摘 要：石油是现代化社会发展中应用最为广泛的能源，与之相关的产业也在近几年得到了不同程度的发展。石油开采效率和开采质量关系到石油产业的发展，石油钻机电气传动系统是石油开采的重要设备。为此，本文在阐述石油钻机电气传动系统设计和构成的基础上，立足石油企业发展实际情况，就石油钻机电气传动系统的基本构成和电力驱动问题予以探究。
关键词:石油钻机系统;电气传动系统,构成;电力驱动;
在世界经济的深入发展下，世界范围内各个国家对石油资源的需求日益增大，同时，在先进科学技术的支持下，石油开采技术也不断增多，其中，钻井技术是石油开采的主要技术形式，石油钻机电气传动系统是石油开采的基础电气设备，在该系统设备的支持下能够集合石油化工企业发展实际情况来调整系统运作转矩、钻压和转速。为此，本文结合石油化工企业发展实际情况，就石油钻机电气传动系统的优化设计问题予以分析。
1 石油钻机电气传动系统内容
石油钻机是石油资源开采的重要设备，石油钻机性能优劣直接关系到石油化工企业的油气资源开采效率。在石油资源开采中，石油钻机电动传动系统是石油资源开采利用的重要电气设备，也是石油资源合理化利用的重要技术力量支持，在石油钻机电气传动系统的作用下，能够根据所有企业现有资源情况来调整系统的运作速度。从石油资源开采工作发展实际情况来看，石油钻机电气传动控制系统是影响设备应用性能的重要因素，在处理不同岩石的时候，需要根据岩石的强度和硬度来确定钻机设备的运转速度，因地制宜的调整钻机的运转速度，从而为石油资源开采提供更有力的支持。根据钻探场地实际情况和钻具参数来调整设备的转速。在石油钻井中，带动钻具破碎岩石，向地下钻进，钻出规定深度的井眼，供采油机或采气机获取石油或天然气。石油开采钻机电动传动系统包含传动机械设备、动力机、辅助设备共同组成，辅助性的还会牵扯到水龙头、天车、钻井泵、动力机械设备、联动设备等。
在社会发展对油气资源需求日益增多的背景下，石油开采钻井深度加大，一些油井的深度甚至超过了15000m，在这样的背景下，钻定向斜井、水平井等钻井方式和钻井工艺陆续出现，在这些工艺支持下有效提升了石油化工企业的油气资源开采能力，由此也对钻井机械设备提出了更高的要求。
想要更好的适应时代发展对石油钻井机械的全新要求，需要相关人员立足社会发展对油气资源的需要来实现对石油钻机控制系统的创新开发，在石油钻机系统中引入电气传动控制系统。
在系统构成上，石油钻机电气传动系统是石油钻机的控制中心，具体划分为传动控制系统、动力控制系统、辅助控制系统、PLC控制系统电等模块。石油钻机电气传动系统整合了多个先进的技术形式，在技术的支持下融合了多系统的功能，最终使得石油钻机电气传动系统发展显示出了不可比拟的优势。
2 石油钻机电气传动系统的发展现状
2.1 国外石油钻机电气传动系统发展现状
当前，国内外的石油钻机电气传动系统处于一种相对成熟的状态，国外有很多钻机生产厂家，自主研发了石油钻机电气传动系统运作的先进技术，也在石油化工企业打造出了独具自身特点的钻机系统。石油钻机电气传动系统的动力装置和控制装置拥有成套供货厂家，其中，世界上主要的钻机生产厂家集中在美国，生产的钻机是世界上多数开采石油的国家引进的，也是当前石油机械重力获得最多的、品种最齐全、系统最完善、功率最大的石油机械动力设备。
2.2 国内石油钻机电气传动系统发展现状
