Ayaklimat.ru

Климатическая техника
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Монтаж и эксплуатация бурового оборудования (мэбо) конспект лекций

Монтаж и эксплуатация бурового оборудования (мэбо) конспект лекций

Тема№1. Буровые установки Лекция №1.1 Буровые установки. Назначение, функции и состав оборудования. Требования. Классификация. Параметры. Типы

На основании археологических находок и исследований установлено, что первобытный человек около 25 тыс. лет назад при изготовлении различных инструментов сверлил в них отверстия для прикрепления рукояток. Рабочим инструментом при этом служил кремневый бур.

В Древнем Египте вращательное бурение (сверление) применялось при строительстве пирамид около 6000 лет назад.

Первые сообщения о китайских скважинах для добычи воды и соляных рассолов содержатся в работах философа Конфуция, написанных около 600 г. до н.э. Скважины сооружались методом ударного бурения и достигали глубины 900 м.

Бурение первых скважин в России относится к IX веку и связано с добычей растворов поваренной соли в районе г. Старая Русса. Первая скважина в США была пробурена для добычи соляного раствора близ г. Чарлстона в Западной Вирджинии в 1806 г. При дальнейших поисках рассолов в 1826 г. близ г. Бернсвилла в шт. Кентукки случайно была найдена нефть.

Первые упоминания о применении бурения для поисков нефти относятся к 30-м годам XIX века. На Тамани, прежде чем рыть нефтяные колодцы, производили предварительную разведку буравом.

В декабре 1844 г. член Совета Главного Управления Закавказского края В.Н. Семенов направил своему руководству рапорт, где писал «о необходимости углубления посредством бура некоторых колодцев и произведения вновь разведки на нефть также посредством бура между балаханскими, байбатскими и кабристанскими колодцами. О результатах бурения говорится в докладной записке наместника Кавказа графа Воронцова от 14 июля 1848 г.:«. на Биби-Эйбате пробурена скважина, в которой найдена нефть». Это была первая нефтяная скважина в мире!

Незадолго до этого в 1846 г. французский инженер Фовель предложил способ непрерывной очистки скважин — их промывку. Сущность метода заключалась в том, что с поверхности земли по полым трубам в скважину насосами закачивалась вода, выносящая кусочки породы наверх. Этот метод очень быстро получил признание, т.к. не требовал остановки бурения.

Число пробуренных скважин на нефтяных промыслах в конце XIX века стремительно росло. Так в Баку в 1873 г. их было 17, в 1885 г. – 165, в 1890 г. – 356, в 1895 г. – 604, то к 1901 г. – 1740. Одновременно значительно возросла глубина нефтяных скважин. Если в 1872 г. она составляла 55. 65 м, то в 1883 г. — 105. 125 м, а к концу XIX в. достигла 425. 530 м.

В конце 80-х гг. прошлого века близ г. Новый Орлеан (шт. Луизиана, США) было применено вращательное бурение на нефть с промывкой скважин глинистым раствором. В России вращательное бурение с промывкой впервые применили близ г. Грозного в 1902 г. и нашли нефть на глубине 345 м.

Первоначально вращательное бурение осуществлялось вращением долота вместе со всей колонной бурильных труб непосредственно с поверхности. Однако при большой глубине скважин вес этой колонны весьма велик. Поэтому еще в XIX в. появились первые предложения по созданию забойных двигателей, большинство из них осталось нереализованными.

Впервые в мировой практике советским инженером (впоследствии членом-корреспондентом АН СССР) М.А. Капелюшниковым в 1922 г. был изобретен турбобур, представлявший собой одноступенчатую гидравлическую турбину с планетарным редуктором. Турбина приводилась во вращение промывочной жидкостью. В 1935. 1939 гг. конструкция турбобура была усовершенствована группой ученых под руководством П.П. Шумилова.

В 1897 г. в Тихом океане в районе о. Сомерленд (шт. Калифорния, США) впервые было осуществлено бурение на море. В нашей стране первая морская скважина была пробурена в 1925 г. в бухте Ильича (близ г. Баку) на искусственно созданном островке. В 1934 г. Н.С. Тимофеевым на о. Артема в Каспийском море было осуществлено кустовое бурение, при котором несколько скважин (порой более 20) бурятся с общей площадки. Впоследствии этот метод стал широко применяться при бурении в условиях ограниченного пространства (среди болот, с морских буровых платформ и т.д.).

С начала 60-х годов с целью изучения глубинного строения Земли в мире стали применять сверхглубокое бурение.

Буровая установка – комплекс бурового оборудования и сооружений, предназначенных для бурения скважин. Состав узлов буровой установки, их конструкция определяется назначением скважины, условиями и способом бурения.

Буровые установки предназначены (по ГОСТ 16293-89) для бурения разведочных и эксплуатационных скважин на нефть и газ.

подвод к долоту необходимой мощности (нагрузки и частоты вращения);

закачивание в колонну бурильных труб необходимого количества раствора;

очистка бурового раствора от выбуренной породы и хранение раствора;

наращивание бурильной колонны;

спуск бурильных и обсадных труб;

подъем бурильных труб, их раскрепление;

обеспечение натяжения бурильной колонны для ее освобождения при осложнениях и авариях;

обеспечение герметизации устья скважины.

Буровая установка состоит из буровых комплексов и оснований (металлоконструкций)

Комплекс оборудования для спускоподъемных операций: вышка, лебедка с приводом, талевая система. Оборудование располагается на вышечно-лебедочном блоке.

Комплекс оборудования для работы с трубами: ротор с клиновым захватом, ключи АКБ (автоматический ключ буровой), УМК (универсальных машинный ключ), вспомогательная лебедка, приемный мост со стеллажами и механизмом подъема труб.

