Шпаргалка по "Безопасности жизнедеятельности"

Расчетные значения минимальной  и максимальной скоростей используют для проверки возможности применения электродвигателя в тормозных режимах: если предельная частота вращения меньше заданной, следует либо увеличить мощность двигателя, либо принять меньшую по сравнению с заданной скорость спуска.

Выбор скорости v спуска колонны номинального веса Q_H и закона регулирования v = ДО) зависит от ряда условий. Для о6еспечения наибольшей производительности при спуске частоту вращения нужно принимать близкой к предельной из соображений номинального нагрева двигателя. Для системы динамического торможения следует также учитывать, что выбор скорости спуска определяют мощность и габариты сборки резисторов. Для реализации предельных возможностей двигателя необходимо использовать кратковременное увеличение не только тока, но и ЭДС в допустимых пределах.

Применение электродвигателя переменного тока в качестве электротормоза в серийных буровых установках не реализуется вследствие значительного усложнения схемы и необходимости торможения через цепную передачу.

При использовании в  составе спуско-подъемного агрегата индивидуального электромагнитного  тормоза комплекс его параметров (высшая скорость спуска, основные точки механической характеристики и номинальная мощность) выбирается независимо от параметров привода в режиме подъема.

Основными расчетными режимами электромагнитного тормоза являются:

1)  при номинальном токе возбуждения ( ) с определенной относительной продолжительностью  включения -  соответствующий режиму спуска КБТ номинального веса;

2)   при максимальном (форсированном) токе возбуждения (кратковременно) - соответствующий интенсивному  замедлению колонны номинального веса до посадочной скорости;

3)  при промежуточном значении тока возбуждения - соответствующий режиму спуска обсадной колонны номинального веса.

Основным расчетным является режим, соответствующий режиму спуска колонны номинального веса (при ) с номинальной заданной скоростью . По этому режиму и относительной продолжительности включения ПВ (%) определяют эквивалентную мощность тормоза в длительном режиме:

_,

где - номинальная частота вращения вала тормоза, мин-¹; - номинальный момент на валу тормоза, кН-м.

Для различных типов  буровых установок значения скорость спуска КБТ составляют 2,5+3 м/с. В осложненных  условиях бурения и при спуске обсадной колонны значение скорости спуска может составлять 0,2+0,5 м/с.

Для интенсивного замедления КБТ желательно обеспечить . При этом обязательным является следу ющее требование: момент, создаваемый тормозом, должен был больше момента, обусловленного максимальным весом колоннь обсадных труб.

В процессе спуска инструмента  нередко возникает необхо димость  экстренного торможения. Путь торможения обычно задается, и электромагнитные тормоза должны обеспечить надежное торможение на этом участке. Высокая кратность мак симального момента электромагнитных тормозов при форсировании возбуждения позволяет производить экстренное торможение до полной остановки при порошковых тормозах и до ползучих скоростей при индукционных.

Выбор параметров электромагнитного тормоза завершается проверочным расчетом его теплового режима и оценкой габаритной мощности. Учитывая повторно-кратковременный режим использования тормоза, за основу расчета принимают метол определения эквивалентного значения рассеиваемой мощности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Электрооборудование вспомогательных механизмов буровых установок.

К вспомогательным механизмам буровых установок относят оборудование для механизации и автоматизации  спуско-подъемных операций и погрузочно-разгрузочных работ, обеспечения сжатым воздухом пневматического управления буровыми механизмами, приготовления и очистки промывочного раствора. Номенклатура, число и установленная мощность приводов вспомогательных механизмов определяются классом и назначением буровой установки.

Привод большей части  вспомогательных механизмов осуществляется асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором напряжением 380 В. Для пуска, защиты и остановки электродвигателей применяют низковольтные комплектные устройства.

В качестве привода тележки и стрелы механизмов АСП применены асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором крановой серии (3,5 кВт, 380 В, 870 об/мин при ПВ = 25 %). Принципиальная схема управления механизмами АСП показана на рис. 9.2. На схеме наряду с электродвигателями тележки (ДТ) и стрелы (ДО показаны их тормозные устройства с электроприводом (ДГТ и ДГС), работающие в режиме динамического торможения.

