Файл: Оглавление Оглавление Пример расчета и выбора электродвигателя для центробежного насоса 17 Введение.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 35
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Оглавление
Оглавление
Пример расчета и выбора электродвигателя для центробежного насоса 17
Введение
Современные буровые установки оснащены различными по назначению и мощности машинами и механизмами, действие которых обеспечивается соответствующим приводом, состоящим из двигателя, силовой передачи (трансмиссии) и аппаратуры управления. Тип привода, его компоновка и конструкция значительно влияют на технико-экономические показатели буровой установки, различают основной и вспомогательный приводы.
Основнымявляется привод буровой лебедки, насосов и ротора. Мощность его достигает 6 тыс. кВт и более.
Вспомогательный приводпредназначен для привода компрессоров, вибросит и глиномешалки, автомата подачи долота, масляных и подпорных насосов, агрегатов для механизации спуско-подъемных операций и других механизмов буровой установки. Суммарная мощность его не превышает 400 кВт. Следует отметить, что в связи с механизацией трудоемких работ в бурении состав вспомогательных механизмов за последние годы значительно расширился. Число двигателей, используемых в приводе вспомогательных механизмов, увеличилось вдвое и достигает 15—20 единиц.
Электрические приводыотносятся к неавтономным, и их выбор предопределяется наличием и стоимостью потребления электроэнергии в районе бурения. Электропривод впервые был использован в отечественных буровых установках. Начало внедрения этих установок относится к 20-м годам и совпадает с периодом восстановления и перевооружения нефтяной промышленности в Азербайджане и Грозном, которые располагали достаточными ресурсами электроэнергии. Дальнейшему распространению электропривода способствовало строительство крупных гидроэлектрических, тепловых и атомных станций, а также создание единой энергосистемы европейской части СССР.
В настоящее время около половины выпускаемых отечественными заводами буровых установок снабжаются электрическим приводом. На их долю приходится примерно 60% годового объема бурения скважины. Развитию электропривода способствовало также создание автономных дизель-электрических и газотурбинных электростанций, работающих на жидком топливе, природном и попутном газах, добываемых в районе бурения. На базе автономных электрических станций переменного и постоянного тока в СССР и за рубежом изготовляют дизель-электрические и турбоэлектрические буровые установки, эффективно используемые для бурения скважин на суше и особенно на море.
Теоретическая часть
Назначение, устройство и принцип работы.
Многообразие физико-механических свойств горных пород, условий их залегания обусловливают необходимость применения различных типов и типоразмеров буровых станков, отличающихся по способу разрушения горных пород. Из различных способов проходки на открытых разработках наиболее широкое распространение получил способ шарошечного бурения. Технические характеристики станков шарошечного бурения подробно приведены в технической литературе .
Все карьерные буровые станки являются самоходными и содержат следующие основные виды оборудования:
- ходовую тележку;
- рабочий орган, включающий мачту (вышку);
- механизм вращателя бурового става;
- механизм подачи бурового инструмента на забой скважины;
- механизм для наращивания и разработки става;
- механизм подъема бурового става;
-устройство для очистки скважины и пылеулавливания или пылеподавления;
-механизм для подъема мачты в рабочее положение и опускания в транспортное;
- механизм для горизонтирования станка;
- механизм хода;
- электрооборудование машинного помещения и кабины управления.
Тяжелые станки, как правило, монтируются на гусеничных ходовых тележках, а станки среднего и легкого типов - на гусеничных тележках или на тележках с пневматическим ходом. Мачты в большинстве случаев представляют собой открытые с одной стороны пространственные фермы прямоугольного сечения. Такое конструктивное решение облегчает надзор и обслуживание механизмов и питающих коммуникаций. Мачты крепятся к платформе станков шарнирно и могут занимать рабочее или транспортное положение. На большинстве станков, особенно последних выпусков, расположение мачты консольное, то есть мачту устанавливают в конце основной рамы, платформы станка.
Некоторые станки, особенно тяжелого и среднего типов, имеют центральное расположение мачты, что по сравнению с консольным при одном и том же весе станков дает возможность создать большее давление на забой скважины, то есть повышает коэффициент использования веса станка. Однако при центральном расположении мачты имеются следующие технологические недостатки:
- невозможность бурения скважин в непосредственной близости от бровки уступа;
- трудность бурения наклонных скважин;
- увеличение длины станка в транспортном положении.
Подъем мачты в рабочее положение и опускание в транспортное почти у всех станков производятся с помощью гидравлических цилиндров.
У большинства станков скорость вращения бурового инструмента изменяется от 0 до 150 об/мин. Передача вращения буровому инструменту производится как при верхнем расположении вращателя (на мачте), так и на раме станка, т.е. ротором с ведущей штангой или механизмом с продольным шпинделем и зажимным патроном. В последнем случае вес мачты значительно снижается. Подача инструмента на забой чаще всего осуществляется гидравлическим способом, что обеспечивает регулирование нагрузки и достаточную степень упругости. При этом подъемно-спускные операции при сборке и разборке бурового става проводятся установленными на станках специальными лебедками.
