Электропривод буровой лебедки грузоподъемностью 1700 кН (175 т)
ВВЕДЕНИЕ
В создании основных производственных фондов в нефтяной и газовой промышленности определяющим является строительство скважин. Повышение технико-экономических показателей этого процесса обеспечивается улучшением использования календарного времени строительства скважин, увеличением скорости бурения и уменьшением материальных затрат, т. е., в конечном счете, повышением производительности труда и снижением стоимости метра проходки. На эти факторы, наряду с совершенствованием технологических процессов, улучшением качества и расширением ассортимента материалов, повышением уровня организации и культуры производства, существенное влияние оказывает технический уровень применяемого бурового оборудования. При создании буровых установок для глубокого и сверхглубокого бурения особое внимание уделяется повышению эффективности спуско-подъемного агрегата и снижению затрат на спуско-подъемные операции, наиболее длительные и трудоемкие в процессе проводки скважины.
Основной технологической
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………..………………… 7
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ
ЗАРУБЕЖНЫХ электроприводов постоянного тока ………... 8
1.1 Тиристорные реверсивные электроприводы постоянного
тока «ЭПТОН-М»……………………………….......................................... 8
1.2 Электроприводы постоянного тока ЭПТ ..…………………………… 9
1.3 Микропроцессорный привод постоянного тока Lenze …………..….. 10
1.4 Микропроцессорный привод постоянного тока Mentor II ……….…. 12
Выводы по разделу один…………………………………………………... 13
2 ОПИСАНИЕ БУРОВОЙ ЛЕБЕДКИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ СКВАЖИН ………………………………....................... 14
2.1 Состав буровых установок…………………………………………….. 14
2.2 Назначение буровой лебедки ………………………………................. 15
2.3 Основные требования к буровой лебедке……………………………. 16
2.4 Технологический процесс бурения скважин…………………………. 17
Выводы по разделу два……………………………………………………. 17
3 ВЫБОР ТИПА ПРИВОДА И МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ……………… 18
3.1 Исходные технические данные ………………………………………. 18
3.2 Расчет и выбор основных параметров ……………………………….. 19
3.3 Проверка двигателя по нагреву ………………………………………. 24
3.4 Расчет механических характеристик двигателя……………………… 29
3.5 Расчет механических характеристик привода лебедки……………... 31
Выводы по разделу три……………………………………………………. 34
4 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ………………………………………………………. 35
4.1 Описание системы………....................................................................... 35
4.2 Исходные данные для расчета …………………………………..……. 40
4.3 Расчет параметров якорной цепи……………………………………… 41
4.4 Расчет параметров цепи возбуждения……………………………….. 44
4.5 Расчет параметров контура тока………………………………………. 49
4.6 Расчет параметров контура скорости…………………………………. 52
4.7 Расчет системы регулирования возбуждения………………………… 54
4.8 Моделирование системы управления электроприводом……………. 59
4.9 Реализация САР………………………………………………………… 60
1Беркович, М.Я. Технология бурения нефтяных и газовых скважин / М.Я. Беркович. – М.: Недра, 1969. – 408 c.
2Моцохейн, Б.И. Электропривод буровых лебедок / Б.И. Моцохейн, Б.М. Парфенов. – М.: Недра, 1978. – 304 с.
3Проектирование электроприводов: справочник / А.М. Вейнгер, В.В. Караман, Ю.С. Тартаковский, В.П. Чудновский, под ред. А.М. Вейнгера. – Свердловск: Средне-Уральское книжное изд-во, 1980. – 160 с.
4Терехов, В.М. Системы управления электроприводов: учебник / В.М. Терехов, О.Н. Осипов. – М.: Академия, 2008. – 304 с.
5Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами / под ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбина, М.Л. Самовера. – М.: Энергоиздат, 1982. – 416 с.
6Леоненков, А.В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH / А.В. Леоненков. – СПб.: БХВ-Петербург, 2003. – 736 с.
7Андреев, А.Ф. Основы экономики и организации нефтегазового производства: учебное пособие / А.Ф. Андреев, Е.В. Бурыкина, А.А. Пельменёва, Е.П. Самохвалова. – М.: Академия, 2014. – 320 с.
8Карпеев, Ю.С. Охрана труда в нефтяной и газовой промышленности. Вопросы и ответы: справочник / Ю.С. Карпеев. – М.: Недра, 1991. – 399 с.
Доп. момент при разгоне на спуске, Н · м 12278,5 9187,459 - -
Итак, выбирая наименьшие из ускорений, получим:
Допустимое угловое ускорение замедления при подъеме 97,35 рад/с2;
Допустимое угловое ускорение разгона при спуске 82,04 рад/с2 .
3.3 Проверка двигателя по нагреву
3.3.1 Расчет нагрузочной диаграммы при подъеме колонны труб с глубины 2900 м, 116 свеч (1030 кН, 105 тонн)
3.3.1.1 Подъем колонны
Статический момент на валу двигателя при подъеме:
; (3.13)
.
Суммарный момент инерции: .
Угловая скорость двигателя:
. (3.14)
Время разгона от номинальной до максимальной скорости :
.
Линейная максимальная скорость подъема колонны:
,
.
Линейная номинальная скорость подъема колонны:
,
.
Время разгона до номинальной скорости:
.
Путь, пройденный колонной за время разгона:
м.
Допустимое линейное ускорение замедления при подъеме будет равно:
.
Время замедления от номинальной скорости