Комплекс оборудования для обеспечения циркуляции раствора: состоит из двух частей: скважинной и наземной. Наземная включает:

оборудование для очистки, удаления и утилизации шалама и приведения раствора к определенным параметрам (вибросита, гидроциклонные установки, центрифуга, дегазатор, емкости для хранения бурового раствора, механизмы для приготовления раствора);

оборудование для нагнетания и долива в скважину бурового раствора (буровой насос с приводом, манифольд, стояк и рукав буровой, вертлюг).

Комплекс оборудования для подготовки и распределения сжатого воздуха (пневмосистема): компрессоры, воздухосборники, краны управления, вертлюжки, клапаны-разрядники).

Комплекс оборудования для электроснабжения и управления: электродвигатели, дизельные двигатели, дизель-электростанции, оборудование и устройства для распределения, преобразования и управления исполнительными механизмами (трансформаторы, шкафы, посты и пульты управления). Оборудования располагается во всех блоках.

Комплекс оборудования для водоснабжения и обогрева: котельные установки, регистры паровые, теплогенераторы паровые, вентиляторы, укрытия, напорная емкость, резервуары. Располагается во всех блоках.

Комплекс противовыбросового оборудования: превенторы, крестовина, манифольд противовыбросовый, пульты управления, коммуникации.

Оборудование для управления и контроля за процессом бурения и исследования скважин и обеспечения безопасной работы: индикатор веса ГИВ 6, станция «Разрез-2», установка манометров контроля давления в буровом манифольде и на выкиде буровых насосов, блокировки от превышения нагрузки на крюке и давления на насосах, расходомеры контроля подачи бурового раствора в приемных емкостях.

Читайте так же:
Установка система видеонаблюдения усть каменогорск

Оборудование для заканчивания скважин: цементировочные агрегаты, цементно-смесительные агрегаты, манифольд цементировочный. Работает непродолжительное время поэтому располагается на транспортной базе.

Комплекс оборудования для охраны окружающей среды.

Комплекс оборудования для транспортировки блоков и модулей и их выравнивания:

оборудование для транспортировки в пределах одной площадки;

оборудование для транспортировки с площадки на площадку.

Комплекс оборудования для социального и культурного быта: вагон мастера, вагон-столовая, вагон-душевая, вагон для отдыха, вагон для хранения спецодежды.

Комплекс оборудования для механизации ремонтных и погрузочно-разгрузочных работ: краны, блоки подвесные, кранбалки, тали ручные и электрические.

Требования предъявляемые к буровым установкам

Все требования, предъявляемые к буровым установкам можно разделить на 5 групп:

обеспечить процесс бурения на уровне мировых стандартов;

простота обслуживания и ремонтопригодность (возможность замены быстроизнашивающихся узлов и деталей);

высокая степень оснащенности КИП и автоматики.

унификация и стандартизация деталей;

высокая производительность бурения и спуско-подъемных операций;

минимальные производственные и эксплуатационные расходы.

удобство управления и обслуживания;

обеспечение нормальных условий труда;

автоматизация и механизация.

ограничение по занимаемой площади;

блочность буровой установки;

приспособленность к климатическим условиям.

Классификация

По ГОСТ 16293-89 «Установки буровые комплектные для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения. Основные параметры» выделяют 12 классов. Классы различаются по допускаемой нагрузке на крюке.

Дизельные приводы для буровых установок серии 3Д и наборов бурового оборудования НБО-Д

В последние 30 лет в составе буровых установок “Уралмаш” 3Д-76 и 3Д-86 сначала для комплектации, а позднее для замены, применялись дизельные двигатели В2-450 и В2-500К-04, производства ОАО «Турбомоторный завод» г. Екатеринбург, а также польские силовые агрегаты 24АНФ-71Н12А (WOLA-24ANf 71H12A)

Согласно данным эксплуатирующих организаций, средний срок службы дизелей В2 до первого капитального ремонта составляет 3000-4000 часов, продолжительность работы после капитального ремонта не превышает 2000-2500 часов. Действительно, конструкция двигателя В2, технология установки двигателя на раму, отсутствие совместной балансировки коленчатого вала и маховика двигателя не позволяют увеличить моторесурс двигателя, что приводит к необходимости частых замен силовых агрегатов на буровой установке.

С конца 70-х годов в качестве замены двигателей В2 устанавливались польские силовые агрегаты производства механического завода PZL-Wola (Польша). В настоящее время данные агрегаты тоже не поставляются в связи с изменением продуктовой номенклатуры предприятия.

В качестве альтернативы указанным силовым установкам компания ПСМ разработала несколько моделей дизельных приводов на базе отечественных и импортных двигателей

Дизельные приводы на базе отечественных двигателей

Самой распространенной и востребованной моделью силового привода для буровой установки 3Д является привод ЯСУ-500Б2 на базе двигателя ЯМЗ-850.10. Разработанный управлением главного конструктора на Ярославском моторном заводе, дизельный привод этой модели на протяжении шести лет выпускается компанией ПСМ.

Технические характеристики привода дизельного ЯСУ-500Б2

193 кВт/262 л.с. (1 000 об/мин)

288 кВт/390 л.с. (1 200 об/мин)

347 кВт/470 л.с. (1 400 об/мин)

367 кВт/500 л.с. (1 600 об/мин)

Состав силового привода

  • двигатель, установленный на раме посредством упругой подвески с возможностью регулирования по высоте
  • торообразная муфта для стыковки с входным валом редуктора типа РЦС (поставляется по требованию заказчика)
  • система охлаждения с радиатором
  • система воздухозабора с фильтрами
  • система топливопитания с фильтрами
  • система управления: тросовая и ручная (производства «Уралмаш», аналогичная системе управления на дизелях В2 и Wola)
  • система контроля параметров и САПСиЗ двигателя (обеспечивает сигнализацию и останов двигателя при низком (аварийном) давлении масла и сигнализацию при перегреве двигателя и при засоренности масляного фильтра)
  • система выхлопа с глушителями и искрогасителями
  • подогреватель предпусковой жидкостный ПЖД-600И или электрические подогреватели 2х3 кВт (поставляются по требованию заказчика)

Дизельные приводы на базе двигателей Volvo Penta, Cummins и Doosan

ПСМ движется в ногу со временем: мы стремимся предлагать заказчикам самое современное оборудование, изготовленное с учетом новейших технических разработок. Специально для буровиков ПСМ предлагает силовые приводы на базе современных промышленных двигателей производства Volvo Penta (Швеция), Cummins (США), Dooosan (Южная Корея). Силовые агрегаты серий PDV, PDC, PDDo – совершенно новое слово в буровом оборудовании. Эти приводы не только самые надежные и качественные, но и самые экономичные и экологичные. Так, расходы топлива указанных двигателей в среднем на 10-15% ниже, чем у российских.

