近幾年(nián)來，随着交流變頻調速技術及現代控制理(lǐ)論的(de)快速發展，交流變頻傳動應用于石油鑽機(jī)以替代SCR直流電驅動鑽機(jī)已成為(wèi)一(yī)種趨勢，交流變頻電動鑽機(jī)不僅具有(yǒu)SCR直流電驅動鑽機(jī)的(de)優異性能，還有(yǒu)諸多顯而易見的(de)優點，因此在油田推廣應用的(de)力度越來越大。但應用過程中，由于國(guó)內(nèi)交流變頻電動鑽機(jī)電控廠家電控系統設計和(hé)參數設定出現了一(yī)些新的(de)問題，如(rú)電控系統現場适用性差、性能不穩定等，嚴重影響了鑽井生産，對其可(kě)靠性、經濟性産生了置疑，對先進的(de)交流變頻電動鑽機(jī)的(de)推廣應用也越來越慎重。

一(yī)、電控系統主要存在的(de)問題

1、由于絞車電動機(jī)未安裝編碼器,電控系統采用無編碼器矢量控制方式,司鑽操作手柄打至中位無法實現絞車懸停,出現大鈎緩慢向下遊動現象,遊動速度随懸重增加而加快。而在較小懸重下雖能實現懸停，但遊車緩慢減速後才停止運動，懸停制動時間超長(cháng)，沒有(yǒu)起到精确制動作用，易發生上碰下砸情況。

2、由于常規轉盤采用氣胎離(lí)合器慣刹，如(rú)果井內(nèi)鑽具發生嚴重阻卡，轉盤電動機(jī)便發生堵轉，若轉盤慣刹投入不及時，便容易産生倒開鑽具的(de)事故。在取芯鑽進時如(rú)遇礫石層等較硬地(dì)層，由于地(dì)層的(de)沖擊，導緻電動機(jī)轉速和(hé)扭矩不穩定，無法保證正常取芯作業，嚴重影響取芯收獲率。

3、一(yī)體化鑽井儀表存在諸多問題：大鈎高(gāo)度、鑽壓、轉盤扭矩等參數顯示滞後、不準确；随鑽井工況變化需頻繁設置修改參數；鑽井儀表對司鑽操作指導性差等。由于以上問題的(de)存在，導緻交流變頻電動鑽機(jī)在現場使用過程中溜鑽、頓鑽及倒開鑽具等事故發生，同時由于部分設計缺陷導緻操作維護不便，嚴重影響了鑽井生産。

二、解決方案和(hé)完善措施 

為(wèi)滿足鑽井工藝對鑽機(jī)電控系統的(de)特殊要求,交流變頻電動鑽機(jī)及其它變頻鑽機(jī)應從以下幾個方面入手解決: 

1、絞車電動機(jī)能耗制動和(hé)懸停在電動鑽機(jī)使用過程中，司鑽操作無法實現控制手柄零位懸停功能，單電動機(jī)高(gāo)速提升或下放懸重過大時，控制手柄零位懸停不住，出現溜鑽現象。而且出現遊車緩慢向下遊動現象，懸停制動響應時間超長(cháng)，無精确制動效果，易發生上碰下砸情況，是潛在的(de)安全隐患。究其原因，由于鑽機(jī)絞車電動機(jī)沒有(yǒu)安裝編碼器，系統采用無編碼器矢量控制方式，無法準确檢測電動機(jī)轉速信号對電動機(jī)進行(xíng)準确的(de)能耗制動。不能保證低(dī)速時的(de)大扭矩輸出，而且在外力作用下，該控制會由于檢測不到細微的(de)速度變化而産生輕微轉動。解決這一(yī)問題的(de)關鍵是在絞車電動機(jī)上安裝編碼器，使變頻器工作在矢量閉環控制方式，實現懸停功能。

2、轉盤制動

多數電動鑽機(jī)采用氣胎離(lí)合器慣刹，如(rú)果井內(nèi)鑽具發生嚴重阻卡，轉盤電動機(jī)便發生堵轉，轉盤電動機(jī)扭矩限定阈值一(yī)般設定在85%以下，當堵轉扭矩超過設定阈值，堵轉時間超過限定時間，變頻櫃過載跳閘，報F015電動機(jī)堵轉故障。當轉盤慣刹投入不及時，容易産生倒開鑽具的(de)事故；即使轉盤慣刹投入不及時，但由于慣刹采用氣胎離(lí)合器，額定扭矩較小，離(lí)合器仍然打滑，無法防止轉盤倒轉。

此外，根據鑽井工藝要求， 在過載堵轉時保證電動機(jī)的(de)轉矩最大， 使電動機(jī)在堵轉方式下工作，通過電動機(jī)與慣性刹車聯動工作，防止轉盤倒轉的(de)發生，實現轉盤反扭矩在操作者的(de)控制下釋放， 同時還應進一(yī)步優化系統參數。

3、一(yī)體化鑽井儀表系統

全數字交流變頻系統有(yǒu)很強的(de)擴展和(hé)開發能力，同時一(yī)體化鑽井儀表的(de)性價比較好，使得一(yī)體化鑽井儀表如(rú)神開、馬丁代克、PETRON儀表等代替常規儀表成為(wèi)可(kě)能。但還存在如(rú)下問題：儀表參數顯示滞後、不準确；随鑽井工況變化需頻繁設置修改，參數顯示隻停留在數字顯示，使司鑽無法直觀判斷參數增減趨勢，進行(xíng)相應的(de)預防操作給定調整；對司鑽操作指導性差。

三、認識 

國(guó)內(nèi)鑽機(jī)電控系統集成商(shāng)在交流變頻電動鑽機(jī)一(yī)體化控制系統的(de)設計和(hé)成套方面,尤其在系統系統軟件和(hé)參數設置方面，沒有(yǒu)全局考慮，兼顧系統的(de)可(kě)操作性、安全性和(hé)可(kě)靠性，還沒有(yǒu)形成完善統一(yī)的(de)标準。為(wèi)了将先進的(de)交流變頻控制技術和(hé)一(yī)體化控制系統成功應用于石油鑽機(jī)，應不斷完善鑽機(jī)電控系統，統一(yī)一(yī)體化控制系統成套的(de)硬件和(hé)軟件标準，并在系統的(de)标準化方面開展工作， 使所生産的(de)鑽機(jī)滿足鑽井工藝要求，充分體現以人為(wèi)本，符合現代HSE管理(lǐ)要求，運行(xíng)經濟可(kě)靠符合油田需要的(de)先進、實用、經濟的(de)鑽機(jī)。