Электрооборудование нефтяной и газовой промышленности - Блантер С.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Перед началом бурения, когда долото находится над забоем, с помощью рукоятки на пульте управления ротор сельсина СП ставят в согласованное с ротором сельсина СД положение, в результате чего вал двигателя ДП будет неподвижным, Эта операция называется «взвешиванием» инструмента. Далее с помощью рукоятки устанавливают по шкале, находящейся на пульте управления, требуемое значение нагрузки па долото (веса па крюке), т. е. ротор сельсина СП поворачивают па определенный угол. На зажимах обмотки возбуждения сель-сипа СП возникает такое напряжение, что вал двигателя ДП начинает вращаться в сторону подачи инструмента с частотой, зависящей от угла рассогласования роторов сельсинов СД и СП. Как только долото коснется забоя, осевая нагрузка на долото начнет увеличиваться, а вес на крюке — уменьшаться. При этом ротор сельсина-датчика будет поворачиваться в сторону уменьшения угла рассогласования роторов СД и СП. В результате управляющий сигнал (напряжение на зажимах обмотки возбуждения сельсина СП) и частота вращения двигателя ДП будут уменьшаться до тех пор, пока нагрузка па долото не достигнет значения, близкого к заданному, и пока установится режим, при котором скорость подачи долота будет равна скорости бурения.
В дальнейшем заданная нагрузка на долото поддерживается автоматически (с определенной точностью), независимо от твердости породы, износа долота и пр. Например, при попадании долота из твердой в более мягкую породу в первый момент нагрузка на долото несколько уменьшится, ротор сельсина СД повернется в направлении увеличения угла рассогласования роторов сельсинов СД и СП, управляющий сигнал увс-
258
личится и скорость подачи долота возрастет до такого значения, при котором установится режим бурения с большей скоростью при нагрузке на долото, близкой к заданной. При резком увеличении твердости породы может даже произойти кратковременный приподъем инструмента, предотвращающий чрезмерное увеличение нагрузки на долото. При бурении в породах с резко изменяющейся буримостью регулятор РПДЭ-3 обеспечивает автоматическое поддержание заданной нагрузки на долото с точностью ±20 кН.
Во вспомогательном режиме поддержания заданного значения скорости подачи или подъема инструмента переключателем УП питание подается на обмотку возбуждения сельсина СЗ уставки скорости, а питание TlTlV-I и датчика веса отключается. Напряжение с обмоток синхронизации сельсина СЗ поступает непосредственно на обмотки управления магнитных усилителей МУ1 и МУ2, минуя ППУ-1. В среднем (нулевом) положении рукоятки управления задающий сигнал на входе СМУ равен нулю и вал двигателя ДП неподвижен. При повороте рукоятки в направлении «подъем» или «подача» на выходе СМУ (в обмотках возбуждения ОВГП генератора ГП) появляется ток той или иной полярности, на зажимах якоря ГП возникает напряжение, а двигатель ДП начинает вращаться с частотой и направлением, зависящими от положения рукоятки управления.
Вспомогательный режим используется при аварийном подъеме в случае отказа главного привода лебедки, при проработке скважины, подъеме или опускании вышки с помощью силового узла РПДЭ-3, а также при бурении в случае выхода из строя датчика веса или ППУ-1. Поскольку в этом режиме указанные элементы в работе не участвуют, их можно отключить от схемы для проведения ремонта.
Для стабилизации и увеличения быстродействия в схеме применены отрицательные обратные связи по напряжению якоря генератора ГП и частоте вращения двигателя ДП. Машины ДП и ГП защищены от перегрузок в установившемся и переходном режимах, от коротких замыканий в цепи их якорей и от разрыва цепи обмотки возбуждения ОВДП двигателя ДП. В зависимости от типа буровой установки в РПДЭ-3 применяются асинхронные двигатели мощностью 28—55 кВт, генераторы постепенного тока 27—50 кВт и двигатели постоянного тока 25—42 кВт.
Для автоматизации подачи долота при бурении электробуром применяют регуляторы ABTl и АВТ2. В основу работы этих регуляторов, так же как и регулятора РПДЭ-3, положена система генератор — двигатель с регулированием частоты вращения двигателя постоянного тока в широких пределах.
В схеме регулятора ABTl регулирование подачи долота осуществляется в функции нагрузки на долото и тока статора дви-
гателя электробура, причем бурильщик может устанавливать два заданных значения уставки — осевой нагрузки на долото и тока электробура. Однако при этом всегда будет поддерживаться близким к заданному только один из параметров: в малоэнергоемких породах — нагрузка на долото, а в более энергоемких— ток двигателя электробура. Второй параметр будет
2
U1
и,
AU1
ли
U-, Ur ' '/? Up 7
U3 I
На предварительный усилитель регулятора
РЛДЭ-З
Рис. 7.10. Схема автоматического регулятора подачи долотл АВТ2
в этом случае всегда меньше заданного. Регулятор ABTl также может работать в режиме поддержания постоянной скорости подачи или подъема инструмента.
Параметры отдельных частей схемы подобраны так, что в установившемся режиме отклонение силы тока электробура не превышает ±5% номинальной, а отклонение усилия, действующего на забой, — не более 20 кН. Основные узлы регу-