Двигатель: Volvo Penta TAD1344VE

Номинальная мощность брутто:

226 кВт/306 л.с. (1000 об/мин)

276 кВт/374 л.с. (1200 об/мин)

330 кВт/447 л.с. (1400 об/мин)

352 кВт/479 л.с. (1600 об/мин)

Двигатель: Volvo Penta TAD1641VE

Номинальная мощность брутто:

255 кВт/346 л.с. (1000 об/мин)

340 кВт/461 л.с. (1200 об/мин)

394 кВт/534 л.с. (1400 об/мин)

420 кВт/571 л.с. (1600 об/мин)

Двигатель: Doosan PU180TI

300 кВт/408 л.с. (1400 об/мин)

405 кВт/551 л.с. (1600 об/мин)

452 кВт/615 л.с. (1800 об/мин)

478 кВт/650 л.с. (2100 об/мин)

Двигатель: Cummins QSK19

297 кВт/398 л.с. (1100 об/мин)

388 кВт/520 л.с. (1400 об/мин)

432 кВт/579 л.с. (1600 об/мин)

448 кВт/600 л.с. (1800 об/мин)

Технические характеристики дизельных приводов производства ПСМ

Наименование параметраPDV-500PDDo-450PDC-450
Максимальная эксплуатационная мощность, кВт (л.с.), не менее380 (517) 1600 об/мин478 (650) 2100 об/мин448 (600) 1800 об/мин
Максимальный эксплуатационный крутящий момент, Нм23102303 при 1500 об/мин2374
Максимальная эксплуатационная частота вращения, об/мин160021001800
Базовый двигательTAD 1641VEDoosan PU180TICummins QSK19
Объем системы смазки, л483576
Объем системы охлаждения, л9321 (без учета радиатора)87
Удельный расход топлива, г/кВт.ч, не более198226204
Расход масла на угар, % от расхода топлива0,150,20,2
Состав силового привода
  • двигатель, установленный на раме посредством упругой подвески с возможностью регулирования по высоте
  • торообразная муфта для стыковки с входным валом редуктора типа РЦС
  • система охлаждения с жидкостным радиатором, крыльчаткой толкающего типа и охладителем наддувочного воздуха типа «воздух-воздух»
  • система выпуска отработавших газов с глушителем и искрогасителем
  • система воздухозабора с воздушным фильтром и датчиком засоренности
  • система предпускового подогрева с электрическим подогревателем или предпусковым жидкостным подогревателем Webasto
  • система подачи топлива с топливопроводами и фильтром грубой очистки топлива
  • система ручной откачки масла из поддона двигателя
  • система электрооборудования с независимым блоком питания с возможностью электростартерного пуска от выпрямителя типа ВАСТ
  • электронная система управления ЭСУПД и САПСиЗ на базе контроллера ComAp (Чехия)
  • система дистанционного управления, аварийного останова и синхронизации частоты вращения двигателей насосного и силового блока

Сравнение технических параметров дизелей и конкурентные преимущества приводов ПСМ

Наименование параметраB2-450, WOLA-5VaЯМЗ-850.10TAD1344VETAD1641VEDoosan PU180TICummins QSK19
Диаметр цилиндра, мм150140131144128159
Ход поршня, мм180140158165142159
Рабочий объем, дм 338,825,8612,7816,1218,318,9
Расположение и число цилиндровV-образное, 12 цилиндровV-образное, 12 цилиндровРядное, 6 цилиндровРядное, 6 цилиндровV-образное, 10 цилиндровРядное, 6 цилиндров
Максимальная эффективная мощность, кВт330380352420478448
Удельный расход топлива, г/кВт.ч238 при 1600 об/мин207 при 1600 об/мин198 при 1600 об/мин199 при 1600 об/мин226 при 2100 об/мин202 при 1500 об/мин
Расход масла на угар, % от расхода топлива2,250,20,030,150,20,2

Конкурентные преимущества силовых приводов ПСМ

Компания ПСМ является производителем силовых приводов и гарантирует надежность работы силовых установок и оказание любых сервисных услуг квалифицированными техническими специалистами компании: пусконаладочные работы, сервисное обслуживание, диагностику и ремонт оборудования, а также подбор и поставку запасных частей.

Благодаря оригинальным техническим решениям и внимательному подбору компонентов дизельные установки ПСМ отличаются высокой надежностью в любых условиях эксплуатации, долгим сроком службы и обладают рядом преимуществ перед устаревшими приводами на базе двигателей В2 и Wola.

В составе силовых приводов ПСМ применяются двигатели современной конструкции, более надежные и эффективные, чем двигатели, применявшиеся на буровых установках ранее. Гарантированный ресурс двигателей в составе приводов ПСМ до капитального ремонта составляет не менее 10 000 моточасов, что в 3 раза превышает ресурс двигателей В2 (3000 до капремонта, 2000 после капремонта). Таким образом, приводы ПСМ за время своей работы до капительного ремонта трижды полностью выработают ресурс двигателей В2 или Wola.

Надежность работы силовых установок ПСМ с минимальным временем простоя на обслуживание и ремонт гарантируется доступностью запасных частей и ремонтопригодностью двигателей, используемых в составе силовых установок. Большое количество сервисных центров ЯМЗ в России и сопредельных государствах оказывают услуги по ремонту и поставке запчастей в любую точку, а широкая дилерская сеть Volvo Penta обеспечивает сервисное обслуживание своих двигателей не только в России, но и за рубежом.

