«Уралмаш–4Э». 1 общая часть общие сведения об установке Уралмаш4Э
 Скачать 430.86 Kb.
|
 ВВЕДЕНИЕ Нефтегазовая промышленность, а особенно электробурение, являются весьма энергоемкими отраслями, причем основной объем электроэнергии потребляют привод буровых насосов и лебедок. Значительный рост стоимости электроэнергии, получаемой от источников централизованного электроснабжения, и стоимости линий электропередачи, а также наметившиеся тенденции перехода к автономному энергоснабжению с источниками ограниченной установленной мощности выводят на первый план задачи энергосбережения. При бурении в нефтяной и газовой промышленности эти задачи успешно решаются применением регулируемого электропривода. Основные направления развития электропривода технологических установок нефтяной и газовой промышленности совпадают с общей тенденцией развития электропривода на современном этапе - все более широким применением регулируемого электропривода и компьютерных средств автоматизации при создании нового и модернизации действующего технологического оборудования. В цель дипломного проекта входит: изучение эксплуатации, технического обслуживания, ремонта и его последовательности, а также практических расчетов при проектировании электропривода буровой установки «Уралмаш-4Э». Задачами проекта являются: изучение научной и учебной литературы по организации установки и ремонта электрического бурового оборудования; анализ и обобщение изученных материалов, и их практическое применение; выработка четкого представления о данном виде оборудования и работы с ним. 1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ Общие сведения об установке «Уралмаш–4Э» Буровая установка Уралмаш-4Э с электроприводом предназначена для бурения скважин глубиной до 5000 м. Управление муфтами подъемного вала осуществляется четы-рехклапанным краном, смонтированным на пульте, который фиксирует следующие положения рукоятки: «тихий» — включаются муфты ПМ-1070 первых четырех скоростей; «быстрый» — при включении муфты ПМ-700 V скорости; «выключено» — вал барабана отключается. Управление муфтой ПМ-500 ротора выполняется дпухклапанным краном, установленным на пульте. Пневматический цилиндр тормоза лебедки управляется краном машиниста. Смазка коробки скоростей и редуктора привода централизованная. Смазка подается принудительно специальным насосом с индивидуальным приводом. При температуре 30 - 45° рекомендуется применять масло индустриальное 50, при температуре 45 - 60° - авиационное МС-14 или автол 18. Давление в смазочной системе должно быть в пределах 2 ат. Автоматическое управление компрессором осуществляется регулятором. Пневматическое управление буровой установки Уралмаш-4Э предназначено, как и в установке Уралмаш-ЗД, для: 1) торможения подъемного вала лебедки; 2) автоматического выключения и одновременного затормаживания талевого блока при затаскивании под кронблок. Техническая характеристика элементов пневматического управления буровой установки Уралмаш-4Э аналогична технической характеристике элементов пневматического управления буровой установки Уралмаш-ЗД с той лишь разницей, что оба компрессора имеют электропривод.  Рисунок 1 - Пневматическая схема буровой установки Уралмаш 4Э 1 и 2 - компрессоры; 3 - воздушный резервуар; 4 - обратный клапан; 5 - маслоотделитель; в - вентили; 7 - редукционный клапан; 8 - конденсатор для задержания влаги; 9 - торцевые вертлюжки; 10 - ПМ-500; 11 и 12 - двухклапапные краны; 13 - ПМ-500: 14 - манометр, 15 - четырехклапанный пресс; 16 и 17 - двухклапапные краны; 18 - коллектор; 19 - ПМ-Ю70; 20 - ПМ-700; 21 - кран выключения ротора; 22 - ПМ-500; 23 - клапаны-разрядники; 24 - манометр; 25 - кран машиниста Казанцева; 2в - дроссельные шайбы для регулирования автоматического торможения барабана при срабатывании противозатаскпвателя; 27 - воздушный фильтр; 28 - вентиль; 29 - пневматический цилиндр тормозного устройства; 30 - переключающий клапан; 31 - трос к противозатаскивателю. Привод на лебедку осуществляется от одного или двух электродвигателей, подключенных к коробке скоростей при помощи двух пар шиннопневматических муфт ПМ-500 — 10 и 13. Управление муфтами производится с пульта бурильщика при помощи двух независимых двухклапанных кранов. Подвод воздуха к муфтам осуществляется при помощи торцовых вертлюжков, помещенных на торцах валов редуктора. Управление муфтами барабана производится при помощи четырехклапанного крана муфт барабана, установленного на пульте бурильщика. Ответвление воздухопровода, подающее воздух к крану, проходит сначала через двухклапанный кран, принадлежащий к установке противозатаскивателя, но минует коллектор пульта бурильщика. Рукоятка крана муфт барабана может быть поставлена в три положения. В положении «тихий» кран подает воздух в муфту (ПМ-1070), позволяя осуществить подъем груза на четырех «тихих» скоростях лебедки. В положении «быстрый» кран подает воздух в муфту (ПМ-700), при включеннп которой валу барабана сообщается пятая независимая скорость (быстрая). В положении «выключено» муфты соединены с атмосферой, а вал барабана отключен. В результате блокировки, осуществляемой краном, одновременное выключение «тихой» и «быстрой» скоростей невозможно. Кран выключения ротора соединен с коллектором и осуществляет управление спаренными муфтами (ПМ-500), при включении которых приводится в движение ротор буровой установки. На пути от кранов к муфтам воздух проходит через клапаны-разрядники, установленные в непосредственной близости от шиннопневматических муфт. На приборном щитке лебедки смонтирован манометр, подсоединенный к коллектору. Пульт управления буровой установки Уралмаш-4Э На наклонной панели пульта в первом ряду установлен Ран муфт ротора и кран муфт барабана. Во втором ряду установлен кран пневматической муфты первого электродвигателя и кран включения муфты второго электродвигателя. Краны сблокированы с двумя конечными выключателями, установленными внутри пульта. Наличие такой блокировки создает одновременность отключения муфты с отключением электродвигателя. Электроаппаратурой предусмотрено автоматические отключения и подключение одного из работающих электродвигателей. За пультом на стенке кожуха лебедки расположена электропанель пульта бурильщика, которая состоит из: 1) сигнальной лампочки, загорающейся при включении аварийного привода; 2) универсального переключателя для включения электродвигателей компрессора; 3) универсального переключателя, предназначенного для установления режима работы от одного или двух электродвигателей; 4) универсального переключателя управления электродвигателем смазочной системы; 5) кнопочной станции для аварийного отключения электродвигателей буровых насосов; 6) кнопочной станции для управления аварийным приводом. С правой стороны электропанели установлены два манометра; один из них показывает давление воздуха в цилиндре тормоза, второй — давление в сети. На съемной стенке пульта установлен командо-контроллер для управления электродвигателями привода лебедки и ротора. Управление командо-контроллером производится штурвалом. Централизованная циркуляционная смазка В буровой установке Уралмаш-4Э центральной циркуляционной смазкой обслуживаются коробка перемены передач и редуктор привода (зацепления и подшипники). Подача смазки производится от смазочной системы. Обратно масло самотеком поступает по трубам обратного слива в отстойник Полная производительность смазочной системы 125 л/мин. Рекомендуемый сорт масла при температуре от 30 до 45е — масло индустриальное 50 по ГОСТ 1707-51 (машинное СУ), т при температуре от 45 до 60° — масло авиационное МС-14 по ГОСТ 1013-49 или автол 18 по ГОСТ 1862-42. Замер температуры масла следует производить в маслоотстойнике после того, как масло было подогрето паром и приняло уже среднюю рабочую температуру (после 0,5—1 часа работы буровой установки под нагрузкой). Нагрев масла свыше 60° недопустим, так как при этом оно значительно интенсивнее окисляется. Доброкачественное свежее масло при хорошей защите его от загрязнения при температуре 30—50° может работать без смены при непрерывной работе установки в течение 6000 час. Практически масло следует менять, если при анализе его обнаружено: а) содержание механических примесей от 2 % и выше; б) содержание воды от 2,5 % и выше; в)кислотное число (в мг КОН) более 1,5; г) повышение вязкости более чем на 25% от номинальной. Анализ масла первый раз нужно брать не позднее чем через три месяца работы установки. Смазочная система состоит из: 1) отстойника для масла емкостью 0,05 м3 со змеевиками для пароподогрева или охлаждения водой; 2) насосной установки производительностью 125 л/мин с электродвигателем АО-51-4 (N = 4,5 кет, п = 1420 об/мин) 3) клапана перепускного КПЖ-50; 4) фильтра с поверхностью фильтрующих сеток 0,3 мм2; 5) манометра общего назначения (технического) МЮОхЮ; 6) клапана обратного. 1.2 Электрические устройства и установки на буровой На буровых в основном применяют трёхфазное электроснабжение, так как большинство электрических нагрузок, это асинхронные трёхфазные электродвигатели. Именно на них тратится значительная часть электрической энергии. Помимо трёхфазного электропитания в некоторых сферах промышленности используют постоянный электрический ток, что получают путём выпрямления переменного тока. Использование постоянного тока доминирует на предприятиях с использованием гальванического электролиза. Электротехнический комплекс буровой установки с электрическим приводом главных механизмов представляет совокупность подсистем, обеспечивающих выработку (при отсутствии централизованного электроснабжения), распределение, преобразование и использование электрической энергии, а также управление всеми указанными подсистемами, и включает: - распределительные устройства высокого напряжения; - силовые и преобразовательные трансформаторы; - электрические