气压缩机，以便给气控制装置、气离合器、气动马达、气动工具等提供气源和动力。
(3)泥浆储存设备。
完整的泥浆循环系统通常都有一套泥浆储存设备：如沉淀罐(或池)、吸入罐(或池)、储存罐(或池)。
(4)钻井仪表。
钻井仪表系统可以单指一个指示表，也可以包括各种仪器。
如钻井(多)参数仪、泥浆液面记录(报警)仪、大钳扭矩表、泥浆泵压力表和记录仪等。
(5)刹车机构：机械刹车、辅助刹车、其他设施。
3．井控装置井控装置指实施油气井压力控制所需的设备、管汇和专用工具仪表。
