книги / Электромонтер по обслуживанию буровых установок

ности деталей насоса. Поэтому, начиная с определенной глу­ бины скважины, ступенчато изменяют подачу насоса сменой ци­ линдровых втулок.

При таком регулировании электродвигатель в значительной мере недоиспользуется по мощности, поэтому желательно плавно регулировать подачу насоса, что может быть достиг­ нуто применением регулируемого привода насоса. Более полное использование мощности при таком приводе выражается в том, что при той же максимальной величине допустимого давления в системе подача насосов в абсолютном большинстве районов может быть выше, чем при нерегулируемом приводе. Благо­ даря этому при всех видах бурения улучшается очистка забоя, что приводит к увеличению механической скорости, в резуль­ тате чего возрастает проходка на долото, сокращается время спуско-подъема, вспомогательных и подготовительно-заключи­ тельных операций. При турбинном бурении механическая ско­ рость возрастает вследствие увеличения частоты вращения до­ лота и средней мощности двигателя.

Регулировать подачу насоса необходимо также в ослож­

электродвигатели, которые одновременно выполняют функции источников реактивной энергии. Подачу насосов изменяют сменой цилиндровых втулок, а на время восстановления цир­ куляции уменьшают ее открыванием задвижки на сливе из насоса. Для привода насоса применяют также асинхронный электродвигатель с фазным ротором. В этом случае можно регулировать частоту вращения вала электродвигателя до ве­ личины ниже номинальной.

Такое регулирование может быть осуществлено резистором в цепи ротора электродвигателя, однако это связано со значи­ тельными потерями энергии. Поэтому в новых буровых установ­ ках подачу насосов регулируют изменением частоты вращения асинхронного электродвигателя в схеме электрического кас­ када. В буровых насосах глубокого бурения подачу насоса ре­ гулируют в широких пределах приводом постоянного тока по системе генератор—двигатель (Г—Д) (см. рис. 104).

На рис. 119 представлена принципиальная схема управления

ность сетей достаточна, поэтому в схеме предусмотрен его пря­ мой пуск с глухоподключенным возбудителем. Управление пуском и остановкой электродвигателя насоса МС —дистанци­ онное посредством переключателя УП4, установленного на пульте в насосном блоке, отключение возможно также с пульта бурильщика переключателем УП4.

Рис. 119. Схема управления синхронным двигателем бурового насоса установки 125БЭ

При повороте рукоятки УП4 в правое положение включаются реле РВ и контактор КВ, замыкающий цепь обмотки возбуж­ дения ОВВМ возбудителя ВМ на его якорь и включающий свою катушку на самопитание. Реле РВ замыкает цепь катушки контактора высокого напряжения К, который главными контак­ тами подает питание на обмотку статора электродвигателя МСГ а блок-контактом включает катушку на самопитание. Начи­ нается асинхронный пуск синхронного электродвигателя.

Напряжение возбудителя ВМ по мере разгона электродви­ гателя повышается, следовательно, увеличивается его ток воз­ буждения. При достижении подсинхронной скорости ротор электродвигателя начинает работать в синхронном режиме.

Сила тока возбуждения электродвигателя регулируется рео­ статом ШР, установленным на пульте. Для повышения устой­ чивости работы электродвигателя насоса при снижениях напря­ жения предусмотрено форсирование возбуждения электродви­ гателя.

Напряжение контролируется реле РФ, которое при сниже­ нии напряжения более чем на 15 % отпускает якорь и закры­ вает свой контакт в цепи катушки контактора форсирования КФ. Последний своим замыкающим контактом шунтирует часть реостата ШР, напряжение возбудителя увеличивается, возра­ стает ток в обмотке возбуждения ОВВС электродвигателя и, следовательно, увеличивается его максимальный момент.

