项目建设规模：年产500套
项目概述：电子司钻是大功率VFD、多负载驱动PLC分布式钻机控制系统，是具备电子司钻雏形的钻机，可靠性高，控制性能卓越，变换方式为AC-DC-AC。系统由2个整流柜、7个逆变柜、3个崭波制动柜组成。大容量整流柜通过断路器连接在AC母线上，并经过大容量电抗器输出至DC母线，DSU整流电路由大功率二极管构成，由数字电路控制预充电。逆变柜采用大功率IGBT器件（绝缘栅型双沟道晶体管）构成桥路，触发控制模式与其他变频器制造商PWM（脉宽调制）方式有很大不同。控制电路全部由数字模块构成，主控模块是以CPU为核心组成NAMC板。各主控模块之间通过光纤进行通讯，实现数据传输。由于主控模块均采用数字电路，系统的初始化需要以电机的参数为基础建立数学模型，所以逆变柜对交流负载采用一拖一驱动方式，这样就不存在接触器的指配切换控制。司钻控制房的先进性能： 四通道视频监视系统使司钻坐在封闭的空间可以看到二层台游车的位置、井架工的操作、绞车滚筒排绳的情况，以及泥浆泵房的情况等。 绞车的灵活控制采用了游戏干事的操纵杆，控制绞车正反转，松开即停。在停止位置有零指令锁定功能，防止出现干扰信号导致的误动作。当操纵杆向前推，游车上行时，有最高速度限制，以及第1高位置强制减速，第2告位置强制停机保护。当操纵杆向后啦，游车下行时，电机反转，在钻具负载的拖动下，DW电机处于发电工作状态，向电网反馈发电，直流母线电压升高，使接在直流母线上的崭波制动柜CHOPPER自动投用；绞车在发电反馈制动和能耗制动的联合作用下，游车下放保持匀速，速度大小由操纵杆拉开的角度决定，而不是象自由落体那样，呈加速下行状态。触摸电脑显示屏构成了良好的操作显示界面HMI。该显示屏将VFD系统信息、运转工况和钻井参数仪综合在一起，与目前国外同类型钻机相比较，是一个创新。显示的钻井参数有超声波液位变送器传来的泥浆罐液位信号为4路。超声波流量变送器传来的泥浆回流信号为1路；应变膜压力变送器传来的悬重信号和立管压力信号各位1路；应变膜压力变送器传来的机油泵压力信号为2路；机械电子式编码器（码盘）传来的绞车滚筒转动圈数为2路。仪表系统中的各个变送器或码盘送来的信号，分别介入司控房PLC I/O扩展槽的相应端子，使该信号可以受到PLC的运算处理和监控。 刹车系统以盘式刹车为主刹车，伊顿刹车作为辅助刹车。液压盘式刹车包括工作钳、安全钳、液压动力站、特殊的液压调节装置等。气控水冷式伊顿刹车是目前钻井场合应用的最先进的刹车系统，国外的电子司钻系统中，伊顿刹车也是首选的执行机构CPUI/O 。用PLC容错技术，增加了系统的可靠性。司钻房PLC系统，并列安装了2套CPU和I/O插件板，一套处于工作状态；另一套处于备用状态，2套系统的数据传输并行。这样，当系统I出现故障时，系统Ⅱ保持着运行数据，并同时投入工作。电控系统的优点 ： DCR与VFD之间的串行通信采用屏蔽双绞线，而不是光纤，光纤以断裂。 PLC主站与变频柜、整流柜、CHOPPER柜之间的现场数据总线控制，采用了总线管理器，对数据流实施监视。利用光纤路由器，对系统构成的所有数字模块的通信，采用了光纤，这样使VFD房内部的控制线路非常简单，简化了线路连接，每个柜子只需2根光纤即可。柜支持单机运行和双机运行2种选择，选用了电储能大型空气断路器，方便了操作。整流柜投入工作后，对逆变柜有预充电过程，ABB变频器的预充电控制，性能优良，这是保证VFD多转动系统高可靠性的前提。在钻井仪表系统中，第1次采用了超声波变送器测量泥浆液位或流量。目前该仪表是最先进最可靠的，对测量泥浆非牛顿流体极为合适。
由于该控制系统的设计、制造和安装成套符合相关法律规范及标准，符合石油企业相关标准，符合ZJ70D钻机的相关要求，能满足ZJ70D钻机项目司钻的使用要求，采用了可靠的防爆、防护、防腐、隔热、隔音、减震措施，保证使用寿命不少于10年。每套仅60万元左右，是目前较有前景的产品，如在各油田推广使用将需5000套以上，再加国外市场，预计到2015年需一万套以上。
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