Силовые приводы ПСМ характеризуются низкими расходами ГСМ: так, по сравнению с ранее использовавшимися на буровых установках двигателями расход масла у приводов ПСМ меньше почти в 10 раз! Экономичность эксплуатационных расходов позволяет значительно снизить затраты на закупку горюче-смазочных материалов.

Замена силовых приводов логически должна сопровождаться заменой редуктора. ПСМ предлагает замену передаточного отношения редуктора с 1,53 на 1,81 или 2. Редукторы с передаточным отношением 1,53 были предназначены для тихоходных двигателей с номинальной частотой вращения 1250 об/мин; современные двигатели имеют номинальную частоту 1500 об/мин, именно при этом значении достигается максимальная мощность и максимальный крутящий момент. Для оптимального соотношения характеристик двигателя и бурового насоса ПСМ рекомендует применять редукторы с передаточным отношением 1,81 или 2.

Варианты применения силовых агрегатов ПСМ в составе буровой установки

Предлагается использование нескольких вариантов компоновки и размещения силовых агрегатов (силовых приводов) производства ПСМ в зависимости от их расположения на буровой установке:

Вариант с использованием 7-ми силовых агрегатов по следующей схеме:

Три силовых агрегата (ПД-500Б2, PDV-500B2 или PDV-400B2) работают в приводе ротора и лебедки и четыре силовых агрегата (ПД-500Б2, PDV-500B2 или PDV-400B2) работают в индивидуальных приводах двух буровых насосов (по два привода на насос)

Вариант с использованием 5-ти силовых агрегатов по следующей схеме:

Три силовых агрегата ПД-500Б2 или PDV-500B2 работают в приводе ротора, лебедки и бурового насоса и два силовых агрегата (ПД-500Б2, PDV-500B2 или PDV-400B2) работают в индивидуальном приводе бурового насоса

Вариант с использованием 9-ти силовых агрегатов по следующей схеме:

Три силовых агрегата (ПД-500Б2, PDV-500B2 или PDV-400B2) работают в приводе ротора, лебедки и бурового насоса и шесть силовых агрегатов (ПД-500Б2, PDV-500B2 или PDV-400B2) работают в индивидуальных приводах трех буровых насосов (по два привода на насос)

Реализованные проекты

Буровая компания «Сибирская Сервисная Компания (ССК)» — более 20 приводов

Буровая компания «Силур» — 5 приводов

«СеверСпецТехника-Бурение» — 10 приводов

Оренбургская буровая компания (ОБК):

Отзыв технического директора ООО "ОБК"

Отзыв технического директора ООО «ОБК»

В 2010 году компания ПСМ поставила два комплекта дизельных приводов PDV-500 на базе двигателей Volvo Penta «Оренбургской буровой компании» для переоборудования двух буровых установок Уралмаш 3Д. Каждый комплект состоит из пяти силовых установок, три из которых составляют силовой блок для обеспечения работы лебедки, ротора и насоса от суммирующей трансмиссии; а еще две в составе насосного блока приводят буровой насос.

До модернизации буровой установки синхронизация работы силовых приводов проводилась практически вручную путем регулирования рычагов и тросов. Теперь благодаря микропроцессорной системе управления ЭСУПД на базе контроллера ComAp (Чехия) оператору буровой установки достаточно просто нажать кнопку пуска: синхронизация и распределение нагрузки происходят автоматически. Такая автоматизация значительно упрощает работу технического персонала, повышает надежность установки и увеличивает ресурс двигателей.

Силовые приводы PDV-500 полностью оправдали ожидания заказчика: их простота и удобство в эксплуатации позволяет обеспечить повышенную надежность и стабильность работы буровой вышки. А по параметрам экологичности и экономичности силовым установкам с двигателями Volvo Penta просто нет равных.

По словам главного механика «ОБК», после модернизации в 4 раза сократилось время простоя на ремонт и обслуживание буровых установок, что позволило значительно повысить производительность и эффективность работы установок — отзыв технического директора ООО «ОБК» об эксплуатации дизельных приводов ПСМ PDV-500 на буровых установках.

Системы электроприводов исполнительных механизмов буровых установок — Типовые структуры электротехнических комплексов буровых установок

Типовая схема электротехнического комплекса буровой установки с электроприводами постоянного тока исполнительных механизмов

Согласно Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) электрифицированные буровые установки (с электрическим приводом основных исполнительных механизмов) при бурении на глубину более 4500 м и в сложных геологических условиях на меньшую глубину, а также буровые установки на море относятся к потребителям первой категории.
Буровые установки при бурении до 4500 м в неосложненных геологических условиях относятся к потребителям второй категории.
Несмотря на многообразие структурных схем буровых установок, предопределенное широким спектром требований к глубинам бурения (только по этому параметру ГОСТ 16293-89 различает 11 классов), назначению и условиям эксплуатации, их число может быть ограничено типовыми структурами электротехнических комплексов (ЭТК), применение которых на установках различных исполнений сводится в основном к количественному изменению параметров используемого электрооборудования.
Типовая структура электропривода постоянного тока для буровых установок всех классов, как с централизованным, так и с автономным электроснабжением, изображенная на рис. 1, ориентирована на применение глубоко регулируемых электроприводов главных механизмов на базе электродвигателей постоянного тока и силовых тиристорных преобразователей, а также на унификацию электроснабжения. Буровая установка питается от сетей энергосистемы или группы дизель-генераторов переменного тока, число которых определяется единичной мощностью дизель-генераторов и суммарной единовременной мощностью исполнительных механизмов при наличии необходимого резерва. При схеме автономного электроснабжения высокого напряжения, как и при питании от энергосистемы, между общими шинами и преобразователем устанавливается соответствующий понижающий трансформатор, поэтому с точки зрения построения структуры уровень первичного напряжения не имеет принципиального значения.
Мощность дизель-генераторов суммируется на общих шинах распределительного устройства. Здесь же установлены выключатели для подсоединения тиристорных преобразователей главных электроприводов и вспомогательных электропотребителей. Набор переключателей или контакторов, обеспечивающих различные рабочие варианты схемы подключения главных электропотребителей к тиристорным преобразователям (на стороне постоянного тока), представляет собой обычно отдельное комплектное устройство. Для любого электродвигателя главных приводов система электроснабжения предусматривает наличие резервного тиристорного источника питания.
При применении низкого (400 или 690 В) напряжения дизель-генератора энергетический блок в неэлектрифицированных районах представляет набор дизель-генераторов, а в электрифицированных — набор ячеек комплектного распределительного устройства (КРУ) и трансформаторов, понижающих напряжение сети до необходимого уровня.
В связи с увеличением глубин бурения возникла необходимость повышения мощности главных электроприводов буровых установок. Однако для принятого в настоящее время уровня напряжения питания 380 В (выпрямленное напряжение постоянного тока 440 В) предельная мощность электродвигателей постоянного тока, выпускаемых в РФ, составляет не более 600 кВт.

