Электротехника

Министерство образования и науки РФ

Кубанский Государственный Технологический Университет

Армавирский Механико-технологический Институт

Кафедра общенаучных дисциплин

Доклад

НА ТЕМУ:” Автоматические регуляторы подачи долота.”

Армавир 2006

Содержание

1.Введение

2.Автоматические регуляторы подачи долота

3.Список литературы

Введение.

Буровая установка представляет собой комплекс сооружений, агрегатов, механизмов, обеспечивающих систем и инструмента, предназначенных, для выполнения различных функций в цикле строительства скважины. Процесс строи¬тельства можно разделить на три этапа: строительство назем¬ных сооружений и монтаж бурового оборудования; бурение и крепление скважины; испытание продуктивных пластов. Ос¬новным этапом строительства является бурение и заканчивание скважины; при этом установка выполняет ряд технологи¬ческих процессов, состоящих, в свою очередь, из многочислен¬ных производственных операций. Наибольшая эффективность использования установки зависит от рациональною выбора параметров, а также характеристик машин и агрегатов, входящих в состав буровой установки, а соответственно и набора средств, объеди¬ненных понятием электротехнический комплекс (ЭТК), в значительной степени определяющим производительность установки.

Основные (ротор, буровые насосы и спускоподъемный агре¬гат) и вспомогательные механизмы буровой установки приво¬дятся в действие силовым приводом, который может быть авто¬номным (независимым от энергосистемы) и неавтономным ( с питанием от сетей энергосистем). При автономном приводе основных механизмов (дизельный, дизель-электрический) вспомогательные механизмы оснащаются индивидуальными электроприводами. Основой для классификации является при¬вод основных механизмов. Если ранее понятия "автономное" или "неавтономное (централизованное) энергоснабжение" от¬носились соответственно к установкам для неэлектрифициро¬ванных или электрифицированных районов и однозначно оп¬ределяли вид привода основных, механизмов (дизельный или электрический), то в настоящее время в связи с широким рас¬пространением дизель-электрического автономного привода эта взаимосвязь утрачена, а унификация ЭТК на установках одного класса с автономным и неавтономным энергоснабжением свидетельствует о целесообразности классификации установок по виду привода основных механизмов (дизельный или электрический) независимо от наличия или отсутствия источит централизованного энергоснабжения. В дальнейшем "буровая установка с электрическим приводом" распростра¬няется как на установки с питанием от сетей энергосистем так и на установки с питанием от собственных дизель-генераторов.

Анализ структуры производства буровых установок эксплуатационного и разведочного бурения показывает, что число буровых установок с электроприводом неуклонно увеличивается; только за 1975-1990 гг. доля таких установок в объеме производства возросла более чем вдвое; еще значительнее в парке действующих буровых установок. В дальнейшем электрифицированных районах будут все шире применены установки с дизель-электрическим приводом, что приведет к преимущественному распространению буровых установок с электроприводом. Кроме того, набор электротехнических средств используемых на установках с дизельным приводом, полностью входит в комплекс соответствующих установок с электроприводом. Электротехнический комплекс современной буровой установки представляет собой совокупность подсистем, обеспечивающих выработку, распределение, преобразование и использование электрической энергии, а также управление всеми указанными подсистемами для механизации и автоматического управления технологическим процессом проводки скважины.

Автоматические регуляторы подачи долота.

Под подачей долота понимают последовательное опускание верхней точки бурильной колонны при разрушении породы. В установленном режиме бурения скорость подачи долота должна быть равна скорости разбуривания породы. Если скорость подачи долота будет превосходить скорость разбуривания породы, то нагрузка на забой будет расти, что может повлечь за собой искривление ствола скважины или поломку бурильных труб. Если скорость подачи долота будет ниже ско¬рости разбуривания, нагрузка на забой будет уменьшаться, что приведет к уменьшению скорости бурения.