На всех станках продукты разрушения удаляют сжатым воздухом, нагнетаемым компрессорами в скважину через буровой став. Охлаждая шарошечное долото, воздух по затрубному пространству выносит буровую мелочь к устью скважины, где крупные фракции оседают, более мелкие частицы породы и пыль отсасываются вентилятором в пылеприемный бункер, а запыленный воздух выбрасывается в атмосферу. При бурении скважин в силикозоопасных породах для подавления пыли на станках устанавливают тканевые фильтры или в воздушную струю вспрыскивают воду, и скважина продувается воздушно-водяной смесью. Установка буровых станков в рабочее положение, то есть горизонтирование, осуществляется с помощью трех, реже четырех гидравлических домкратов, установленных на станках.
Буровые станки получают электроэнергию от низковольтной сети переменного тока напряжением 380В или от высоковольтной сети напряжением 6000В с помощью гибкого кабеля. Станки шарошечного бурения имеют многодвигательные электроприводы. Так, например, общая установленная мощность электрооборудования станка СБШ-250МН составляет около 400 кВт. Станок имеет главный электропривод вращателя мощностью 68 кВт и ряд вспомогательных электроприводов:
-электропривод маслостанции, питающий гидросистему горизонтиро-вания станка и подачи бурового става (10 и 13 кВт соответственно);
-электропривод компрессора для продувки буровой скважины (200 кВт);
-электропривод вентилятора отдува пыли (10 кВт);
-электроприводы хода, раздельные для каждой гусеницы (по 22 кВт).
Кроме того, имеется ряд вспомогательных электроприводов системы вентиляции, циркуляционной системы отопления с двигателями мощностью менее 1 кВт.
Питание буровых станков напряжением 380В производится от карьерной передвижной трансформаторной подстанции мощностью не ниже 400кВ А с помощью гибкого кабеля КРШК 3x150. Все электроприводы, за исключением электропривода вращателя, имеют низковольтные асинхронные короткозамкнутые двигатели. Опыт эксплуатации карьерных станков с нерегулируемым приводом показал, что более перспективным является применение регулируемых приводов постоянного или переменного тока. Это позволяет менять режимы бурения при изменении крепости буримых пород, их трещиноватости в периоды забуривания.
Для предотвращения воздействия атмосферных осадков оборудование на станках тяжелого и среднего типов расположено в машинном помещении. Управление процессом бурения и всеми вспомогательными операциями осуществляется из кабины машиниста (оператора).
Таблица 1. Технические характеристики буровых станков СБШ-250МН и СБШ-250-55
| Параметры | СБШ-25ОМН | СБШ-250-55 |
| Диамер долота, мм | 244,5; 269 | 244,5; 269 |
| Глубина бурения вертикальных скважин, м | Нс мснсс 32 | Нс мснсс 55 |
| Направление бурения к вертикали, град. | 0; 15;30 | 0; 15;30 |
| Максимальное усилие подачи, кН | 300 | 294 |
| Ход непрерывной подачи става, м | Не более 8 | Не более 11,3 |
| Механизм подачи | Четырехкратная канатнополиспастная система от двух гидроцилиндров | Две лебедки и трехкратная канатно-полиспастная система |
| Максимальная скорость подачи долота, м/мин | 1,0 | 1,5 |
| Максимальная частота вращения бурового става, 1/с | Не менее 2,5 | Не менее 2,5 |
| Крутящий момент на буровом инструменте, Н-м | 4200 | 5700 |
| Крутящий момент на буровом инструменте, Н-м | 4200 | 5700 |
| Производительность компрессора, м3 /мин | 25 | 25 |
| Давление сжатого воздуха, МПа | 0,7 | 0,7 |
| Ход станка | Гусеничный | Г усеничный |
| Скорость передвижения станка, км/ч | 0,74 | 0,84 |
| Угол преодолеваемого станком уклона, град. | 10 | 10 |
Окончание таблицы 2.
| Установленная мощность электродвигателей, кВт | 398 | 517 |
| Давление гусениц на грунт, МПа | 0,85 | 0,85 |
| Габариты станка, мм: | | |
| ширина в рабочем положении: | 5450 | 5240 |
| длина | 9200 | 11200 |
| высота | 15350 | 17730 |
| Масса станка, т | 66 | 88 |
Окончание таблицы 3.
| Параметры | СБШ-200 | 2СБШ-200 |
| Среднее удельное давление гусениц на грунт, МПа | 0,106 | 0,110 |
| Способ горизонтирования станка | Г идравлическими домкратами | Г идравлическими домкратами |
| Потребляемая энергия | Электрическая | Электрическая |
| Подводимое напряжение, В | 380 | 380 |
| Суммарная установленная мощность, кВт | 253 | 320 |
| Габаритные размеры станка, мм: ширина рабочая длина транспортная длина высота в рабочем положении высота в транспортном положении |
|
|
| Масса станка, т | 45 | 50 |
| Обслуживающий персонал, чел. | 2 | 2 |
Пример бурового станка
На рисунке приведен внешний вид и функциональная схема электрооборудования карьерного бурового станка СБШ-250. Буровой станок состоит из машинного отделения 4, смонтированного на гусеничном ходу 5, кабины 7 и мачты 1, закрепленной на машинном отделении посредством специальных опор 3. Для подъема мачты в рабочее положение и опускания в транспортное положение служат два цилиндра 2. Приведение станка в горизонтальное положение осуществляется с помощью трех гидравлических домкратов 6.