Рис. 1. Типовая схема электротехнического комплекса буровой установки с электроприводами постоянного тока исполнительных механизмов:
Д — дизель; G — генератор переменного тока; ФКУ — фильтрокомпенсирующее устройство; КРУ — комплектное распределительное устройство высокого напряжения; TV — силовые понижающие трансформаторы; ТП -силовые тиристорные преобразователи; А1 — комплектное устройство с силовыми переключателями постоянного тока; МЛ, МН, МР, МП — электродвигатели соответственно буровой лебедки, бурового насоса, ротора и регулятора подачи долота; ТВ — тиристорные возбудители; А2 — шкаф управления электроприводами вспомогательных механизмов

схема электроснабжения буровой установки

Рис. 2. Однолинейная схема электроснабжения буровой установки БУ-3900/225-ЭПК БМ:
КРУ1, КРУ2 — комплектное распределительное устройство КРУЭ-6(10)У2В; АСДА — дизель-электрическая станция для питания вспомогательных приводов АСДА-200, 200 кВт, 400 В, 50 Гц; ФКУ1, ФКУ2 — фильтро-компенсирующее устройство; ТРСЗП — силовой трансформатор 1600 кВА, 6/0,69 кВ; ТМБ-630 — силовой трансформатор ТМБ-630, 630 кВА, 6/0,4 кВ; ШВГ — шкаф ввода питающего напряжения (главный); ШВВ — шкаф ввода питающего напряжения (вспомогательный); ПВ — панель ввода переменного тока; КУ — комплектное устройство КУ-БУ-3900/225; ГРШ — групповой распределительный шкаф; ШУЛ — шкаф управления лебедкой; ШУР — шкаф управления ротором; ШУН1, ШУН2 — шкафы управления насосом; ШУТ — шкаф управления электромагнитным тормозом; ШУП — шкаф управления регулятором подачи долота; ЭМТ — индукционный электромагнитный тормоз; МЛ — электродвигатель привода лебедки, 750 кВт, 800 В; МР — электродвигатель привода ротора, 630 кВт, 800 В; МН1, МН2 — электродвигатель привода бурового насоса, 750 кВт, 800 В; МП — электродвигатель подачи долота, 65 кВт, 440 В; QS1, QS2, QS3 — переключатели

Для дальнейшего увеличения мощности приводных электродвигателей потребовался переход на повышенное напряжение питания 660 В (выпрямленное напряжение 800 В). На базе электрооборудования для буровых установок, созданного ранее ОАО «Электропривод» и ОАО «Электросила», был разработан и изготовлен комплект электрооборудования буровой установки с питанием от электрической сети БУ-3900/225 — ЭПК БМ. Однолинейная схема электрооборудования с питанием главных электроприводов повышенным напряжением изображена на рис. 2.
Для всех главных механизмов используется унифицированный электродвигатель постоянного тока мощностью 750 кВт, выбор которого произведен на основании тщательного технико-экономического анализа. Повышение напряжения позволило повысить мощность главных электроприводов с сохранением и даже некоторым уменьшением габаритов и массы комплектных устройств, а также массы кабелей.
В процессе разработки электротехнического комплекса БУ-3900/225 — ЭПК БМ был использован ряд оригинальных технических решений, позволяющих получить повышенные технические и энергетические характеристики систем электропривода. Основой явилось рациональное использование зоны регулирования скорости электропривода от номинального до максимального значения с помощью ослабления магнитного потока двигателя.
В частности, передаточные отношения коробки передач буровой лебедки и механические характеристики электропривода выбраны таким образом, что в общей характеристике буровой лебедки отсутствуют «провалы», а в точке наибольшей рабочей нагрузки электродвигатель и тиристорный преобразователь работают при номинальном напряжении.
Аналогичные решения приняты для электроприводов буровых насосов и ротора. В результате достигнуты наилучшие энергетические показатели электропривода и минимизированы массогабаритные характеристики фильтро-компенсирующих устройств (на электрических БУ) и оптимальные режимы работы дизель-электростанций (на автономных буровых установок).
Из типовой схемы, изображенной на рис. 2, видно, что на электрических и дизель-электрических буровых установок может быть использовано одинаковое электрооборудование всех буровых механизмов; различие состоит лишь в том, что в первом случае используются понижающие трансформаторы и соответствующие комплектные распределительные устройства, а во втором — дизель-электростанция на напряжение 660 В.
Для буровой лебедки применен новый электромагнитный тормоз индукционного типа ТЭИ-710-45, обладающий более высокой теплорассеивающей способностью по сравнению с ранее применяемым ферропорошковым тормозом ТЭП-45, что позволило повысить скорость спуска КБТ.
На рис. 3 изображена структура электротехнического комплекса буровой установки с частотно-регулируемыми электроприводами исполнительных механизмов. Работы по созданию буровых установок с частотно-регулируемыми электроприводами находятся в России в стадии исследовательских работ.
С 1998 г. компанией АВВ налажен выпуск системы многодвигательных асинхронных частотно-регулируемых электроприводов под фирменным обозначением ASC 600 Multe Drive. Структура многодвигательного электропривода с общим звеном постоянного тока изображена на рис. 4.