石油资源的合理化利用离不开石油钻井技术的支持，在20世纪70年代中后期，我国石油开采工作开始发展，国家也为油气资源的开采利用提供了足够多的人力、物力和财力支持。在此支持下，为了能够让石油钻机电气传动系统更好地适应国内地质条件，石油钻机电气传动系统在建设的时候会注重引进国外的先进钻机技术，并在多次试验分析之后研发具有中国特色的新型石油钻机电气传动系统，在系统的支持下实现了我国石油开采的跨越式发展。我国独立研发的各个型号的钻机设备被广泛的应用到我国各个地质条件的油田中，经过时间的考验，钻机设备的安全属性和性能水平得到了提升，在钻机的支持下我国石油钻机电气传动系统也发展到一个新的高度水平。
3 石油钻机电气传动系统的电力驱动
3.1 交流电驱动
交流驱动是石油钻机电气传动系统的早期驱动模式，后来在先进技术的支持下，大功率变频设备开始被人们广泛的应用到石油开采领域，具体划分为异步式交流电动机和同步式交流电动机。
石油钻机电气传动系统交流电动机的调速方式包含3种，分别是级别变动调速系统、级别明确的调配系统、变频调速系统。在系统运作的时候可以通过调节绕组的方式来调整电机子的数量，最终完成变级调速。在系统运作的时候可以根据绕线转子的数量来在其中添加阻隔器，在多个阻隔器的作用下来实现对电动机运作的合理化调控。交流电动机可以通过可控硅变频内部设备来完成变频调速控制，根据需要来调节电力的供应，改变电流的性质。在电流性质被改变之后
交流电经晶闸管的蒸流电路转变为一种可调控的直流电。借助逆变器会根据需要来调节逆变器设备中的电力资源。级别变动调速系统、级别明确的调配系统、变频调速系统的配合会为电力资源的高效率开采利用提供必要的基础设备支持，由此充分提升各项资源的综合利用率，促进整个系统的稳定建设发展。
3.2 直流电力驱动
石油电驱动钻井机会借助用于电磁力的通电导体来完成电力供应。大型直流电动机械设备是支持石油资源开采利用的关键设备，该设备会围绕定子套组来完成电力资源的使用和调配，之后使得导体生成稳定的磁场，在电磁力的作用下实现通电导体的连续性供电。
在石油钻机系统运作中，直流电动机的调速可以通过以下3个方式来实现。
(1）在励磁场的电路系统中借助电阻力量去调节电动机系统中的主磁设备。串励直流电动机会在励磁圈的周围并入电阻器，这个期间并入的可调节电阻器会出现无极调速性能，并入有极的电阻器会产生具有调级速的性能。
(2）在小型直流电动机的中枢系统中安排串联电阻器，根据需要自主调节电流。
(3）借助可调控的直流电源来改变之前中枢线路系统中的输入电压。在实施操作的时候，可以调控的直流电源可以通过以下2个方式获取，一个是通过触发晶闸管的导通角来将交流电转变为可以调控的直流电。另外一个是使用直流发电机完成发电。
在直流系统完成直流电的整流之后，系统的功率因素会降低，开采场地也不再有专门的设备来完成功率补偿。在这样的情况下会使得大小一样的直流系统钻机发电机组设备容量增大。为了弥补这个问题，需要强化对技术的补救研发，在现场无功补偿装置的作用下加入持续性的调控系统和快速反应系统，最终充分体现供电系统的功率因素。
4 石油钻机电气传动系统的结构设计
一般情况下，电力是电力驱动石油机的重要动力，在系统运作的时候，动力控制系统会被直接接入到600V的电网中，在多个发电机组的配合下来完成信息传递。
在具体实施操作上，动力控制系统负责石油钻机设备钻洞速度控制、电压控制、做功控制、功率限制、继电维护等工作。在此期间，为了能够保证系统控制的精准度，动力控制系统需要在以往的基础上采取更为完善的软硬件控制系统，在系统打造好之后利用现场总线技术形式来实现分布控制，同时各个模块单元还需要设置通信接口，在通信接口的作用下来实现对各个模块单元的精准控制，在发现系统故障的时候及时采取措施予以处理。
从石油钻机的动力控制系统来看，不管是动力发电机组还是直接接入到工业电网，都会向交流母排输出交流电，之后在驱动系统矢量装置的作用下控制交流变频调速装置。考虑到动力系统对石油钻机工作效率的影响，需要在动力系统中引入现场总线技术形式。在现场总线技术的支持下会对动力系统运行参数和运行故障进行全面的采集和分析。
