石油钻机电气传动系统技术

（1）研制新一代智能钻机，助力石油绿色低碳开采

新一代智能钻机高度融合数字控制技术，使机、电、气、液一体化高效协同配合，机械部分与电气部分整体模块化设计，使钻机具备智能化、绿色高效、高可靠性、高安全性、快速移动的特征。

1）研究钻井设备和自动化机具集成智能操控系统，通过动态安全区域识别技术和防碰撞技术，结合钻井工艺，完成高效一键联动，实现钻井工艺智能化。

2）研究基于关键数字技术的钻机装备智能管理运维平台

研究大数据、云计算、5G、人工智能、工业物联网（IIoT）、虚拟/现实（VR/AR）、数字孪生等关键数字技术在智能化钻机上的应用。搭建钻机装备智能管维平台，设计具备设备感知监控、建模分析、健康评估、智能诊断、预测维护、参数自优化等功能的工业物联网（IIoT）系统，通过现场运行信息的大数据分析，实现钻机系统设备的远程监控、故障预判与综合管理，提升钻井效率和钻井质量，降低设备运维成本，最终实现钻井设备的全生命周期管理。

3）研究高效能中压三电平钻机电气传动系统

研究基于三电平变频器的钻机中压传动系统架构、集成方案、控制策略，解决其在石油钻采行业中的应用难题。中压三电平系统具有绿色、高效、节能、降耗等诸多优势，其输出更逼近于正弦波，谐波含量小，开关损耗小，开关频率更高，快速性更强，与传统低压系统相比，负载回路电流较小，从而能进一步降低系统能耗和运营成本。

4）融合新型储能技术的石油钻机微电网控制技术的研究

研究混合储能系统及微电网多目标能量管理策略及方法，针对石油钻机供电系统的特点，结合其微电网系统的能量管理问题，利用新型储能技术，回收石油钻机下钻时回馈的能量，综合分析燃料机组发电能力、负荷需求、储能装置的实时荷电状态等因素，采用智能控制方法对微电网系统进行调度管理，提升系统能效，减少碳排放。

（2）研究智能可移动电气动力集成控制系统（IE-HOUSE），破解高海拔、极地、海洋环境资源开采难题。

研究适用于超低温、高海拔、海洋等特殊应用环境的定制化、预制化、模块化的智能可移动电气动力集成控制系统（IE-HOUSE），融合高低压智能开关控制、谐波治理、变频传动、智能消防、工业物联网、大数据分析控制等技术，通过高强度结构模块集合而成，适用各种特殊野外环境，具备快速投运，快速移动、灵活组合、重复使用等优点。

（3）重点研发计划

研制新一代高能效智能钻机电控系统，具有远程加本地智能运维、智能诊断、智能优化功能，实现电控系统的模块化、智能化、绿色化、高效化、节能化，借助仿真设计与虚拟调试、数字孪生、大数据分析等数字技术，从基础设计层到系统应用层全面的数字化管理，实现智能钻机数字化调试及管理，预测性维护，高能效（节能20%），带动石油钻采行业低碳绿色发展，推进能源开采领域节能减排，实现双碳目标。

（4）预期成果

新一代智能钻机电传动装置1套，智能运维管理系统1套。

修订及制订国家及行业标准1项以上，设计标准1项以上，发表论文20篇以上，获得专利5项以上，软件著作权5项以上，完成科技成果及新产品2项以上。