Сравнительная характеристика приводов

За последние десятилетия далеко вперед шагнула мировая и отечественная науки практика сооружения нефтяных и газовых скважин.

Разработки современного оборудования для комплектования буровых установок для бурения на суши и на море. Для морских буровых платформ, а также на суши были разработаны и испытаны следующие узлы бурового оборудования, обеспечивающие повышения уровня механизации трудоемких процессов при строительстве скважин:система верхнегопривода СВП, новое поколение буровых лебедок с использованием быстроходных электродвигателей постоянного тока.

Последние разработки предусматривают использование лебедок новой серии "ЭТ". Они имеют идеальную подъёмную характеристику с полным использованием входной мощности и регулированием скорости подъёма от 0 до 100%. Все они построены по единой кинематической схеме, а именно: барабан лебедки через зубчатую двухскоростную коробку передач соединен с одним или двумя быстроходными двигателями постоянного тока. На среднем быстроходном валу коробки передач установлен дисковый тормоз с пневматическим или гидравлическим приводом. В конструкции лебедок отсутствуют шинно-пневматические муфты.

Лебедка буровая серии "ЭТ" представляет собой современный образец подъемного оборудования, в котором нашли отражение новые тенденции в мировом нефтебуровом машиностроении.

Электропривод лебедки обеспечивает не только подъем, но и регулируемый спуск колонны бурильных и обсадных труб. Он обеспечивает полную остановку и удержание груза в неподвижном состоянии некоторое время (~ 30 с) до момента наложения основного тормоза. Поэтому вспомогательный тормоз не требуется. При бурении двигатель работает в режиме регулятора подачи долота. В случае аварийного отключения электроэнергии двигатель способен произвести подъем колонны, работая от дизельной электростанции небольшой мощности

Система управления приводом обеспечивает полную управляемость приводными электродвигателями кроме подъема и спуска так же и в переходных режимах- для торможения при подъеме и разгоне при спуске.

Новые системы управления главными приводами на базе микропроцессорной техники (цифровые)

Системы управления позволяют автоматизировать управление и создать АСУ приводами. К главным приводам относятся приводы буровой лебедки, привод ротора, приводы буровых насосов.

Комплектные тиристорные устройства.

Все тиристорные преобразователи буровой установки сосредоточены в комплектных тиристорных устройствах- контейнерах. Тиристорный контейнер представляет собой электротехнический модуль, состоящий из:

– оболочки- бокса;

–·рамы- основания;

шкафов с электрооборудованием, установленных внутри контейнера.

В состав контейнера так же входит система автоматического поддержания заданного диапазона температуры внутри тиристорного контейнера.

Во всех тиристорных преобразователях применены цифровые системы управления типа SIMOREG фирмы "СИМЕНС" или система управления типа Flex Pack 3000 фирмы "Аллен Бредли".

Привод главных механизмов буровой установки на базе регулируемых асинхронных электроприводов.

Современное состояние развития техники привода позволяет предложить для буровых установок, регулируемые привода переменного тока, которые по ряду показателей превосходят электропривода постоянного тока, за счет:

·– повышения надежности;

·– уменьшения эксплуатационных затрат;

·– более простое выполнение взрывозащиты.

Кроме того, применение преобразователей частоты с активным выпрямителем позволяет существенно улучшить энергетику питающей сети за счет стабилизации напряжения сети. Активный выпрямитель, при этом, общий для привода лебедки и ротора.

Каждый двигатель привода лебедки и ротора питается от своего автономного инвертора напряжения. Двигатель регулятора подачи долота получает питание от отдельного преобразователя частоты.

Применение преобразователей частоты с активным выпрямителями для привода лебедки позволяет свести к минимуму величину гармонических составляющих в составе потребляемого тока и величину реактивной мощности при работе привода лебедки в режиме СПО. Кроме того, активный выпрямитель может быть использован в режиме компенсатора реактивной мощности в режиме бурения.

Каждый буровой насос приводится от двух асинхронных двигателей с к.з. ротором, питание которых производится от одного преобразователя частоты.

Автоматизированная система управления буровой установкой

Автоматизированная система управления (АСУ) буровой установкой предназначена для управления приводами главных механизмов (лебедка, ротор, буровые насосы) и относящимися к ним пневмоприводами, приводами смазки и вентиляции в ручном и полуавтомати ческом режимах. Управление главными механизмами осуществляется с пульта бурильщика. На пульте бурильщика осуществляется визуализация состояния главных приводов.

АСУ выполняется на базе программируемых логических контроллеров фирмы "СИММЕНС" серии S7 или на базе программируемых логических контроллеров фирмы "Аллен Бредли" LOGIX 5550 PROCECCOR.

Электрический привод

ОАО «Генерация» предлагает различные виды электрических приводов, которые подразделяются:

– по виду двигателя ( электрический привод постоянного и электрический. привод переменного тока);

– по возможности регулирования скорости ( нерегулируемые и регулируемые электрические приводы)

Поскольку в сложных условиях бурения необходимо регулирование подачи насоса для обеспечения требуемой скорости проход ки, а также при восстановлении циркуляции бурового раствора, для бурового насоса целесообразно применение регулируемого электропривода с возможностью плавного изменения скорости вращения двигателя.

Частотно-регулируемый электропривод переменного тока является, в настоящий момент, наиболее перспективным и удобным в эксплуатации, поэтому применение данного привода является наиболее рациональным.

Преимущества частотно-регулируемого электропривода по сравнению с тиристорным приводом постоянного тока:

надежность и простота в работе

• экономичность в обслуживании (двигатель не требует обслуживания (нет коллекторного узла)

• высокий коэффициент мощности

• малые габариты системы и простота системы в целом (нет необходимости применения ФКУ (фильтрокомпенсационной установки).