После восстановления напряжения сети до номинального значения реле РФ вновь включается, и форсировка возбужде­ ния автоматически снимается. Для остановки электродвигателя необходимо повернуть УП4 в левое положение, либо УП в левое или правое положение. Это приводит к одновременному раз­ рыву цепей катушек контактора КВ и реле РВ. Контактор КВ разрывает цепь обмотки возбуждения возбудителя, обеспечивая гашение поля МС. Реле РВ с выдержкой времени 1,5 с разры­ вает цепь катушки контактора К и отключает обмотку статора электродвигателя от сети. Электродвигатель от перегрузок и асинхронного режима защищает реле РТ5 и РТ6, которые с выдержкой времени закрывают свои контакты в цепи катушки реле РП1, отключающий контактор К. Размыкающий контак­ тор РП2 осуществляет блокировку, с помощью которой цепь управления МС отключается, если отсутствует напряжение 6 кВ в цепи питания электродвигателя. Для исключения перемагничивания возбудителя при пуске двигателя в цепь обмотки ОВВМ включен диод ВК.

В настоящее время для улучшения эксплуатационных ха­ рактеристик синхронного электропривода буровых насосов вы­ пускается шкив-муфта ШМ-750, внутри которой встроена элек­ тромагнитная ферропорошковая муфта. Применение электро­ магнитных муфт в приводе насосов позволяет запускать приводной электродвигатель без нагрузки и уменьшать общее число пусков, т. е. устранять основные причины повреждения синхронных электродвигателей.

Буровой насос после запуска электродвигателя пускают плавно как при открытых, так и при закрытых задвижках слива. Использование электромагнитной муфты упрощает обслужива­ ние насосной установки, позволяет медленно поворачивать на­ сос во время ремонта, что облегчает труд слесарей. При работе нескольких насосов можно плавно отключать и подключать от­ дельные насосы к работающим, равномерно загружать электро­ двигатели; шкив-муфта, являясь ограничителем момента, защи­ щает синхронный электродвигатель от работы в асинхронном режиме под нагрузкой. Кроме того, синхронный электродвига­ тель при отключенной муфте можно применять в режиме ком­ пенсатора реактивной энергии.

Для привода насосов буровых установок 125Э и 160Э ис­ пользуют асинхронные электродвигатели, работающие одновре­ менно с синхронными, которые могут действовать в режиме компенсации реактивной энергии.

Поэтому при применении асинхронных электродвигателей энергетические характеристики буровой установки не ухудша­

ются.

Регулирующий привод насосов по системе вентильно-машин­ ного каскада дает возможность использовать мощность насосов во всех режимах бурения, плавно изменяя подачу насосов с уве­ личением давления. Кроме того, при регулируемом приводе

в каждом интервале бурения возможен некоторый оптималь­ ный режим, который может быть реализован при плавном ре­ гулировании скорости в небольших пределах.

Электропривод вспомогательных механизмов

Привод вспомогательных механизмов, в состав которых вхо­ дят компрессор низкого давления, комплекс механизмов рас­

с короткозамкнутым ротором напряжением 380 В с дистанцион­

на буровых установках с электроприводом служит понижающий трансформатор 6/0,4 кВ мощностью 160 или 250 кВт, от кото­ рого питаются и осветительные цепи. При перерыве в электро­ снабжении буровой установки электродвигатели вспомогатель­ ных механизмов питаются от резервной дизельной электростан­ ции.

В схемах управления предусмотрены различные блокировки, обеспечивающие требуемую последовательность включения вспомогательных и главных механизмов. Все электродвигатели вспомогательных механизмов имеют нулевую защиту, защиту от коротких замыканий, перегрузки и однофазного включения,

второе левое положение — электродвигатели обоих компрессо­ ров вместе. В дальнейшем электродвигатели отключаются ав­ томатическим регулятором давления РДВ1У который настраи­ вается таким образом, что отключает привод при достижении давления 0,9 МПа в воздушной магистрали и включает привод при снижении давления в ней до 0,75 МПа.

Для облегчения запуска электродвигателя в этот период в схеме предусмотрена пневматическая разгрузка компрессора. Перед началом работы компрессора катушка реле РВ нахо­ дится под напряжением — реле втянуто. Своим замыкающим контактом реле РВ включает катушку РП1Узамыкающие кон­ такты которого подготавливают катушки ЭМ1 и ЭМ2 электро­ магнитных клапанов к включению. Если УП6 установить во второе левое положение, электродвигатели М3 и М16 включа­ ются при условии, что давление в воздушной сети не более 0,75 МПа. При этом электромагниты втянуты, и клапаны соеди­ нят выход компрессора с окружающей атмосферой.