Структура электротехнического комплекса буровой установки с частотно-регулируемыми электроприводами исполнительных механизмов

Рис. 3. Структура электротехнического комплекса буровой установки с частотно-регулируемыми электроприводами исполнительных механизмов:
G — генераторы постоянного тока или переменного тока; ПЧ — преобразователи частоты; остальные обозначения см. на рис. 6.10

Частотно-регулируемые электроприводы исполнительных механизмов буровых установок нашли широкое применение на технологических установках, ведущих эксплуатацию месторождений углеводородного сырья в акватории Северного моря.
Корпорацией Триол (г. Москва) разработаны частотно-регулируемые электроприводы Триол АТ08, предназначенные для управления технологическими установками, приводом которых служат асинхронные электродвигатели с напряжением 660 В. Ряд АТ08 содержит 6 типоисполнений приводов мощностью 132, 160, 200, 250, 320, 450 кВт. Электроприводы обеспечивают следующие режимы работы исполнительных механизмов:
плавный частотный пуск;
длительный режим работы в заданном диапазоне регулирования скорости;
автоматическое регулирование скорости и других параметров;
рекуперативное, динамическое торможение и останов; реверсирование;
защиту электрического и механического оборудования.

Структура многодвигательного электропривода Multy Drive

Рис. 4. Структура многодвигательного электропривода Multy Drive с общим звеном постоянного тока:
1 шкаф источников питания собственных нужд; 2 шкаф ввода с разъединителем и предохранителями; 3 шкаф силового выпрямителя (на диодах или тиристорах) преобразователя многодвигательного электропривода; 4 — шкафы модулей инверторов преобразователей многодвигательного электропривода; 5 — шкаф системы управления многодвигательного электропривода; 6— система управления инвертором индивидуального электропривода; 7 — контроллер управления технологическим процессом; 8 — промышленный интерфейс; 9 — электродвигатели исполнительных механизмов; 10— аппараты коммутации и защиты инвертора; 11— пульт управления и контроля параметров индивидуального электропривода; 12— устройство контроля параметров технологического процесса; 13— рабочее место оператора

Электроприводы АТ08 могут быть использованы для буровых установок.

Основные параметры и характеристики АТОв
Питающая сеть. 3×660 В, +10 %, — 15 %, 50(60) Гц
Выходное напряжение. 3x(0. 660 В)±2 %
Выходная частота. 0. 50(100) Гц±0,05 %
Тип перегрузки. 150 % номинального значения в течение 60 с
КПД, не менее. 0,97 (без двигателя)
Коэффициент мощности (сети), не ниже. 0,95

Электропривод сохраняет работоспособное состояние при кратковременных отклонениях напряжения питающей сети на 40 %. Климатическое исполнение УХЛ4 либо УХЛ3. Степень защиты IP21 или IP54 (в зависимости от типа).
В состав электропривода АТ08 входят:
шкаф электропривода с силовым преобразователем частоты, системой управления, защиты и сигнализации; пульт дистанционного управления;
блок выходного фильтра ограничения напряжения на двигателе;
блок тормозного резистора.
В преобразователях частоты и других устройств использованы диодно-тиристорные и транзисторные IGBT-модули на напряжение 1700, 1800 В. Управление электроприводом осуществляется с помощью микроконтроллера.

Система обогрева буровых установок

Буровая установка СБУ-19.ZBT -

Буровая установка СБУ-19.ZBT -

Малогабаритная буровая установка МБУ ZBT-160 Белка

Малогабаритная установка УКБ-12/25-02 «Помбур»

Малогабаритная установка УКБ-12/25-02 «Помбур»

Малогабаритная установка УКБ-12/25-02Г «Помбур»

Малогабаритная установка УКБ-12/25-02Г «Помбур»

Малогабаритная установка УКБ-12/25И

Малогабаритная установка УКБ-12/25Э

Мотобур КМ-10И

Мотобур КМ-10И

Мотобур М-10

Мотобур М-10

Установки для бурения скважин нашли широкое применение в инженерных изысканиях , бурении скважин на воду, горнодобывающей промышленности, геологоразведке и строительстве. В зависимости от назначения они могут различаться по мощности, максимальной глубине бурения и диаметру скважины. Рассмотрим поставляемые нашим предприятием буровые установки более подробно

Модельный ряд выпускаемых нашим предприятием установок делится на категории, самой мощной из которых является установки серии УРБ, которая насчитывает три наименования:

Буровая установка, купить бурильную установку для бурения скважин

Первая категория, буровые установки серии УРБ (ТЯЖЕЛАЯ СЕРИЯ)

  • УРБ-2А-2, УРБ-2А-2Д
  • УРБ-12.ZBT
  • УРБ-2Д3

Буровые установки УРБ-2А-2, УРБ-2А-2Д является базовыми моделями этой категории. Эти буровые установки монтироваться на шасси автомобилей повышенной проходимости, на сани или в тепляки, а так же на гусеничные транспортёры соответствующей грузоподъёмности. Буровые установки нашего производства, имеют усиленную мачту, имеющую высокие характеристики по сопротивлению на изгиб и кручение. Все редукторы проходят 100% проверку и обкатку в том числе и под нагрузкой, на испытательных стендах, в следствии чего Вы получаете высочайшие эксплуатационные качества. В гидравлической схеме буровой установки применяются комплектующие европейского производства, что позволяет существенно повысить эксплуатационную надёжность и увеличить ресурс работоспособности установки.