Напряжение на цепи управления подается через автоматический выключатель А2. Перемещением тележки или стрелы управляют с помощью соответствующего командоаппарата (ККТ или Я/СС) в нужное положение (вправо, влево, назад или вперед). Остановка полностью зависит от оператора. Включают и отключают двигатели ДТ и ДС пускатели с тепловой защитой ПЛ, ПП, ПВ и ПН. Исходным (нулевым) положением тележки и стрелы считают положение, когда тележка находится точно между магазинами, а стрела - в крайнем, отведенном от центра скважины (в этом положении нажат конечный выключатель ВКС1). Для выдвижения стрелы вперед оператор переводит командоконтроллер ККС в положение "вперед", при этом включается пускатель ПВ и подключает двигатель стрелы ДС к сети. Стрела выдвигается до упора в свечу.Для защиты двигателя от стопорного режима служит шариковая муфта, которая в момент упора стрелы в свечу начинает проворачиваться.Оператор поворотом командоконтроллера ККС в нулевое положение отключает двигатель ДС от сети. Движение стрелы назад происходит аналогично.Схема управления тележкой аналогична схеме управления стрелой. Контакты командоконтроллера ККТ включают пускатели ПП (вправо) или ПЛ (влево) в зависимости от выбранного магазина. Точность остановки тележки напротив любой из кассет зависит от оператора.В цепях управления тележкой  и стрелой   имеются  блокировки, которые не допускают одновременного включения пускателей ПП и ПЛ, ПВ и ПН, а также блокировки от удара талевым блоком по стреле. Блокировки осуществляются при помощи конечных выключателей ВКС1 и ВКС2. Конечный выключатель ВКС1 срабатывает, когда стрела полностью убрана от центра скважины, выключатель ВКС2 - когда стрела выдвинута на 1,5 м от нулевого положения.

Для сигнализации положения  стрелы служат лампы ЛК и ЛЗ. Кратковременное включение двигателя тележки при не полностью убранной стреле возможно с помощью кнопки КТ.

 

 

5. Погружные электродвигатели.

Для привода центробежных насосов изготавливаются погружные асинхронные электродвигатели, имеющие следующие конструктивные особенности. Диаметр двигателей несколько меньше нормальных диаметров применяемых обсадных колонн (обычно двигатели имеют диаметры 103; 117; 123; 130 и 138 мм). При заданной мощности выполнение двигателя с малым диаметром вызывает увеличение его длины до 7-8 м. Для уменьшения размеров насосного агрегата и повышения его подачи двигатели ПЭД рассчитывают на 3000 об/мин (синхронных) при частоте 50 Гц.

Двигатели защищены от попадания  внутрь пластовой жидкости, что достигается заполнением их трансформаторным маслом, находящимся под избыточным давлением 0,2 МПа относительно внешнего гидростатического давления в скважине. Поскольку двигатель работает при температуре жидкости в месте погружения, его электрическая изоляция масло- и нагревостойкая; температуру окружающей среды принимают равной 90 °С.

Корпус статора погружного двигателя представляет собой стальную трубу, в которую запрессованы магнитные пакеты статора длиной 320-450 мм, набранные из электротехнической стали. Статор состоит из отдельных магнитных пакетов (секций), разделенных короткими пакетами из немагнитного материала.

Двухполюсная обмотка статора выполнена общей для всех его секций. Ротор также состоит из отдельных секций с длиной каждой секции, отвечающей магнитному пакету статора. Каждая секция ротора создает свою короткозамкнутую электрическую цепь, не связанную с цепями других секций ротора, сидящих на общем валу. Между секциями ротора установлены промежуточные подшипники качения, опирающиеся на немагнитные пакеты статора и предотвращающие касание ротора о статор, которое было бы неминуемым при длинном роторе и малых воздушных зазорах, не превышающих у этих машин 0,4 мм.

Ротор закрепляется в  верхней части двигателя - подвешивается на верхнем подпятнике (радиально-упорном подшипнике).

Корпус двигателя заканчивается  в верхней части головкой, которая  закрывает лобовые части обмотки, содержит узел вывода статорной обмотки и обеспечивает присоединение протектора. Нижние лобовые части обмотки закрываются основанием двигателя, в котором размещаются масляный фильтр и клапан.

Внутренняя полость  двигателя заполнена специальным  вязким маслом, которое циркулирует внутри машины под действием турбинки, насаженной на вал ротора. Оно проходит через отверстие внутри вала двигателя, по каналам между корпусом и внешней поверхностью статорных пакетов и попадает в фильтр. Благодаря циркуляции масла достигается более интенсивное охлаждение электродвигателя с выравниванием температур наиболее нагретых и менее нагретых частей машины. Полость двигателя заполняют маслом через клапан.

Для защиты погружного электродвигателя от попадания внутрь его корпуса пластовой жидкости применяется гидрозащита.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Электроснабжение станков-качалок. КТПСК

Остановка большей части  глубиннонасосных установок при прекращении подача электроэнергии связана только с потерей нефти, определяемой прекращением ее откачки из скважины, и не вызывает серьезных осложнений при дальнейшей эксплуатации. Такие установки относятся ко II категории надежности электроснабжения. Глубиннонасосные установки в нефтеносных районах со сложными условиями эксплуатации, где остановка насоса приводит к осложнениям при последующем пуске скважин (например, вследствие образования песчаных пробок), относятся к I категории.

