Q_SY 02781-2023 石油钻机电代油技术改造规范.docx

O/SY中瞬天精集酶艮辎瞬Q/SY027812023代替Q/SY17812016石油钻机电代油技术改造规范Technicalreconstructionspecificationforreplacingdiesebypowersupplynetworkofdrillingrig20240201实施20231227发布中国石油天然气集团有限公旬发布目次前言III1范围12规范性引用文件I3术语和定义14改造要求25技术方案26设备设施选型37验收要求6参考文献.8刖百本文件按照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件代替Q/SY17812016石油钻机电代油技术改造规范，与Q/SY17812016相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：a）更改了应急动力方案的发电机配置数量要求（见5.3.1.3,2016年版的5.3.1.3）;b）更改了设备设施选型的防爆要求（见6.1,2016年版的6.1）;c）更改了移动变电站选取要求（见6.4.1,2016年版的6.4.1）;d）增加了变频柜集成配套和集中控制要求（见6.7）;e）增加了井场防雷的技术要求（见6.9）。本文件由中国石油天然气集团有限公司标准化委员会石油工程技术专业标准化技术委员会提出并归口。本文件起草单位：大庆油田有限责任公司大庆钻探工程公司、油国技术服务有限公司（工程技术分公司）、渤海钻探工程有限公司、长城钻探工程有限公司、西部钻探工程有限公司、川庆钻探工程有限公司。本文件主要起草人：邹庆波、杨晖、张洪、赵文、金志雄、沈炎、涂志威、曾鑫、庄彦辉、师远征、尹伟涛、张显勇、肖枫、吕钢、张冬临。本文件审查专家：李国顺、石德勤、翟尚江、马继光、张继伟、王小权、扈道明、魏佳、朱桥飞、雷先革、米永强、孟军、冉鹏、苗景龙、张彬、刘建坤、方太安、冯旭骅。本文件及其所代替文件的历次发布情况为。2016年首次发布为Q/SY17812016;本次为第一次修订。石油钻机电代油技术改造规范1范围本文件规定了石油钻机电代油技术的改造要求、技术方案、设备设施选型及验收要求。本文件适用于电动钻机、液压钻机、机械钻机、车载钻机及复合驱动钻机的电代油技术改造。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1094.11电力变压器第11部分：干式变压器GB/T1094.12电力变压器第12部分：干式电力变压器负载导则GB/T3797电气控制设备GB/T3836.1爆炸性环境第1部分：设备通用要求GB/T3836.2爆炸性环境第2部分：由隔爆外壳“d”保护的设备GB/T4208外壳防护等级（IP代码）GB/T6451油浸式电力变压器技术参数和要求GB/T7251.1低压成套开关设备和控制设备第1部分：总则GB/T12668.4调速电气传动系统第4部分：一般要求交流电压100Ov以上但不超过35kV的交流调速电气传动系统额定值的规定GB/T23505石油天然气工业钻机和修井机GB/T23507.1石油钻机用电气设备规范第1部分：主电动机GB/T23507.2石油钻机用电气设备规范第2部分：控制系统SY/T6671石油设施电气设备场所I级0区、1区和2区的分类推荐作法SY/T7386钻修井井场雷电防护规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1电代油replacingdieselbypowersupplynetwork用网电动力能源替代柴油动力能源。3.2移动变电站movabletransformersubstation将高压开关设备、配电变压器和低压配电装置按一定接线方案组合在一起，安装在一个封闭、可移动钢结构箱体内的种紧凑式配电设施。3.3高压隔离保护柜highvoltagedisconnectedprotectioncabinet具有欠压、短路、过载、接地等保护功能的户外高压开关。3.4工作机workingmachine钻机的绞车、转盘、顶驱、钻井泵及其他耗能设备。3.5一对一控制one-to-onecontrol一个控制单元控制一台电动机的方式。3.6一对二控制one-to-twocontrol一个控制单元控制两台电动机的方式。4改造要求4.1 安全性钻机改造后安全环保性能指标优于原钻机，符合HSE规范。4.2 经济性钻机改造后运行及维护成本低于原钻机，经济效益明显。4.3 技术性钻机改造后技术性能指标符合国家及行业标准，且优于原钻机，易于维护保养、易损件少、互换性强。4.4 可靠性钻机改造后可靠性优于原钻机，运行平稳，故障率低。5技术方案5.1 改造原则5.1.1 1.1临时性改造应保持钻机井架底座结构和原传动方式不变，只针对发电机、柴油机等动力部分进行改造。5.1.2 永久性改造应保持钻机井架底座结构形式不变，尽量保持原传动方式不变，主要针对发电机、柴油机等动力部分进行改造。5.1.3 在进行电代油项目选取电动机控制方式时，宜选取技术比较先进的交流变频控制方式。5.2 网电参数网电频率为50Hz,电压等级为IOkV或6kVo5.3 钻机改造技术方案5.3.1电动钻机改造5.3.1.1钻机的总体结构形式及传动方式应保持不变，通过移动变电站将发电机供电改为网电，并按照6.4.1选取移动变电站容量。5.3.1.2网电通过高压隔离保护柜、移动变电站向配电柜供电。