Буровая установка УРБ-12.ZBT создана на основе установки УРБ-2А-2, УРБ-2А-2Д. Эта модификация предназначена для компаний специализирующихся в следующих видах буровых работ: колонковое бурение, алмазное бурение, ударно-канатное бурение, пневмоударное и шнековое бурение. Не смотря на глубокую модернизацию установки УРБ-2А-2 установка УРБ-12.ZBT сохранила простоту в обслуживании и ремонтопригодность. На установке УРБ-12.ZBT применяются та же конструкция вращателей и раздаточной коробки. Однако буровые параметры данной установки гораздо выше чем у существующих аналогов. (смотрите вкладку сравнение в разделе УРБ-12. ZBT )

Буровая установка УРБ-2Д3 так же является модернизированной установкой УРБ-2А-2, и предназначена для компаний, специализирующихся в следующих видах буровых работ: шарошечное, колонковое бурение, пневмоударное и шнековое бурение. Главным отличием УРБ-2Д3 от базовой бурильной установки УРБ-2-А2 это наличие более мощного вращателя, планетарной конструкции и как следствие требующего усиленния конструкции мачты. Мачта усилена фермовой конструкцией, а так же усилена каретка на которой закреплен вращатель. Вращатель 2ДЗ позволил увеличить скорость бурения скважин, по сравнению с УРБ 2А2, в два раза. Вращатель буровой установки имеет четыре рабочие скорости в диапазоне от 33 до 184 оборотов в минту.

Вторая категория буровых установок, нашего производства — (СРЕДНЯЯ СЕРИЯ и Малогабаритные Буровые Установки)

Малогабаритные установки это установки для бурения, предназначаются для бурения скважин в стесненных условиях и могут монтироваться на шасси малой грузоподъёмности.

  • МБУ ZBT-100 Белка
  • МБУ ZBT-200 Белка
  • МБУ ZBT-250 Стрелка
  • УРБ.12-ZBT (3,5)

МБУ ZBT-100 Белка, МБУ ZBT-200 Белка, бурильные установки монтируемые на автомобильные прицепы, трейлеры, на автомобили УАЗ, Газель и подобные. Вес установки без транспортной базы 500-700кг.

МБУ ZBT-250 Стрелка, более мощная установка для бурения скважин. Предназначенная для монтажа на гусеничные шасси, УАЗ, ГАЗ-3308 Егерь, ГАЗ-71, ГТТ, прицеп для легкового автомобиля.

УРБ.12-ZBT(3,5) это установка являете уменьшенной моделью буровой установки УРБ-2А-2 с сохранением основных буровых характеристик установки УРБ-2А-2

Установки УРБ.12-ZBT (3,5) предназначены для монтажа на следующие виды шасси ГАЗ-33086 Земляк, Silant, ГАЗон Next C41R33, КАМАЗ-43501(4х4), МТЛБ, МТЛБу и аналогичные шасси соответствующей грузоподьемности.

Третья категория буровых установок, нашего производства — (РУЧНАЯ СЕРИЯ)

Переносные буровые установки. Преимущественная область их применения – бурение на малые глубины малым диаметром, при инженерных изысканиях, бурения для поиска воды, картировании или сейсморазведке в труднодоступных местах. Наше предприятие выпускает малогабаритные установки четырёх наименований:

•УКБ-12/25; •УКБ-12/25-01; •УКБ-12/25-02;

В семействе УКБ базовой установкой является УКБ-12/25. Установка проста в эксплуатации и надёжна. Может бурить скважины глубиной до 15 метров (при колонковом бурении – до 25 метров). Габариты в транспортном положении – 1800х1000х600 мм.

Усовершенствованная модель – бурильная установка УКБ-12/25-01. Установленный на ней двигатель с воздушным охлаждением имеет повышенную мощность и развивает крутящий момент до 400 Нм. Габариты в транспортном положении – 2000х1050х900 мм.

Следующей в этом модельном ряду стоит ручная буровая установка УКБ-12/25-02. В качестве привода используется электромотор с редуктором. Масса установки без бурового оборудования – 162 кг. Габариты в транспортном положении – 1900х900х600 мм.

Импортные буровые установки.

Нашим предприятием осуществляется поставка и продажа буровых установок зарубежного производства. В модельном ряду – семнадцать наименований от разных производителей. Буровые установки предназначены для бурения в разных геологических и ландшафтных условиях. В том числе – в условиях подземных галерей и тоннелей. Привод может быть как дизельным, так и электрическим. Глубина бурения от 50 метров (лёгкие станки) до двух километров и более (самые мощные установки). Запчасти для буровых установок зарубежного производства могут поставляться в комплекте с оборудованием или по специальному заказу.

Дополнительное оборудование к буровым установкам.

Некоторые установки комплектуются дополнительным оборудованием: миксером для буровых растворов, а также специальным устройством, предназначенным для увеличения крутящего момента вращателя, что позволяет довести количество оборотов до 2000 в минуту и более.

Буровое оборудование для скважин наш завод производит и поставляет на отечественный рынок уже несколько десятилетий, и за это время успел зарекомендовать себя надёжным партнёром. На предприятии постоянно ведутся технические изыскания, разрабатываются новые проекты. Это позволяет нам на равных конкурировать с ведущими мировыми производителями, и мало того, создавать с ними совместные проекты, которые положительным образом сказываются на результатах нашей деятельности.

Если вашему бизнесу нужна буровая установка, купить её у нас – значит приобрести и качественное оборудование с дальнейшим сервисным обслуживанием на долгие годы. Техники и инженеры предприятия имеют большой опыт работы в самых сложных природных и климатических условиях. А проверенное годами качество нашего оборудования станет гарантией его долгой бесперебойной эксплуатации.

Все, что вам нужно сделать, чтобы купить наши буровые установки, просто связаться с представителями нашей компании любым удобным для вас способом и уточнить необходимую для вас модель или выбрать из каталога на сайте. В любом случае вас будет обслуживать квалифицированный персонал, который ответит на все интересующие вопросы и поможет подобрать оптимальную буровую установку в зависимости от ваших целей и финансовых возможностей.