При ручной подаче бурильщик, руководствуясь показа¬ниями приборов — амперметра в цепи статора бурового дви¬гателя и индикатора веса, периодически растормаживает барабан лебедки. Таким способом весьма трудно осуществить плавную равномерную подачу долота. При использовании ав¬томатических регуляторов долото подается на забой автома¬тически в зависимости от параметров, характеризующих ре¬жим бурения, например давления на забой или тока бурового двигателя. Существуют различные конструкции автоматических регуляторов подачи долота. В зависимости от места распо¬ложения автоматические регуляторы подачи бывают назем¬ными или глубинными (погружными). Наземные автоматиче¬ские регуляторы подачи по конструктивному признаку силового узла можно разделить на электромашинные, гидравлические и фрикционные. Конструкция силового узла позволяет или опу¬скать бурильную колонну с различной скоростью (такие авто¬матические регуляторы называются пассивными), или не только опускать, но и приподнимать ее (такие регуляторы на¬зываются активными). Применение наземных автоматических регуляторов подачи долота обеспечивает увеличение механиче¬ской скорости бурения и проходки на долото на 5—15 % по сравнению с ручной подачей, что полностью окупает затраты на их изготовление и обслуживание.

Автоматический регулятор типа РПДЭ-3 предназначен для поддержания режимов бурения скважин турбобуром и рото¬ром. Этот регулятор входит в комплект всех серийных буро¬вых установок, а также вновь разрабатываемых установок. Ре¬гулятор РПДЭ-3 обеспечивает режим поддержания заданной нагрузки па долото (веса инструмента на крюке) - основной режим; режим поддержания заданного значения скорости по¬дачи пли подъема инструмента — вспомогательный режим.

Регулятор (рис.1) состоит из следующих основных частей:

рессорного датчика веса типа ДВР-26, устанавливаемого на неподвижном конце талевого каната и служащего для из¬мерения веса на крюке; датчик состоит из рессор и сельсина СД;

узла установки веса и скорости, состоящего из сельсина-при¬емника СП установки веса и задающего сельсина СЗ установки скорости; оба сельсина связаны через зубчатую передачу с об¬щей рукояткой управления, расположенной вместе с универ¬сальным переключателем УП на пульте управления регулято¬ром;

станции управления с реверсивным магнитным усилителем СМУ, состоящим из двух магнитных усилителей МУ1 и МУ2 и служащим для усиления сигнала и с предварительным полупроводниковым фазочувствительным усилителем ППУ-1, служащим для усиления управляющего сигнала;

двигатель-генератора (двухмашинного агрегата) состоящего из приводного асинхронного двигателя АДГ постоянного тока ГП, который управляет двигателем ДП;

силового узла, состоящего из червячно-цилиндрического редуктора, двигателя постоянного тока ДП с пристроенным вентилятором и тахогенератором и электромагнитного колодочного тормоза; редуктор соединяйся цепной передачей с лебедкой буровой установки.

Рис. 1. Упрощенная электрическая схема регулятора РПДЭ-3

В основном режиме работы при помощи переключателя УП, к источнику переменного тока присоединяются усилитель ППУ-1 и обмотка возбуждения сельсина-датчика СД, работающего в паре с сельсином-приемником СП в трансформатор¬ном режиме. Питание обмотки возбуждения сельсина СЗ в этом случае отключено.

Напряжение на зажимах обмотки возбуждения СП зависит от угла рассогласования ротора сельсинов СД и СП. При согласованном положении роторов это напряжение равно нулю, вследствие чего токи на выходе ППУ-1 и СМУ и напряжение на якоре генератора ГП равны нулю и вал двигателя ДП неподвижен. Под действием веса колонны бурильных труб и неподвижного конца талевого каната ротор сельсина СД поворачивается на некоторый угол, зависящий от веса колонны.

Перед началом бурения, когда долото находится над забоем, с помощью рукоятки па пульте управления ротором сельсина СД устанавливают в согласованное положение с ротором сельсина СД, в результате чего вал двигателя ДП будет неподвижен. Эта операция называется «взвешиванием» инструмента. Далее с помощью рукоятки устанавливают по шкале, находящейся на пульте управления, требуемое значение на¬грузки на долото (веса на крюке), т. е. ротор сельсина СП поворачивают на определенным угол. На зажимах обмотки возбуждения сельсина возникает такое напряжение, что вал двигателя ДП начинает вращаться в сторону подачи инструмента с частотой зависящей от угла рассогласования роторов сельсина СД и СИ. Как только долото коснется забоя, осевая нагрузка на долото начнет увеличиваться, а вес па крюке - уменьшаться. При этом ротор сельсина-датчика будет повора¬чиваться в сторону уменьшения угла рассогласования роторов СД и СП. В результате управляющий сигнал (напряжение на .зажимах