Электрооборудование нефтяной и газовой промышленности - Блантер С.Г.
Скачать (прямая ссылка):
260
лятора ABTl (датчик веса, силовой узел, двигатель — генератор) такие же, как и в автоматическом регуляторе РПДЭ-3.
При бурении малоэнергоемких пород целесообразнее использовать в качестве параметра регулирования активную составляющую тока двигателя электробура. Поэтому в регуляторе АВТ2 имеется узел, вводящий в схему сигнал, пропорциональный активной составляющей тока двигателя электробура. Принципиальная схема регулятора АВТ2 показана па рис. 7.10. В датчике 3 по току и напряжению, снимаемым с трансформатора тока / и с трансформатора напряжения 2, включенных в цепь питания электробура, вырабатывается сигнал U\, пропорциональный активной составляющей тока двигателя электробура. Сигнал Ui сравнивается с сигналом U2 задатчика 4. Разностный сигнал через ограничитель 5 поступает в модулятор 6 и далее на сумматор 7 и вход ППУ-1 регулятора РПДЭ-3. В датчике 8 вырабатывается сигнал, отражающий изменение осевой нагрузки на долото. Этот сигнал сравнивается с сигналом задатчика 9. Разностный сигнал поступает на фазочувстви-тельный усилитель 10 и далее па сумматор 7.
Если бурение ведется при больших значениях удельного момента и двигатель электробура работает с нагрузкой, близкой к номинальной, то напряжение U3 будет иметь такую фазу, что сигнал Up будет равен нулю. В этих условиях сигнал от датчика осевой нагрузки не поступает на сумматор, и подача долота осуществляется в функции активной составляющей тока статора.
Если процесс бурения характеризуется небольшим удельным моментом, то значение активной составляющей невелико — и регулятор повысит осевую нагрузку на долото. При повышении активной составляющей тока до уровня его ограничения напряжение на выходе ограничителя 5 и, следовательно, напряжение Ui будет поддерживаться постоянным со знаком, соответствующим подаче долота. Если осевая нагрузка достигнет установленного значения, на выходе фазочувствительного усилителя 10 появится сигнал Up, препятствующий дальнейшему повышению осевой нагрузки.
При переходе на бурение с большими значениями удельного момента регулятор вновь начнет поддерживать заданное значение активной составляющей тока статора, а контур осевой нагрузки автоматически отключится.
В буровых установках, оборудованных электромагнитными порошковыми тормозами (ТЭП), последние используются во время бурения в качестве пассивных регуляторов подачи долота. Тормозной момент, развиваемый ТЭП, постоянен и не зависит от частоты вращения вала, причем значение тормозного момента почти однозначно определяется током возбуждения тормоза и на рабочем участке характеристики связано с ним линейной зависимостью.
261
Если в процессе бурения установить некоторую осевую па-грузку на долото и уравновесить момент от усилия на крюке тормозным моментом, барабан лебедки будет неподвижен.
Несколько уменьшив ток возбуждения тормоза, достигают медленного вращения барабана лебедки. Вследствие углубления долота в породу нагрузка па долото уменьшается, а момент на валу барабана, увеличиваясь, становится больше тормозного момента, и барабан начинает вращаться, обеспечивая плавную подачу инструмента. Если пренебречь трением труб о стенки скважины, то нагрузка на долото всегда будет равна разности между весом инструмента и тормозным усилием ТЭП.
§ 38. Электропривод буровой лебедки
Характеристика и мощность электропривода
Помимо главных операций — непосредственно подъема или опускания бурильных труб — при помощи лебедки часто свинчивают и развинчивают трубы, переносят их и устанавливают, поднимают и опускают незагруженный элеватор, подают долото на забой и пр. Так как все эти операции требуют различной мощности и характеристик электропривода, в новейших и проектируемых буровых установках для вспомогательных операций применяются отдельные механизмы с индивидуальным электроприводом. Лебедка с ее электроприводом используется только для подъема и опускания бурильных труб, причем для подъема труб служат приводные двигатели, а для торможения при опускании — вспомогательные тормоза или приводные двигатели.
Подъем бурильных труб состоит из отдельных циклов, число которых равно числу свечей: за время одного цикла производится подъем па высоту одной свечи (25—27 м), затем ее отвинчивают, переносят и устанавливают, после чего цикл повторяется. Таким образом, по мере подъема вес колонны бурильных труб дискретно уменьшается и, следовательно, уменьшается момент статического сопротивления на валу приводного двигателя. Диапазон изменения момента статического сопротивления определяется отношением веса максимального груза к весу крюка с незагруженным элеватором и составляет 14 : 1 — 20: 1, причем больший диапазон относится к лебедкам большей грузоподъемности. Поскольку время работы привода лебедки при подъеме бурильных труб перемежается паузами для отвинчивания, переноса и установки труб, а также для спуска крюка с незагруженным элеватором, режим работы привода лебедки — повторно-кратковременный, с относительной продолжительностью включения 25—40%.
При уменьшающемся моменте статического сопротивления на валу двигателя некоторой мощности P может быть достиг-