5.3.1.3网电可靠性不高的地区，重点探井或边远开发井应备用应急发电机组。在应急发电机房或移动变电站内安装电源切换柜，确保网电断电后应急发电机能迅速为工作机提供动力。5.3.2机械钻机改造5.3.2.1采用三相异步电动机替换柴油机改造，保持原传动方式不变。网电通过高压隔离保护柜、移动变电站向软启动柜供电，经软启动柜驱动三相异步电动机。5.3.2.2采用“三相异步电动机+液力耦合器”替换“柴油机+链条或齿轮减速箱”改造，网电通过高压隔离保护柜、移动变电站向软启动柜供电，经软启动柜驱动三相异步电动机。5.3.2.3采用0.75kV直流电动机替换柴油机改造，网电通过高压保护柜、移动变电站向直流调速柜供电，经直流调速柜驱动直流电动机。5.3.2.4采用0.6kY交流变频电动机替换柴油机改造，可取消变速箱，网电通过高压保护柜、移动变电站向交流变频柜供电，经交流变频柜驱动交流变频电动机。5.3.2.5网电可靠性不高的地区，应保留一台柴油机及增配一到两台发电机作为应急备用。在备用发电机房或移动变电站内安装电源切换柜，确保网电断电后备用发电机、柴油发电机能迅速为工作机提供动力。5.3.3复合驱动钻机改造复合驱动钻机电驱动部分改造按照5.3.1的规定执行，非电驱动部分改造按照5.3.2的规定执行。5.3.4钻机局部改造5.3.4.1钻机400V辅助供电设备供电方式改造，采用移动变电站替换辅助发电机，实现对辅助用电设备的供电，其容量根据视在功率进行选择。网电通过高压隔离保护柜、移动变电站向配电柜供电。5.3.4.2网电可靠性不高的地区，按5.3.1.3的规定执行。6设备设施选型6.1 防爆要求改造所选用的电气部件的防爆等级符合GB/T3836.1和GB/T3836.2的规定，具有相关的行业认证证书。防爆形式、类别、性能等要求应满足SY/T6671中对不同危险区域的防爆要求。各防爆设备的外壳防护按GB/T4208的规定执行，装在控制房内的设备外壳防护等级不低于IP2X,户外设备的外壳防护等级不低于IP54。6.2 高压隔离保护柜额定电压根据当地网电电压选取；额定电流不小于所在回路的计算电流；额定频率为50Hz;断路器应满足短路条件下的通断能力，满足短路条件下的动稳定和热稳定要求；避雷器按高压隔离保护柜使用的环境、网电系统的标称电压、最高电压、额定频率、中性点接地方式、短路电流值及接地故障持续时间等条件选取。6.3 高、低压电缆额定电压不小于电缆所在系统的额定电压；按敷设方式及环境条件确定的导体载流量不小于计算电流：满足动稳定和热稳定要求，最小截面应满足机械强度的要求；外护套材料的选择应满足钻机施工环境要求。6.4 移动变电站6. 4.1移动变电站的额定容量应根据钻机的总装机功率选取，标准配置铝机选用移动变电站额定容量不应小于表1的要求。表1钻机选用移动变电站额定容量项目名称钻机名义钻深与选用变压器容量对应关系钻机名义钻深m1500200030004000500070008000900012000变压器容量kVA2000200025003150315040004000400050007. 4.2额定电压根据当地网电电压选取，额定变比根据钻机所用设备设施电压等级确定。8. 4.3移动变电站内干式变压器的各项技术指标应符合GBT1094.11和GB/T1094.12的要求。房内安装的变压器应有独立的通风系统和温控装置.9. 4.4移动变电站内油浸变压器本体的安全保护装置、冷却装置、油保护装置、温度测量装置、油箱及附件等应符合GB/T6451的要求。10. 4.5移动变电站内高、低压开关柜应具有欠压、短路、过载、接地等保护和计量功能，高压柜宜选用VSl系列或ZN系列等高性能断路器。11. 4.6电源切换柜额定电压和电流根据发电机和移动变电站的相关参数选取，多电源之间必须实现电气或机械互锁、隔离功能。6.5 无功补偿装置钻机电路功率因数低于0.9时，应配置无功补偿装置。无功补偿装置宜选用无触点、自动进行动态补偿的控制方式。补偿容量按无功功率曲线或无功补偿计算方法确定，无功补偿装置投用后功率因数应能提高到0.95及以上。6.6 谐波抑制装置当钻机电路向电网注入的谐波电流分量超过表2规定的允许值时，应配置谐波抑制装置来达到要求。谐波抑制装置投用后，谐波电流应低于表2规定的允许值。6.7 电动机控制柜（软启动柜、直流调速柜、交流变频柜）6. 7,1额定功率根据电动机额定功率选取，不小于电动机额定功率。控制单元额定电流不小于电动机额定电流。控制单元额定电压、额定频率与所在回路一致。7. 7.2软启动柜与三相异步电动机采用一对一控制方式。直流调速柜与直流电动机可采用一对一或一对二控制方式。交流变频柜与交流变频电动机采用一对一或一对二控制方式。8. 7.3应具有欠压、过压、短路、过载、缺相、接地等保护功能，强制风冷电动机的控制柜应有失风保护功能，其中直流调速相可实现最大输出电流限制。9. 7.4应安装在密闭、保温的房体内，并配备空调，室温应控制在18C-28C。6.8 电动机6.8.1同一套钻机的电动机类型和电压等级应统一。根据钻机传动方式不同可以选用交流变频电动机、直流电动机或三相异步电动机。6.8.2额定功率根据工作机的额定功率和传动系统效率计算确定，一般为工作机额定功率的1.1倍以上；不改变原传动方式的改造可参考原柴油机额定功率。单台电动机额定功率一般选择小于1200kW,超过此功率宜选用两台或两台以上电动机。6.8.3 额定电压：交流变频电动机选用0.6kV;直流电动机选用0.75kV;三相异步电动机选用IOkV,6kV或0.6kV;高压IOk