Реле времени РВ настраивают на выдержку времени 5 с. За это время электродвигатели успевают без нагрузки развить полную скорость. Затем замыкающий контакт РВ разомкнет цепь катушки РП1Уи катушки ЭМ1 и ЭМ2 отключаются. Ком­ прессор подключается к воздушной сети. При достижении да­ вления в воздушной сети 0,9 МПа реле РДВ1 своими контак­ тами размыкает цепь катушки реле РП5, которое в свою очередь отключает магнитные пускатели ПМ16 и ПМЗ. Комп­ рессоры останавливаются. При снижении давления в воздушной сети до 0,75 МПа реле РДВ1 включает своим размыкающим контактом реле РП5, и схема запуска компрессоров повто­ ряется.

Реле давления РДВ2 осуществляет контроль за давлением воздуха в магистрали низкого давления. При нормальном дав­ лении воздуха в магистрали (0,75—0,9 МПа) размыкающий контакт реле РДВ2 в цепи катушки РП2 разомкнут. Реле РП2

не включено.

Если давление в магистрали снижается до 0,74 МПа, размы­ кающий контакт РДВ2 замыкается, включая аварийный све­ товой сигнал ЛКЗ и катушку реле РП2, которое своим замы­ кающим контактом включает аварийный звуковой сигнал ЗС. Звуковой сигнал может быть прекращен при помощи имеюще­ гося на пульте универсального переключателя УП10 с самовозвратом в нулевое положение. Поворотом его в левое поло­ жение замыкается цепь реле РП4, которое замыкающим кон­ тактом ставит свою катушку’на самопитание, а размыкающим контактом отключает звуковой сигнал ЗС. При этом световой сигнал остается включенным. После ликвидации аварии при до­ стижении нормального давления в воздушной магистрали раз­ мыкающим контактом РДВ2 световой сигнал ЛКЗ и катушка реле РП2 отключаются, при этом звуковой сигнал прекра­

щается.

875 мин-1. Ток в цепи управления протекает через автоматиче­ ский выключатель 2А. Тележка и стрела перемещаются поста­ новкой соответствующего командоаппарата (ККТ или ККС) в нужное положение («вправо» или «влево», «вперед» или «на­ зад»).

Электродвигатели включаются и отключаются реверсивными магнитными пускателями (#Л, ПЛ и Я5, ПН) с тепловыми реле 1РТ и 2РТ. В исходном положении все контакты в цепях пускателей замкнуты, и схема подготовлена к работе. Исходным (нулевым) положением стрелы считается положение, когда те­ лежка находится точно посередине магазинов, а стрела — в крайнем, отведенном от центра скважины положении. Кон­ такт конечного выключателя 1ВКС закрытый.

Для выдвижения стрелы вперед включают командоконтроллер в положение «вперед», т. е. контакт ККС-1 закрывается,, включается пускатель /75, и двигатель стрелы ДС подклю­ чается к сети. В то же время втягивается реле РВС и подготав­ ливается цепь контактора динамического торможения стрелы КДС к включению. Стрела выдвигается до упора в свечу. За­ тем устанавливают ККС в нулевое положение, пускатель ПВ

ков, которые в этом случае должны подчиняться руководителю наладочной бригады.

После окончания наладки производится пробное включение электроустановок и опробование электроприводов механизмов на холостом ходу в присутствии представителей монтажной и эксплуатирующей организаций. По возможности должно быть опробовано действие защит и блокировок.

При передаче установки в эксплуатацию наладочная бригада передает эксплуатирующей организации исполнительные схемы, в которых отражены все внесенные изменения и данные по ус­ тановленным параметрам электрооборудования в виде протоко­ лов испытания, наладочных формуляров и т. п.

