Электрооборудование буровых установок

Электротехнический комплекс современной 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 (рисунок) ориентирована на применение частично регулируемых электроприводов главных механизмов, позволяющих формировать пусковую характеристику и обеспечивать экономичное регулирование частоты вращения в ограниченном диапазоне.

Типовая структура электропривода постоянного тока для установок с централизованным и автономным электроснабжением (рисунок) 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. В каталоге, как правило, приводятся сведения только об электрооборудовании конкретного 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.

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.

Номенклатура основного электрооборудования новых серийных буровых установок (ГОСТ 16293-82) с электрическим приводом главных механизмов представлена в табл. 34.

В каталоге не рассматривается электрооборудование установок индивидуального производства для специальных условий бурения (за исключением электрических машин для установок морского бурения), а также аппаратура, встраиваемая в комплектные устройства управления, и электрооборудование систем контроля процесса бурения.

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) с температурой воздуха при эксплуатации (при категориях размещения 1, 2 и 3) от +40 до -45 ?С и от +40 до -60 ?С соответственно. Высота над уровнем моря - до 1000 м, относительная влажность воздуха 80% при температуре +20 ?С. 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.

Сведения о степени защиты, а также о некоторых других особенностях условий эксплуатации и конструктивного исполнения приведены в табл. 35.

Для обозначения степени защиты применяются латинские буквы 1Р и следующие за ними две цифры (ГОСТ 14254-80). Первая цифра обозначает степень защиты персонала от соприкосновения с находящимися под напряжением частями и с движущимися частями, находящимися внутри оболочки, а также степень защиты от попадания внутрь твердых посторонних тел. Вторая цифра обозначает степень защиты от попадания воды. "Прочерк" в табл. 35 означает, что данный параметр техническими условиями не регламентируется.