машины переменного и постоянного тока; - комплектные тиристорные устройства; - комплектные устройства управления, защиты и распределения электрической энергии низкого напряжения; - кабели и провода; - электрические источники света; - передвижные электростанции. Структуры электротехнических комплексов, несмотря на многообразие схем буровых установок, предопределенное широким спектром требований к глубинам бурения, назначению и условиям эксплуатации, могут быть сведены к двум типовым схемам, применение которых на установках различных исполнений сводится к количественному изменению параметров используемого электрооборудования. Типовая структура электропривода переменного тока для установок с централизованным электроснабжением ориентирована на применение частично регулируемых электроприводов главных механизмов, позволяющих формировать пусковую характеристику и обеспечивать экономичное регулирование частоты вращения в ограниченном диапазоне.  Рисунок 2 - Типовая однолинейная схема электротехнического комплекса буровой установки с электроприводом переменного тока. - КРУ - комплектное распределительное устройство высокого напряжения; - ТV - силовые понижающие трансформаторы; - МЛ, МН, МР, МП - электродвигатели соответственно лебедки, буровых насосов, ротора, регулятора подачи долота; ЭМТ - электромагнитный тормоз; - АВК - асинхронный вентильный каскад; - ТРС - тиристорный регулятор скольжения; ТПР, ТПП - силовые тиристорные преобразователи соответственно ротора и регулятора подачи; - ТВ - тиристорные возбудители; А2 - шкафы управления электроприводами вспомогательных механизмов. Типовая структура электропривода постоянного тока для установок с централизованным и автономным электроснабжением ориентирована на применение глубоко регулируемых электроприводов главных механизмов на базе электродвигателей постоянного тока и силовых тиристорных преобразователей. Энергетический блок в неэлектрифицированных районах представляет набор дизель-электрических агрегатов переменного тока, а в электрифицированных - набор ячеек комплектного распределительного устройства и трансформаторов, понижающих напряжение сети до необходимого уровня. Электрооборудование, входящее в состав электротехнического комплекса, является либо изделиями конкретного назначения, т. е. разработанными по индивидуальным техническим требованиям и имеющими один основной вариант применения, либо относится к продукции общепромышленного назначения. Набор электротехнических средств, используемых на установках с дизельным приводом главных механизмов, полностью входит в комплект установок соответствующего класса с электроприводом и обычно относится к изделиям общепромышленного назначения, поэтому сведения об этом электрооборудовании в каталоге не приводятся. Для питания электроприводов вспомогательных механизмов буровой установки с дизельным приводом последняя, обычно, комплектуется двумя дизель-электрическими агрегатами мощностью по 200 кВт каждый. Принципиальная схема электрооборудования предусматривает возможность использования полной мощности каждого агрегата в отдельности для питания всех потребителей электроэнергии, а также предусматривает параллельную работу дизель-генераторов. Этим обеспечивается резервирование электроснабжения при необходимости остановки одного агрегата, а также распределение нагрузки на два дизель-генератора при подключении дополнительных потребителей. Для резервного электроснабжения установок с централизованным электроснабжением устанавливается один дизель-электрический агрегат.  Рисунок 3- Типовая однолинейная схема электротехнического комплекса буровой установки с электроприводом постоянного тока. Д - дизель; G - генератор переменного тока; ФКУ - фильтрокомпенсирующее устройство; ТП - силовые тиристорные преобразователи в прямоугольнике (топкие линии); А1 - комплектное устройство с силовыми переключателями постоянного тока. Выработанная электроэнергия с генератора поступает на панель управления, а затем передается в шкафы управления электроприводами вспомогательных механизмов. Питание потребителей осуществляется через автоматические выключатели, расположенные в шкафах управления. Электротехнические изделия для установок наземного бурения выпускаются в климатических исполнениях У (для макроклиматических районов с умеренным климатом) и УХЛ (для макроклиматических районов с умеренным и холодным климатом). Окружающая среда не должна содержать взрыво- и пожароопасных, а также значительного количества агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы, изоляцию, покрытия. Категории размещения оборудования (ГОСТ 15150-69) предусматривают эксплуатацию на открытом воздухе, в помещениях, где колебания температуры и влажности несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе, или под навесом, или в закрытых помещениях, с естественней вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий. |