Особенности применения электропривода в нефтегазовой промышленности
 Скачать 18.47 Kb.
|
|
Особенности применения электропривода в нефтегазовой промышленности. Электроприводы бывают индивидуальными, групповыми и многодвигательными. При индивидуальном электроприводе каждый производственный механизм имеет собственный электрический двигатель. Примером индивидуального электропривода могут служить электроприводы плунжерных и центробежных насосов. При групповом электроприводе с помощью одного электродвигателя осуществляется работа нескольких механизмов. В качестве примера группового электропривода может рассматриваться электропривод лебёдки и роторного стола буровой установки БУ−80БрЭ. Многодвигательный электропривод включает в себя несколько двигателей, каждый из которых приводит в движение отдельный рабочий орган производственного механизма. Характерным примером механизмов, в которых применяется многодвигательный электропривод, являются буровые установки. Данный привод характеризуется наличием выпрямителя, работающего на общие шины постоянного тока, от которых через инверторы запитываются главные приводы буровой установки. В нефтегазовой отрасли наибольшее распространение получили индивидуальные электроприводы механизмов. Работа производственных механизмов с приводом от электрических двигателей часто сопровождается изменением скорости движения его звеньев. Причинами изменения скорости являются колебания механической нагрузки, непостоянство напряжения питающей сети, регулирование частоты напряжения и т.д. Особенно большие изменения скорости имеют место в режимах пуска и торможения электропривода. Электрические двигатели, с помощью которых осуществляется преобразование электрической энергии в механическую энергию, в своём большинстве обеспечивают вращательное движение вала ротора. Значительная часть производственных механизмов также имеет вращающиеся рабочие органы. Также при использовании двигателей различают синхронные электродвигатели и асинхронные, различие в зависимости от момента на валу. Частота вращения вала ротора синхронных электродвигателей не зависит от момента на валу. Следовательно, производственные механизмы с приводом от синхронных электрических двигателей обеспечивают постоянную производительность в процессе работы. Механические характеристики асинхронных электрических двигателей в пределах рабочего участка являются жёсткими. При изменении момента на валу от нуля до номинального значения частота вращения вала уменьшается на 2−6 %. Поэтому производительность механизмов с приводом от асинхронных электрических двигателей не будет постоянной, а будет несколько снижаться по мере роста величины момента на валу ротора. Данное обстоятельство следует рассматривать как недостаток асинхронных двигателей, по сравнению с синхронными двигателями. Вместе с тем асинхронные электрические двигатели обладают, в сравнении с синхронными двигателями, рядом существенных преимуществ: меньшая стоимость, более простая конструкция, более высокая надёжность в работе. Отмеченные преимущества асинхронных двигателей являются более значимыми, чем присущие им недостатки. Это способствует тому, что асинхронные двигатели являются основой электропривода установок насосной добычи нефти, установок подготовки нефти, перекачки нефти внутри промысла, вспомогательных механизмов буровых установок, насосов охлаждения на компрессорных станциях и т.д. Немаловажно регулировать установившуюся частоту вращения электроприводов. Регулированием называется принудительное изменение частоты вращения звеньев, входящих в систему электропривода, в соответствии с требованиями технологического процесса. В качестве примеров производственных механизмов нефтегазовой отрасли, в которых требуется регулирование частоты вращения, можно назвать буровые лебёдки, буровые насосы, станки-качалки, компрессоры. При использовании некоторых технологических объектов есть некоторые требования для использования этих же технологических объектов. Например, есть требования к электроприводу буровых лебедок: − подъём колонны бурильных труб должен осуществляться за минимальное время; − должна предусматриваться возможность обеспечения многоступенчатого, лучше плавного, регулирования частоты вращения двигателя; − работа электродвигателя должна производиться с высокими значениями коэффициента полезного действия и коэффициента мощности; − процесс пуска должен осуществляться с ограничением величины пусковых токов; − число отказов в работе электропривода, в первую очередь двигателя, должно быть сведено к минимуму. Применение буровых установок в газо- и нефтедобыче. Буровая установка представляет собой комплекс специализированного оборудования для бурения нефтегазовых скважин. Устанавливается непосредственно на месте бурения. Все буровые установки состоят из комплекса сооружений, предназначенных для совместной работы: Оборудование для спуска и поднятия: лебедки, краны, крюки. Оборудование для перегона и циркуляции жидкости: насосы, емкости, вертлюжные элементы. Сооружения для процесса бурения: вышки, мосты, стеллажные конструкции. Устройства, предохраняющие от выбросов жидкости и газа. Оборудование, предназначенное для создания бурового раствора: специальные насосы, воронки, мешалки с гидроприводом. Устройства силового типа (двигатели различной конструкции). Любая буровая установка содержит несколько типов органов, которые отличаются по принципу действия и целям. Основные органы бурильного сооружения: Исполнительные части, которые также обозначаются главными или ключевыми. К ним относят лебедочное оборудование, роторы, подъемные вышки, вертлюжное оборудование, насосы бурового типа, а также системы для циркуляции жидкости. Органы для обеспечения сооружения энергией: электрические, бензиновые или дизельные моторы, приводы различного типа, гидравлическая система, пневматические устройства. Дополнительные части (вспомогательного типа). К ним относятся механизмы для транспортировки, металлические изделия, запасные лебедки, осветительные приборы, средства по отоплению, водоснабжению и т.д. Информационные органы, которые отвечают за регулировку, корректировку и отслеживание параметров процесса бурения. Органы управления. Процесс бурения Процесс бурения включает в себя ряд операций: Спуск в скважину долота, закрепленного на бурильных трубах, свинчиваемых в колонну, как и подъем бурильных труб для смены долота. Разрушение горных пород долотом. Вынос шлама из скважины промывочной жидкостью, газом или воздухом. Крепление стенок скважины обсадными трубами с последующим цементированием пространства между стенками скважины и труб. Способы бурения Есть два основных способа бурения – это роторное бурение и бурение с применением забойных двигателей. Способы относятся к вращательному методу, при котором скважина как бы высверливается вращающимся долотом. При роторном бурении двигатель находится на поверхности и приводит долото в движение при помощи колонны бурильных труб. При бурении с забойным двигателем, турбобуром или электробуром двигатель перенесен к забою скважины и устанавливается на долото |