3.3 Проверка эд бл по нагреву методом эквивалентного момента

Для проверки ЭД по нагреву определяется среднеквадратичный или эквивалентный момент нагрузки (сопротивления) на валу ЭД для каждой из передач по выражению

, (18)

где М₁, М₂… М₃ - моменты сопротивления по нагрузочной диаграмме при подъеме 1-й, 2-й, … , m-й свеч;

t_м1, t_м2, …, t_мm – машинные времена подъема соответствующей свечи;

β = 0,5 для асинхронного двигателя и β = 1 для синхронного двигателя, работающего в перемежающемся режиме.

Так как при работе на одной и той же передаче t_м1= t_м2 = …= t_мm, а два соседних значения момента по нагрузочной диаграмме отличаются на величину М_св., то выражение (18)

(19)

По выражению (19) следует определить значения М_э для каждой передачи. Для того чтобы ЭЛ БЛ не перегрелся выше допустимой температуры и не вышел преждевременно из строя, на всех передачах должно выполняться условие

М_э ≤ М_ном., (20)

где М_ном. – номинальный момент, определяемый по паспортным данным двигателя по выражению

. (21)

Если условие (20) не выполняется, необходимо либо выбрать ЭД большей мощности, либо уменьшить М_макс. или М_мин. путем изменения числа свеч, на той передаче, где нарушается условие (20).

3.4 Определение времени пуска эд бл

Пуск ЭД, т.е. разгон инструмента при подъеме, обусловлен превышением величины момента М, развиваемого ЭД на валу, над величиной момента статической нагрузки (сопротивления) М_с. В общем виде время разгона ЭД от нуля до установившейся скорости ω_у определяется из выражения

(22)

где J – момент инерции подъемной системы, кг·м², приведенный к валу двигателя;

ω – угловая скорость вращения двигателя, рад/с.

Момент М, развиваемый двигателем в процессе разгона, не остается постоянным, а изменяется при изменении скорости в соответствии с механической характеристикой М = f(ω). При приближенных расчетах можно принять, что при разгоне момент ЭД остается постоянным. При этом выражение (22) при разгоне до номинальной скорости ω_ном. принимает вид

, (23)

где М_ср. – средний момент, развиваемый ЭД при пуске

,

где М₁ – наибольший (пиковый) момент при пуске (0,7 - 0,9)·М_к от критического (максимального) момента двигателя, который приводится в паспортных данных;

М₂ - наименьший момент при пуске (момент переключения), принимается не менее (1,1 – 1,15)·М_с.

Значение среднего момента неизвестно. Его определяют либо путем графических построений по пусковой диаграмме ЭД, либо исходя из допустимых значений ускорения при разгоне колонны.

Для снижения колебаний гидродинамического давления в скважине в процессе СПО, которые могут привести к осложнениям процесса бурения, разгон ЭД должен быть плавным, без толчков и сильных ускорений. Среднее ускорение при разгоне колонны можно ориентировочно определить по диаграмме скорости по выражению

, (24)

где а – ускорение, м/с².

На практике для ограничения ускорений при разгоне колонны время двигателя (колонны) выбирают из условия

, (25)

где V_cр. =0,85·V средняя скорость подъема;

V – средняя скорость подъема.

По времени разгона, рассчитанному по формуле (25), для каждой пусковой ступени выбираются выдержки контакторов ускорения (реле времени) в станции управления. При этом время разгона t_р будет определяться станцией управления и не будет зависеть от веса на крюке. Для обеспечения пуска двигателя за заданное время t_р из выражения (25) определяют необходимое значение среднего момента М_ср. и обеспечивают его соответствующим подбором пусковых реостатов.

Значение момента сопротивления в (23) зависит от веса на крюке. Наиболее тяжелый пуск будет при максимальном весе на крюке, поэтому определять М_ср. следует при М_с = М_макс.k, посчитанном по выражению (15).

Приведенный момент инерции определяется (без учета моментов инерции каната и роликов полиспаста) по выражению

, (26)

где J_д. – момент инерции двигателя (из паспортных данных);

J_л. – момент инерции БЛ (таблица 1);

Q – вес груза на крюке;

r – радиус навивки каната на барабан БЛ.

Расчеты времени разгона колонны по (25), ускорения по (24) и среднего момента ЭД при пуске по (23) следует свести в таблицу 2. По результатам расчетов построить временную диаграмму. При построении время торможения (замедления) t_з принять равным времени разгона. Примерный вид временной диаграммы приведен на рисунке 2, где показано по одному циклу на каждой из четырех передач.

Таблица 2 – Результаты расчета

Расчетное значение		k
		1	2	3	4
1	Передаточное отношение iп
2	Установившаяся скорость подъема Vk, м/с
3	Максимальный (начальный) вес груза, Qмакс.k, кН
4	Вес колонны труб Qдоп., кН
5	Допустимое начальное число свеч при подъеме на каждой из передач mk
6	Число циклов на каждой из передач ck
7	Машинное время перемещения одной свечи tмk, c
8	Время работы на каждой передаче tk, c
9	Полное время подъема всей колонны tп., с
10	Минимальный (конечный) вес груза Qмин.k., кН
11	Наибольший момент сопротивления на валу ЭД Ммакс.k.,
12	Наименьший момент сопротивления на валу ЭД Ммин.k,
13	Момент, создаваемый весом одной свечи Mсв., кН·м
14	Эквивалентный момент Мэk
15	Время разгона колонны tpk, с
16	Среднее ускорение при разгоне колонны ak, м/с2
17	Приведенный момент инерции Jk, кг·м2
18	Средний момент ЭД при пуске Мср.k, кН·м

Рисунок 2 – Диаграмма скорости подъема колонны