Наладочная бригада выполняет следующий объем работ: выявление соответствия смонтированного электрооборудования проекту и техническим требованиям; подготовка электрообору­ дования к работе; проверка и испытание отдельных элементов электрооборудования (испытание повышенным напряжением, измерение сопротивления изоляции); настройка систем управ­ ления таким образом, чтобы характеристики систем электро­ привода соответствовали проектным; пробное включение электроустановок и опробование электроприводов механизмов; выполнение исполнительной технической документации; офор­ мление протоколов испытаний отдельных элементов электро­ оборудования и наладочных формуляров систем электропри­ вода; наблюдение за электрооборудованием в период опытно­ промышленной эксплуатации.

В процессе наладки электроприводов соблюдают определен­ ную последовательность: подготавливают машины и аппараты к включению на напряжение, налаживают системы управления без тока в силовой цепи (с отключенными силовыми автома­ тами и рубильниками), а также электропривод на холостом ходу и под нагрузкой. Для организованного и четкого проведе­ ния работ в установленные сроки составляется график с указа­ нием видов работ, сроков и исполнителей.

Заключительным этапом наладки каждой системы электро­ привода является ее опробование — пробный пуск и работа в течение некоторого времени на холостом ходу и при тех на­ грузках, которые могут быть получены в имеющихся условиях. После наладки системы электропривода выполняют исполни­ тельные схемы, в которых отражают все внесенные при мон­ таже и наладке изменения.

По результатам наладки систем электропривода составляют так называемые наладочные формуляры, в которых отражают установленные параметры системы и величины напряжений и токов в нескольких характерных узлах схемы для различных режимов. Рассмотрим на примерах порядок наладки некоторых схем электроприводов буровых установок.

Наладка электропривода лебедки с асинхронным электродвигателем с фазным ротором

разъединителе Р (см. рис. 113).

Включают автомат В6. Проверяют напряжение. На входе выпрямителя оно должно быть 220 В переменного тока, на вы­ ходе— приблизительно 220 В постоянного тока.

Если рукоятка командоконтроллера КК на пульте буриль­ щика установлена в среднем (нулевом) положении, то при включении В6 втягивается контактор цепей управления КН, главные замыкающие контакты которого включают цепи уп­ равления электроприводом лебедки.

Имитируя неисправности, проверяют защитные цепи в схеме контактора КН.

Если при перемещении рукоятки командоконтроллера КК

впервое положение (спуск или подъем) якорь контактора КН отпадает, то неисправна цепь нулевой блокировки, т. е. нуле­ вой контакт КК в нулевом положении не шунтируется замы­ кающим блок-контактом КН. После устранения неисправностей

всхеме КН дальнейшая проверка осуществляется следующим образом.

Включают автомат В6. Рукоятка КК должна быть в нуле­ вом положении. После замыкания контактора КН сразу же включается реле ускорения РУ1. Напряжение измеряют непо­ средственно на катушке РУ1. Оно должно быть 105—115 В.

Впоследствии при проверке соответствующих цепей изме­ ряют напряжение на всех катушках реле и контакторов уско­ рения, так как катушки установлены на 110 В, а питание осу­ ществляется от источника 200 В.

Далее устанавливают командоконтроллер КК в первое по­ ложение, соответствующее подъему труб. При этом включа­ ются контактор В «вперед» и реле времени РВ2. Размыкающий контакт реле РВ2 размыкает цепь катушки контактора Я «на­ зад», исключая ошибочное одновременное включение контакто­ ров В и Я. Реле времени осуществляет и «дуговую» блоки­ ровку.

После включения В с выдержкой времени 1 с отпадает реле РУ1 и своим размыкающим контактом включает контактор У1, который главными контактами шунтирует первую ступень пус­ ковых резисторов.

Катушка контактора У1 в своей цепи имеет экономическое сопротивление, которое шунтировано размыкающими контак­ тами контактора У1. Такие схемы включения применяют для контакторов постоянного тока с мощными катушками, так как у катушки сила тока втягивания якоря значительно (в 5—10 раз) больше силы тока удержания якоря.