Питание глубиннонасосных установок осуществляется при напряжении 0,38 кВ от устанавливаемых на скважинах  комплектных трансформаторных подстанций (KTП) 6/0,4 кВ, питаемых, в свою очередь, при помощи воздушных линий (рис. 9.7). На некоторых промыслах сохранились схемы с подведением к двигателям станков-качалок напряжения 330 В непосредственно от промысловых понизительных подстанций 6/0,4 кВ также при помощи воздушных линий.

Глубиннонасосные установки, как правило, получают питание по одной воздушной линии электропередачи 6 кВ, часто не снабженной АПВ и не имеющей связи с другими линиями, что могло бы обеспечить необходимое резервирование. Однако в настоящее время достижения в области исследования надежности электроснабжения позволяют установить категоричность объектов нефтедобычи с позиции таких экономических понятий, как расчетные годовые затраты на электроснабжение, минимизация которых позволит выбрать схему электроснабжения и решить вопрос о целесообразности применения резервных линий электропередачи. Анализ в большинстве случаев не дает оснований считать глубиннонасосные установки относящимися к I категории надежности,  для которых необходимопредусматривать питание от двух независимых источников тока с автоматическим резервированием.

Для повышения надежности электроснабжения скважин, оборудованных глубиннонасосными установками, следует стремиться к сокращению числа случаев перерыва электроснабжения из-за выхода из строя воздушной линии и снижению времени перерыва электроснабжения. Это достигается применением АПВ линий, их кольцеванием по схеме разомкнутого кольца, повышением оперативности персонала, производящего ремонт в электрических сетях. Имеющиеся линии целесообразно реконструировать таким образом, чтобы длина одного плеча воздушной ЛЭП 6 кВ не превышала 6-8 км. Это позволяет не только повысить качество электроэнергии на зажимах потребителей, но и уменьшить количество нефти, теряемой вследствие отключения ЛЭП.

Для питания станков-качалок используются специальные подстанции типа КТПСК  мощностью 25-250 кВ-А, рассчитанные на работу при температуре от -40 до +40 °С (рис. 9.8). Имеются три модификации КТПСК: первая - для одиночных скважин, вторая и третья - для кустов скважин.

В соответствии с мощностью (1,7-55 кВт) и напряжением (380 В) асинхронных электродвигателей станков-качалок для них применяется относительно несложная пусковая и защитная аппаратура.

Условия ее действия зависят от способа  автоматического повторного включения (АПВ) двигателей - индивидуального  или группового (магистрального). При  индивидуальном АПВпосле исчезновения или глубокого снижения напряжения двигатель автоматически отключается от питающей сети и после восстановления нормального напряжения вновь автоматически подключается к ней с заданной выдержкой времени. При этом для включения разных групп двигателей, питаемых от одного источника, задаются разные выдержки времени. Этим предотвращается наложение пусковых токов большого числа и одновременно пускаемых двигателей, что могло бы вызвать понижение напряжения и уменьшение пусковых моментов двигателей.

Обычно двигатели с индивидуальными  АПВ, питаемые от одной подстанции 6/0,38 кВ или от одной линии 6 кВ, разбиваются на несколько групп: в первой группе выдержка времени отсутствует, т.е. они запускаются непосредственно после восстановления напряжения; во второй, третьей и других группах двигатели включаются с выдержкой времени, возрастающей при переходе от группы к группе. Наибольшая выдержка времени зависит от типа реле времени, установленного в пусковой аппаратуре, и составляет 14-20 с.

При групповом АПВ в случае исчезновения или глубокого снижения напряжения в сети каждый отдельный двигатель станка-качалки не отключается от питающей его линии (магистрали). Отключаются сами магистрали на питающей подстанции. АПВ осуществляется включением магистралей в определенной последовательности с разными выдержками времени. При включении магистрали начинается пуск всех присоединенных к ней двигателей.

При групповом АПВ для электродвигателя станка-качалки в качестве пускового и защитного может быть применено устройство, содержащее автоматический выключатель с электромагнитным расцепителем максимального тока и трех-полюсный контактор с биметаллическими тепловыми реле. Выключатель защищает двигатель от коротких замыканий, а тепловые реле - от перегрузок. Исчезновение напряжения приводит к отключению двигателя от источника питания, а при появлении напряжения двигатель немедленно присоединяется к источнику контактами контактора, катушка которого остается присоединенной к питающей линии.