2. Системы управления электродвигателями ск.
Для управления двигателем станка-качалки применяются блоки управления серии БГШ (достаточно простые и надежные) на токи 15, 20, 40 и 100 А. Более современными являются блоки с микропроцессорным управлением БУС-3, БУС-4, СУС и др. Блоки управления выполняют следующие функции:
- пуск и отключение двигателя в ручном режиме;
- автоматическое отключение электродвигателя при обрыве одной из фаз;
- отключение электродвигателя при перегрузках, сверх допустимого предела;
- отключение электродвигателя при КЗ в его обмотках или кабеле;
- отключение электродвигателя при исчезновении или глубоком снижении напряжения и автоматический пуск электродвигателя при восстановлении напряжения в питающей сети после его кратковременного исчезновения или понижения с помощью реле времени;
- отключение электродвигателя при аварийном состоянии скважины.
................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Билет №8
1. Требования к электроприводу ротора бу
ЭП ротора может быть групповым и индивидуальным.
Групповой привод служит одновременно и для лебедки, и для обеспечения вращения ротора.
Требования к ЭП ротора буровой установки:
1.Должен иметь мягкую мех хар-ку.
2.Должен иметь минимальный момент инерции вращающихся частей.
3.Должен иметь небольшую кратность максимального момента.
4.Должен иметь реверс.
Повышению эффективности привода ротора способствует применение элмагнитных муфт различных конструкций, устанавл-мых между двигателем и ротором и служащим для передачи вращения от ведущего вала к ведомому. Пуск и регулирование частоты вращения ротора связаны с потерями энергии в элмагнитной муфте, приводящими к её нагреву.
Элмагнитные муфты позволяют:
- регулирование частоты вращения ротора в относительно небольшом диапазоне, опр-мом допустимыми потерями в муфте. Для расширения диапазона регулирования частоты вращения могут использоваться муфты с водяным охлаждением;
- ограничение передаваемого момента и защиту бурильных труб от поломки;
-плавное закручивание и раскручивание бурильных труб;
-дают возможность кратковременного получения высокого значения момента на низкой скорости при ликвидации аварий;
- снижение частоты включения и отключения электропривода.
Следующие виды элмагнитных муфт: электромагнитные муфты скольжения, индукционные элмагнитные и элпорошковые муфты.
Режим работы приводного двигателя ротора продолжительный, а мощность, складывается из мощности потерь в механизмах привода, установленных на поверхности, из мощности, необходимой для холостого вращения колонны бурильных труб в скважине, а также мощности на долоте.
Мощность холостого хода вращения колонны бурильных труб зависит от частоты вращения, длины и диаметра бурильных труб, качества промывочной жидкости, диаметра и кривизны скважины. Среднее значение мощности на долоте зависит от осевой нагрузки на долото, угловой скорости инструмента, количества и качества промывочной жидкости, типа, размера и состояния долота, а также свойств разбуриваемых пород.
Мощность на долоте можно также определить по удельному расходу мощности на единицу площади забоя, которая для роторного бурения принимается равной 35-150 Вт/см2.
Мощность потерь в механизмах привода зависит от типа, состояния оборудования и частоты вращения.
Передача энергии долоту с поверхности через колонну бурильных труб вызывает значительные потери мощности и снижает КПД всего процесса бурения, особенно при больших глубинах.
В процессе бурения неоднородных пород момент сопротивления непрерывно изменяется. Колебания момента сопротивления на долоте передаются с высокой скоростью по колонне стальных бурильных труб приводному двигателю ротора в виде упругих волн кручения, продольных колебаний и других возмущений.
В
результате отражения волн кручения,
вызванных заклиниванием долота,
напряжения кручения могут вызвать
поломку труб. Напряжения кручения в
трубах при мягкой механической
характеристике привода будут меньше,
чем при жесткой. При заклинивании
долота, когда низ колонны бурильных
труб неподвижен, а ротор продолжает
вращаться, закручивая трубы, момент
двигателя может достигать макс значения.
Чтобы ограничить при этом напряжение
кручения в трубах, следует ограничить
момент от двигателя к ротору. Этого
можно достигнуть, применяя двигатель
с кратностью максимального момента
.
С заклиниванием долота связан и процесс передачи колонне бурильных труб кинетической энергии, запасенной во вращающихся частях поверхностного оборуд-ния привода ротора. Для уменьшения кинет энергии, передаваемой трубам, целесообразно иметь привод ротора с минимальным моментом инерции вращающихся частей.
Оптимальные значения частоты вращения ротора целесообразно определять экономическим расчетом исходя из минимальной стоимости 1 м проходки скважины.
Как показал опыт эксплуатации БУ, бесступенчатое регулирование частоты вращения ротора при бурении глубоких скважин в диапазоне 5:1-7:1 может обеспечить увеличение мех скорости бурения до 30 % и рейсовой скорости до 20 %. Регулировать частоту вращения целесообразно при постоянном моменте. Привод должен иметь оперативный реверс для аварийных и вспомогательных работ.
В БУ, рассчитанных на небольшие глубины бурения и ранних лет выпуска, применяется групповой ЭП лебедки и ротора. При этом приводные двигатели при роторном бурении оказываются недогру-женными, т.к. приводная мощность лебедки больше приводной мощности ротора.