Назначение буровых установок. Состав электрического оборудования буровых установок
Буровая установка – это совокупность бурового оборудования и сооружений, которые предназначены для бурения скважин.
К основным характеристикам буровых установок относятся: глубина бурения, грузоподъемность, крутящий момент, назначение, способ бурения, тип привода, тип шасси (для самоходных установок). Применяются буровые установки для:
- Сверхглубокого бурения (до 15 километров) эксплуатационных и разведочных скважин на газ и нефть.
- Бурения неглубоких скважин (до 25 метров) небольшого диаметра (от 76 до 219 миллиметров) при инженерных изысканиях и сейсмической разведке.
- Бурения взрывных скважин в шахтах и на открытых горных выработках.
- Бурения скважин средней глубины (до 600 метров) - поисковых и структурных скважин на твердые полезные ископаемые.
- Бурения неглубоких скважин (до 32 метров) большого диаметра (до 1,5 метров) при строительстве буронабивных свай.
- Бурения скважин на воду.
- Бурения глубоких (до 6 километров) эксплуатационных и разведочных на газ и нефть.
- Испытаний и капитального ремонта скважин на газ и нефть.
Электромеханический комплекс современных буровых установок с электроприводом основных механизмов представляет собой совокупность подсистем, которые обеспечивают распределение, производство (в случае отсутствия централизованного электроснабжения), использование и преобразование электрической энергии, а также управление вышепредставленными подсистемами. В состав электрического оборудования буровых установок входят:
- Передвижные электрические станции.
- Распределительные устройства высокого напряжения.
- Электрические источники света.
- Преобразовательные и силовые трансформаторы.
- Провода и кабели.
- Электрические машины постоянного и переменного тока.
- Комплектные тиристорные устройства.
- Комплектные устройства защиты, распределения и управления электроэнергией низкого напряжения.
Типовые схемы электротехнических комплексов буровых установок
Несмотря на многообразие структурных схем буровых установок их количество ограничено типовыми структурами электротехнических комплексов, использование которых на разных установках сводится к количественному изменению параметров применяемого электрического оборудования.
Структурная схема электрического привода постоянного тока для буровых установок всех классов основана на применении электродвигателей постоянного тока, а также тиристорных преобразователей. Пример такой схемы изображен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Схема. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Здесь: Д - дизель; G - генератор переменного электрического тока; ФКУ - фильтрокомпенсирующее устройство; КРУ - комплектное распределительное устройство; ТВ - понижающие силовые трансформаторы; ТП - тиристорные силовые преобразователи; А1 - комплектное устройство с силовым переключателем постоянного электрического тока; МЛ, МН, МП, МР - электрические двигатели лебедки, бурового насоса, регулятора подачи долота и ротора; ТВ - тиристорные возбудители; А2 - шкаф управления электрическими двигателями вспомогательных механизмов.
Буровая установка получает питание от группы дизель-генераторов переменного электрического тока или сетей электроэнергетической системы. Мощность дизелей суммируется на шинах распределительного устройства. На этих же шинах устанавливаются выключатели, которые предназначены для подсоединения вспомогательных потребителей электроэнергии и тиристорных преобразователей основных электроприводов. Контакторы и выключатели необходимы для обеспечения различных рабочих вариантов схемы подключения основных потребителей к тиристорным преобразователям. Для любого электродвигателя главных приводов система электроснабжения предусматривает обязательное наличие резервного тиристорного источника питания.
На рисунке представлен пример схемы унифицированной структуры системы электрического привода переменного тока буровой установки, которая ориентирована на использование частотно-регулируемых приводов основных механизмов на базе электродвигателей переменного тока.
Рисунок 2. Схема. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Здесь: ЭМТ - электромагнитный тормоз; ТРС - тиристорный регулятор скольжения; АВХ - асинхронный вентильный каскад; ТПП, ТПР - тиристорные преобразователи приводов регулятора подачи и ротора.
Питание буровой установки осуществляется от сетей энергетической системы через комплектное распределительное устройство высокого напряжения. Для привода лебедки используется электрический двигатель с тиристорным регулятором скольжения, для привода бурового насоса - асинхронный электродвигатель, который регулируется согласно схеме вентильного каскада.
