Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 [ 291 ] 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332

Рис. 23.23. Схема (я) двухвального газотурбинного двигателя и его характеристика (б)

дизелем газотурбинный двигатель обладает более мягкой характеристикой. Его способность резко снижать частоту вращения при загрузке свободной турбины с последующим быстрым выходом на номинальный режим работы является преимуществом, благодаря которому упрощаются пусковые устройства в приводе буровой лебедки, насосов и ротора.

Ниже приведена характеристика стационарного газотурбинного двигателя АИ-23СГ:

Типа двигателя................................................................ Газотурбинный со свободной силовой

турбиной

Частота вращения ротора, мин-1:

турбокомпрессора...................................................... (9000+14 600)±150

свободной турбины.................................................... (8000+11 000)±120

Тип редуктора................................................................. Планетарный двухступенчатый

Передаточное отношение............................................. 0,08732

Топливо для двигателя................................................... Природный (ГОСТ 5542 - 78) или попутный нефтяной газ

Применяемое масло....................................................... Смесь масел (по объему): 75 %

трансформаторного или МК-3 и 25 % МК-22 или МС-20

Компрессор...................................................................... Осевой 10-ступенчатый

Турбина (компрессора, свободная силовая)............. Осевая двухступенчатая

Связь между турбинами............................................... Гидродинамическая

Габаритные размеры, мм:

длина............................................................................. 3650±5

ширина (без выхлопных труб)................................. 760±5

высота........................................................................... 975±5

Масса, кг:

двигателя со всеми установленными на нем

агрегатами и рамой.................................................... 1290

рамы двигателя........................................................... 215

Удельная масса газотурбинного двигателя составляет примерно 1,22 кг/кВт и почти в 7 раз меньше, чем дизеля, поэтому значительно уменьшаются масса и габариты привода и всей буровой установки. Возможность непосредственного соединения выводного вала газотурбинного двигателя с валом трансмиссии упрощает конструкцию и повышает КПД привода. Отсутствие водяного охлаждения облегчает пуск и эксплуатацию двигателя в зимних условиях. Моторесурс газотурбинных двигателей при эксплуатации

в бурении достигает 9500 ч, а расход масел почти в 10 раз меньше, чем у дизелей.

Благоприятные пусковые свойства и другие положительные качества этих двигателей свидетельствуют об их конкурентоспособности с более распространенными дизелями. Основные недостатки газотурбинных двигателей - повышенный расход топлива и высокий уровень создаваемого шума. Удельный расход топлива примерно в 2 раза больше, чем у дизелей, поэтому буровые установки с газотурбинными двигателями экономически эффективны при наличии доступных местных ресурсов топлива.

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО И ПОСТОЯННОГО ТОКА СПЕЦИАЛЬНЫХ МОДИФИКАЦИЙ

Эти двигатели используют в приводе буровых установок. Вал1 двигателей, устанавливаемые на щитовых подшипниках, имеют один свободный конец для соединительной муфты.

В числе преимуществ электродвигателей при использовании их в приводе буровых установок следует отметить экономичность и надежность, способность реверсирования и преодоления кратковременных перегрузок, бесшумность работы.

Асинхронные двигатели с фазным ротором применяют в приводе лебедки, насосов и ротора, Этими двигателями управляют с помощью специальных станций, которые осуществляют плавный пуск двигателя с малхм пусковым током. Техническая характеристика асинхронных двигателей лебедки, насосов и ротора отечественных буровых установок приведена в табл. 23.5. Номинальная мощность, указанная в таблице, соответствует режиму длительной работы, при котором двигатель не перегревается сверх установленной температуры. Момент Мн, соответствующий номинальному режиму, называют номинальным моментом. Отношение максимального момента Мм к номинальному Мн характеризует перегрузочную способность двигателя. Кратность пускового момента определяется отношением момента, развиваемого двигателем в неподвижном состоянии, к номинальному моменту.

Электродвигатели серии АКБ, используемые в приводе буровых лебедок, рассчитаны для работы в повторно-кратковременном режиме с числом включений не более 100-120 и числом реверсов 10-20 в 1 ч. Электродвигатели серии АКБ - закрытого исполнения с принудительной вентиляцией

Таблица 23.5

Техническая характеристика асинхронных двигателей буровых установок

Номинальное напряжение,

6000

Частота враще-н1ия, мин-1

980 985

или самовентиляцией - предназначены для тяжелхх условий работы с частыми пусками и регулированием частоты вращения путем искусственного воздействия на их электромеханические параметры. Электродвигатели этой серии используют в приводе буровых насосов, они регулируются по способу, получившему название вентильно-машинного каскада. Привод состоит из асинхронного двигателя насоса, трехфазного выпрямительного моста для преобразования энергии скольжения двигателя в энергию постоянного тока и источника ЭДС в качестве которого используют генератор постоянного тока мощностью 250 кВт с приводным синхронным двигателем.

При холостом ходе cos ф двигателя составляет примерно 0,2 и достигает максимального значения 0,7-0,9 при нагрузках, близких к номинальным N2н. Естественным способом улучшения cos ф является полная загрузка асинхронных двигателей. КПД определяется отношением полезной мощности N2 к подводимой N1. У большинства двигателей КПД достигает максимума (65-95 %) при нагрузке, равной 75 % номинальной. Благодаря этому обеспечивается экономичность двигателей при преобладающих на практике режимах нагружения.

Отклонения напряжения и частоты тока от номинальных значений изменяют механические характеристики асинхронного двигателя. Момент вращения пропорционален квадрату напряжения, поэтому для нормальной работы двигателя необходимо стабильное напряжение в сети.

Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором проще и дешевле двигателей с фазным ротором, не требуют сложной пусковой аппаратуры. Привод вспомогательных машин и механизмов буровых установок преимущественно осуществляется асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором. Исключение составляют вспомогательная лебедка, в приводе которой используют асинхронный двигатель с фазным ротором, и автоматический регулятор подачи долота, силовой узел которого приводится от двигателя постоянного тока.

В приводе буровой лебедки синхронные электродвигатели вследствие абсолютной жесткости используют с электромагнитными муфтами скольжения, обеспечивающими плавный пуск и относительно небольшое регулирование привода. В приводе буровых насосов синхронные электродвигатели устанавливают с фрикционными муфтами. Буровые установки, снабженные синхронными двигателями в приводе лебедки, имеют асинхронные двигатели в приводе насосов. И наоборот, если в приводе лебедки используют асинхронные двигатели, то в приводе насосов - синхронные. Лишь в отдельных случаях лебедка и насосы буровой установки имеют привод от синхронных двигателей.

Техническая характеристика синхронных электродвигателей отечественных буровых установок приведена в табл. 23.6. Вращающий момент, развиваемый двигателем, и сила тока статора с повышением нагрузки возрастают практически линейно. Так как частота вращения постоянна, мощность также увеличивается линейно. Характерная особенность синхронного двигателя - его способность работать с любым значением cos ф. Это достигается регулированием сил1 тока возбуждения. При неизменном токе возбуждения повышение нагрузки на валу двигателя вызывает некоторое уменьшение cos ф.

Кривая КПД синхронного двигателя, как и других электрических машин, изменяется в зависимости от нагрузки. Максимум КПД соответствует нагрузкам, близким к номинальным, и для синхронных двигателей буровых