5 石油钻机电气传动系统的控制方式
5.1 控制方式
从当前实际应用情况来看，电驱动石油钻机电气传动控制系统的样式处于一种多元化的发展状态。电驱动石油钻机电气传动控制系统模式有的是一对一的，有的是一对二的，基本上不会出现一对多的情况。
一对一的连接控制模式体现在控制柜和电机的连接上，电机和控制单元柜的使用存在一对一的现象，彼此之间的运转控制具有针对性。这个期间，其他的电机不会被影响。在这样的背景下，电动钻机内部进需要配备和控制电机数量相同的控制柜，而且还需要为单独转盘配备转动柜。一对二的控制模式具体是指由一台控制柜来对两个电机进行控制。一对二的控制模式会使用比较多的电机，控制柜内部所需要处理的电流数量也会比一对一所需要处理的电流量多。
现阶段，在石油钻机系统常用的电气传动控制系统会灵活的选择控制模式，即能够在一对一、一对二的两个控制模式中自由转换，并通过电力切换的方式来对不同电机进行控制，最终提升电机控制的灵活性和适应性。
5.2 控制对象
石油钻机电气传动系统串励电动机的定子绕组和电枢绕组处于一种串联的状态，在不需要单独安装励磁装置的情况下就能够实现控制。
在电动机输出功率增加的情况下，控制柜的负载电流也会随之提升，由此会加大石油钻机传动系统的功率，从而在真正意义上提升电机的功率，在真正意义上发挥出一对二控制模式的优势作用。
他励电动控制机制适合应用一对一的控制模式，电动机系统中偶氮励磁性电流能够实现单独供应，石油钻机系统中的电气传动系统会使用单独的励磁设备来完成供应，转矩运转速度和电力枢纽会呈现出密切的关联，电机转动速度和电机输出电压数值呈现出正相关的关系。通过这样的设置能够实现励磁电流和电枢电流的高度统一，在石油钻机电气传动系统运作的时候还能够维持电机负荷的平衡。
6石油钻机电气传动系统的未来发展
伴随石油资源在各个国家发展地位的提升，石油钻机电气传动系统的创新应用得到了人们的关注，石油钻机电气传动系统运作时的关联技术也得到了进一步的发展。在国外，关于石油钻机电气传动系统的研究主要体现在石油开采钻机型控制和系统控制上，即通过合理的石油钻机电气传动系统控制来达到节约原料和节省钻井成本的目的。另外，在未来，提升油气资源开采率、提高油田产量、延长产油时长是石油钻机电气传动系统未来发展方向。而从实际发展情况来看，石油钻机电气传动系统运作所遭受的环境影响比较明显，单单凭借个人以往经验和能力是无法完成系统操作的。因此，需要石油钻机电气传动系统中引入更多先进的技术形式，在先进技术的支持下实现石油钻机电气传动系统更加方便、快捷和多元的发展，在智能化控制系统的支持下会实现对多个能源的交叉控制，在控制系统的作用下对石油钻机电气传动系统发电机组的能力、负荷需求、调度时间段、储能装置等电荷情况进行全面的控制，最终来提升电能调度的精准度。
7结语
综上所述，在石油钻井中，带动钻具能够对不同钻石实施钻破处理，在实施操作之后会获得所需要的一系列资源。基于石油钻机构成的复杂，为了能够更好的发挥出各个系统设备在油气资源开采利用中的作用，在新时期，需要石油开采和关联技术人员立足实际来积极引进更为先进的技术形式去创新石油钻机电气传动系统，打造出完善化、系统化、全面化、自动化、智能化的石油钻机电气传动软硬件系统，在真正意义上实现石油钻机电力驱动对石油钻机机械驱动的替代，全面提升我国油气资源的开采利用率。
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