Однако буровые параметры данной установки гораздо выше чем у существующих аналогов. (смотрите вкладку сравнение в разделе УРБ-12.)

Система пожаротушения буровой установки

Защита техники от возгораний в горнодобывающих и нефтяных областях

Процесс добычи, транспортировки и переработки полезных ископаемых требует применение сверх мощной крупногабаритной техники.

Такие машины разделяют по функциональному предназначению, но также существуют общие характерные особенности, выраженные в значительных габаритах и комплектации производительными силовыми приводами.

В ходе эксплуатации карьерных самосвалов, бульдозеров, экскаваторов и буровых установок происходит внушительный расход топлива и масла. Внутренние составляющие механизации преодолевают интенсивные циклы выработки, в ходе чего появляется необходимость отвода излишков тепла.

Трение в узлах технологического сочленения также провоцирует нагрев деталей, и порой до значительных величин.

С другой стороны, условия промышленного объекта зачастую предписывают соответствие техники требованиям по взрывозащите и пожаробезопасности. Это актуально как в нефтяной отрасли, так и при ведении горнодобывающей, лесозаготовительной деятельности, а также мероприятий хранения нефтепродуктов и химии.

Для допуска крупногабаритной механизации на такие объекты, обязательно наличие современных систем пожаротушения.

К такой защите относится американская разработка AFEX.

Этот комплекс создан для контроля состояния внутренних составляющих машин и оперативной ликвидации очагов возгорания. Оборудование AFEX имеет необходимые сертификаты соответствия, которые позволяют страховать основные средства производства на случай возникновения чрезвычайных ситуаций.

Выделим три основные причины необходимости установки систем пожаротушения:

— конструкционно-технологические особенности крупногабаритной техники
— важность учета внешних условий на объекте проведения работ
— требование законодательства в аспектах пожарной безопасности и нормирования трудовых отношений (ФЗ №181 и №123)

Таким образом, практически все промышленные корпорации в обязательном порядке должны решать вопрос наличие соответствующих средств защиты эксплуатируемой спецтехники.

Установка системы AFEX на передвижную буровую станцию

Наша компания активно сотрудничает с множеством предприятий в горнодобывающей отрасли. В рамках выполнения подрядных работ, мы устанавливаем дополнительное оснащение на все виды крупногабаритной механизации.

В нашем портфолио сотни объектов, один из которых подряд на установку системы пожаротушения на гусеничную буровую станцию.

Такая машина создана для бурения скважин для закладки взрывчатых материалов в горную породу, а также для проведения разведки состава слоев литосферы.

Особенности передвижных карьерных бурмашин:

— Наличие множества технологичных отсеков: двигатель, компрессор, гидроузлы, электроприводы, радиаторы, механические системы упоров и горизонтального подъема.
— Высокая мощность силовых агрегатов, и, как следствие, значительные тепловые нагрузки
— В ходе эксплуатации, вращающиеся части фрезы и приводного вала нагреваются от сильного трения, это сопровождается появлением искр и в ряде случаев плавлением или сломом оснасти.

Выявленные факторы риска являются дополнительной аргументацией к необходимости защиты техники. Также, они вносятся в соответствующий план работ.

Реализация проекта пожаротушения буровой машины

Для практической реализации мероприятий по дополнительному оснащению, мы составили проектную документацию.

Она включает следующую информацию:

— Технические характеристики машины
— Состояние основных систем
— Оборудование и комплектующие для установки
— Сертификаты соответствия
— Монтажная карта
— Инструкцию и регламент обслуживания

Проектная работа опирается на техническое задание, которое заказчик формирует для подрядчика.

Технология пожаротушения передвижной бурмашины

Буровая станция требует профессионального аналитического подхода к подбору необходимой оснастки и технологии ликвидации очагов возгорания.

Учитывая исходные данные и конструктивные особенности данного типа крупногабаритной механизации, мы заложили в проект реализацию комбинированной защиты.

Это означает просчет объема и установка двух линий подачи: порошковая и эмульсионная. По своим характеристикам порошковый материал оперативно ликвидирует очаги горения, а эмульсия, вдобавок, способна быстро охлаждать перегретые элементы машины. Составы эффективно подавляют процесс воспламенения топливных жидкостей и масел различного класса.

Для осуществления монтажа, мы произвели поставку следующей номенклатуры AFEX:

— Емкости с порошковым и эмульсионным реагентом, для внедрения комбинированной технологии огнеподавления
— Многофункциональный электронный блок управления
— Оригинальные трубы из нержавеющей стали
— Тепловые датчики, отличающиеся надежностью и высокой точностью
— Узлы распределения
— Отводы с форсунками откидного типа, защищенные от загрязнений
— Ручные активаторы
— Проводка и гибкие переходники

Способы активации системы

После проведения монтажных мероприятий оператору буровой станции предоставили инструкцию по работе с оборудованием.

Основные положения следующие:

— Состояние системы контролируется через дисплей на боке управления.
— В случае обнаружения возгорания, устройство подает звуковой и световой сигнал, для необходимости покинуть кабину. Далее автоматика самостоятельно запускает процесс тушения.
— Для ускоренной активации подачи порошка с эмульсией, оператор может нажать на ручные кнопки пуска. Они выведены в кабину и снаружи. На внешней части машины одна кнопка расположена у лестницы в нижней части, а другая на мачте.
— На случай необходимости принудительного удаленного пуска, блок управления синхронизирован с пультом дистанционной активации

Полученные результаты:

Карьерная буровая установка успешно прошла модернизацию, и в качестве дополнительного оснащения укомплектована системой пожаротушения AFEX.

Мероприятия позволили:

— защитить дорогостоящую передвижную станцию от тепловых повреждений
— привести состояние техники в соответствие к строгим требованиям охраны труда
— выйти на новый уровень производительности

Для получения подробной информации по проекту обращайтесь в нашу компанию. Мы профессионально подходим к решению сложнейших промышленных задач.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector