§ 53. Автономные источники электропитания геофизических станций

Геофизические станции получают электропитание от сети переменного тока напряжением 220 или 380 В частотой 50 Гц.

Если на скважине нет сети переменного тока, ток для получения электроэнергии используется бензоэлектрический агрегат АБ-2-0/230. Агрегат позволяет получить однофазный ток частотой 50 Гц, напряже­нием 230 В, номинальной мощностью 2 кВт. Агрегат может работать без дополнительной заправки топливом не менее 7 ч, время непрерывной работы агрегата—24 ч. Расход топлива при номинальной нагрузке не превышает 1,4 кг/ч. Масса агрегата 150 кг.

Агрегат состоит из следующих основных узлов: двигателя, генерато­ра, блока аппаратуры, блока приборов, топливного бака, рамы, каркаса. Двигатель и генератор образуют единый блок, установленный на раме. Крутящий момент от двигателя к генератору передается с помощью соединительной муфты. На корпусе генератора размещен блок аппара­туры, в котором установлены приборы управления работой агрегата и элементы электрической схемы агрегата. На блоке аппаратуры устано­влены зажимы, закрывающиеся крышкой, с помощью которых сетевые провода станции подсоединяются к агрегату. На корпусе блока аппара­туры укреплен блок приборов с контрольно-измерительными прибора­ми. Над генератором расположен топливный бак, прикрепленный к кор­пусу генератора скобами. Для защиты двигателя от воздействия атмос­ферных осадков и механических повреждений агрегат закрыт кожухом.

В агрегате установлен четырехтактный карбюраторный с воздуш­ным охлаждением бензиновый двигатель УД-15Г с регулятором оборо­тов. Двигатель запускают с помощью пусковой педали или стартера.

В блоке аппаратуры размещена аппаратура управления, регулирова­ния и защиты электрической части агрегата, а также устройство для подзарядки аккумуляторной батареи. В блоке имеются зажимы для подключения монтажных проводов, ручка «регулировка напряжения», выключатель нагрузки. На стенке корпуса расположена розетка для подключения переносной лампы и держатель предохранителя. Здесь же укреплен блок устройства для подзарядки аккумулятора. В блоке прибо­ров размещены: вольтметр, амперметр, частотомер и индикатор, конт­ролирующие работу силовой цепи агрегата; амперметр контроля тока подзарядки аккумулятора, кнопка стартера, лампа и выключатель осве­щения. Панель блока приборов закрывается крышкой.

Уровень бензина в баке определяется с помощью мерной линейки, прикрепленной к крышке бака.

Запуск двигателя производится в следующем порядке: откинув кожух, открывают краник топливного бака и делают несколько качков 140 бензонасосом для заполнения поплавковой камеры карбюратора бензи­ном. После этого, приоткрыв воздушную и дроссельную заслонки, с по­мощью электростартера или пусковой педали, запускают двигатель. После запуска двигателя прикрывают дроссельную заслонку и закрепля­ют педаль в исходном положении. После того, как двигатель немного поработал вхолостую на пониженных оборотах и в системе смазки появилось давление, прогревают двигатель, для чего, повернув ограни­читель дроссельной заслонки в сторону отметки «О», увеличивают часто­ту оборотов до 1500—2000 об/мин. После того как двигатель поработа­ет 1 —2 мин, следует поставить ограничитель дроссельной заслонки до упора в сторону метки «0» и проработать вхолостую на регуляторе

1. —2 мин; при этом должен возбудиться генератор, на что укажет от­клонение стрелки вольтметра. Регулятором оборотов двигателя устанав­ливают частоту 50 Гц, а ручкой «Регулировка напряжения»—требуемое напряжение. Нагрузку подключают, переводя ручку выключателя на­грузки в положение «Включено». Ток нагрузки определяют по показа­нию амперметра. После включения нагрузки необходимо закрыть кожух агрегата.

Для остановки агрегата выключатель нагрузки переводят в положе­ние «Отключено», затем нужно прикрыть дроссельную заслонку карбю­ратора и закрыть топливный краник.

Контрольные вопросы

1. Устройство и работа светолучевого осциллографа.

2. Назначение и основные характеристики светолучевых осциллографов НО- 28А, НО 17, НО-65.

3. Устройство и работа регистратора «Триас».

4. Назначение Н090, НО-78, СКР, 1ёофит-1201.

5. Устройство и работа узла электростатической записи.

6. Состав блоков и оборудования каротажной лаборатории.

7. Устройство лаборатории ЛКС-7АУ1-03.

8. Устройство лабораторий JIKI01A, станций СК-1-74, ЛКП-7.

9. Назначение и устройство лаборатории СПЛ-1.

10. Назначение и устройство лаборатории ОПЛ-2.

11. Назначение и состав аппаратуры станций СГТ-1 и СГТ-2.

12. Какие параметры контролируются с помощью станций СГТ-1 и СГТ-2?

13. Устройство бензоэлектрического агрегата.

14. Как привести в действие бензоэлектрический агрегат?

Шва VIII

ПОДЪЕМНИКИ КАРОТАЖНЫХ СТАНЦИЙ

Подъемники каротажных станций предназначены для спуска и подъема скважинных приборов и аппаратов на геофизическом кабеле во время работ в скважинах. Существует несколько типов подъемников. По ис­полнению они подразделяются на самоходные и несамоходные (стаци­онарные); стационарные в свою очередь—на сухопутные, морские и пе­реносные (разборные).

Рабочим узлом подъемника, с помощью которого осуществляется пере­мещение геофизических приборов и аппаратов в скважинах, является каротажная лебедка (рис. 56). Основными частями лебедки являются сварная рама (станина), устанавливаемая в кузове подъемника, бара­бан 27, на который намотан кабель 26, автоматический кабелеукладчик 25 с дифференциальным корректором 21, двухскоростной редуктор 12, коллектор 28, цепная передача 13, тормоз барабана.

Барабан лебедки состоит из цилиндра, на который виток к витку послойно наматывается кабель, и двух хцек, усиленных ребрами жест­кости. Ось барабана вращается в двух роликовых сферических подшип­никах, установленных в чугунных корпусах, закрепленных на раме лебед­ки. Чтобы кабель не намагничивался в процессе спуско-подъемных операций, барабан лебедки изготавливают из немагнитной стали. На одной из щек барабана смонтировано колесо 17 цепной передачи 13, с помощью которой барабан соединен с приводом лебедки.

Лебедка снабжена ленточными тормозами, охватывающими щеки барабана по ободу. Тормоза включатся при помощи тормозного рычага со стопорной гребенкой, связанного с тормозными лентами через тягу. Одновременная работа тормозных лент обеспечивается регулированием тормозного балансира.

Автоматический кабелеукладчик 25, предназначенный для автома­тической укладки кабеля на барабан, устанавливается на раме лебедки. Он состоит из редуктора 19, двух ходовых винтов 23, на гайках 24 которых смонтирована каретка укладки кабеля с роликами. Каретка приводится в движение от вала барабана через цепную передачу 18, редуктор и дифференциал 20. В процессе работы равномерная укладка кабеля может нарушаться; при помощи специального штурвала 14, конической передачей 22 связанного с дифференциалом, можно вручную корректировать укладку кабеля без включения привода автоматической укладки. Для подсоединения измерительной цепи к жилам кабеля на лебедке устанавливается коллектор 28, состоящий из подвижной части— ротора, соединенного с барабаном лебедки и вращающегося вместе с ним, и неподвижной части—статора, прикрепленного к раме лебедки. На роторе расположены изолированные друг от друга от статора и ротора кольца. При вращении барабана по кольцам скользят за­крепленные в корпусе неподвижные щетки, соединенные с выводами измерительной схемы. Обычно применяют маслонаполненный колле­ктор КМ-7 с восемью кольцами, позволяющий использовать любые типы кабелей, которые используют при геофизических работах в сква­жинах. От технического состояния коллектора зависит качество пе­редачи информации от скважинного прибора к лаборатории и, сле­довательно, качество материалов исследований. Контактные щетки и кольца должны хорошо прилегать друг к другу; сопротивление изо­ляции колец друг от друга и корпуса не должно быть ниже 50 МОм.

Рабочим узлом подъемника, с помощью которого осуществляется пере­мещение геофизических приборов и аппаратов в скважинах, является каротажная лебедка (рис. 56). Основными частями лебедки являются сварная рама (станина), устанавливаемая в кузове подъемника, бара­бан 27, на который намотан кабель 26, автоматический кабелеукладчик 25 с дифференциальным корректором 21, двухскоростной редуктор 12, коллектор 28, цепная передача 13, тормоз барабана.

Барабан лебедки состоит из цилиндра, на который виток к витку послойно наматывается кабель, и двух дцек, усиленных ребрами жест­кости. Ось барабана вращается в двух роликовых сферических подшип­никах, установленных в чугунных корпусах, закрепленных на раме лебед­ки. Чтобы кабель не намагничивался в процессе спуско-подъемных операций, барабан лебедки изготавливают из немагнитной стали. На одной из щек барабана смонтировано колесо 17 цепной передачи 13, с помощью которой барабан соединен с приводом лебедки.

Лебедка снабжена ленточными тормозами, охватывающими щеки барабана по ободу. Тормоза включатся при помощи тормозного рычага со стопорной гребенкой, связанного с тормозными лентами через тягу. Одновременная работа тормозных лент обеспечивается регулированием тормозного балансира.

Автоматический кабелеукладчик 25, предназначенный для автома­тической укладки кабеля на барабан, устанавливается на раме лебедки. Он состоит из редуктора 19, двух ходовых винтов 23, на гайках 24 которых смонтирована каретка укладки кабеля с роликами. Каретка приводится в движение от вала барабана через цепную передачу 18, редуктор и дифференциал 20. В процессе работы равномерная укладка кабеля может нарушаться; при помощи специального штурвала 14, конической передачей 22 связанного с дифференциалом, можно вручную корректировать укладку кабеля без включения привода автоматической укладки. Для подсоединения измерительной цепи к жилам кабеля на лебедке устанавливается коллектор 28, состоящий из подвижной части— ротора, соединенного с барабаном лебедки и вращающегося вместе с ним, и неподвижной части—статора, прикрепленного к раме лебедки. На роторе расположены изолированные друг от друга от статора и ротора кольца. При вращении барабана по кольцам скользят за­крепленные в корпусе неподвижные щетки, соединенные с выводами измерительной схемы. Обычно применяют маслонаполненный колле­ктор КМ-7 с восемью кольцами, позволяющий использовать любые типы кабелей, которые используют при геофизических работах в сква­жинах. От технического состояния коллектора зависит качество пе­редачи информации от скважинного прибора к лаборатории и, сле­довательно, качество материалов исследований. Контактные щетки и кольца должны хорошо прилегать друг к другу; сопротивление изо­ляции колец друг от друга и корпуса не должно быть ниже 50 МОм.

В зависимости от типа используемого привода подъемники каротажных станций могут быть механическими, электро- или гидроприводными, а также иметь смешанный электромеханический привод.

При использовании механического привода (см. рис. 56) тяговое усилие на барабан лебедки передается от двигателя 1 через механизм сцепления и коробку передач 3 (переключение передач осуществляется с помощью рычага 2), которая карданным валом 4 связана с раздаточ­ной коробкой 7. С помощью раздаточной коробки мощность двигателя через карданный вал 9 передается на задний и через карданный вал 5 на передний мосты, а через коробку отбора мощности КОМ 8, подключа­емую с помощью рычага 6, и карданную передачу 10—на двухскорост­ной редуктор 12 (переключение скорости осуществляется с помощью ручки 11) и через двухрядную цепную передачу 13—на барабан лебедки. Привод барабана осуществляется через кулачковую муфту 16, включа­емую пневмоприводом 15.

Коробка передач автомобиля имеет пять скоростей переднего и одну скорость заднего хода; совместное использование коробки передач и двухскоростного редуктора позволяет иметь на барабане лебедки десять скоростей для подъема и две для спуска кабеля. Дополнительную регулировку скоростей производят, изменяя частоту вращения дви­гателя.

Э лектропривод каротажного подъемника ЭПК-3,5У предназначен для вращения входного вала редуктора лебедки подъемника. Электро­привод (рис. 57) состоит из пульта управления 1, блока измерения глубины и скорости 2, силового выключателя 3, блока управления 4, электродвигателя 5, вращающего барабан лебедки 6, и путевых выклю­чателей 7, 8, 9. Привод обеспечивает три режима работы каротажного подъемника—ручной, автоматический и программно-управляемый. В ручном режиме частота вращения барабана регулируется вручную., В автоматическом режиме скорость движения кабеля автоматически поддерживается постоянной. В программно-управляемом режиме элект­ропривод управляет скоростью движения кабеля в соответствии с задан­ной программой работы. Программно-управляемый режим обеспечива­ет снижение скорости движения скважинных приборов в опасных зонах

Рис. 57. Структурная схема электро­привода ЭПК-3,5У

и автоматическую остановку скважинного прибора на забое и устье, при этом подаются звуковой и световой сигналы.

Электроприводом регулируется частота вращения электродвигателя, что позволяет проводить ГИС с установленной скоростью в диапазоне 40—3600 м/ч. Скорость движения каротажного кабеля указывает циф­ровой индикатор. Электропривод автоматически ограничивает нагрузку на валу электродвигателя на уровне не превышающем 250 Н м.

Питание электропривода производится трехфазным током напряже­нием 380 В. К сети питания привод подключается с помощью силового выключателя, здесь же осуществляется контроль наличия всех фазных напряжений и поочередное измерение их величин.

Пульт управления по команде оператора включает и останавливает электродвигатель, устанавливает требуемое значение частоты вращения электродвигателя (скорости движения кабеля), производит выбор режи­ма работы (ручной или автоматический); установленные в пульте прибо­ры производят индикацию глубины, скорости и натяжения кабеля.

Блок управления регулирует частоту вращения электродвигателя в ручном и автоматическом режиме, управляя ею по заданной програм­ме, позволяет задать программу для автоматической работы подъем­ника в программно-управляемом режиме, по величине тока якоря элек­тродвигателя вычисляет натяжение кабеля. Здесь же производится счет и индикация числа слоев кабеля, намотанного на барабан лебедки подъемника.

Блок измерения глубины и скорости измеряет и осуществляет циф­ровую индикацию движения каротажного кабеля по сигналам, поступа­ющим от датчиков глубин 10 и меток глубин 11. Выключатели путевые 7 в 8 фиксируют крайние положения каретки кабелеукладчика. С их помощью обеспечивается определение количества слоев намотанного на барабан лебедки кабеля. Выключатель путевой 9 контролирует пере­даточное число редуктора и при его изменении осуществляет перестройку узлов устройства управления, измеряющих глубину и натяжение кабеля.

* Гидравлическая система управления спуско-подъемньш агрегатом показана на рис. 58. После запуска двигателя автомобиля включается насос 4 и находящийся с ним на одном валу насос 3. Насос 3 через вентиль 21 забирает рабочую жидкость из гидробака 22 и через фильтры 2 и 5 подает ее к обратным клапанам 6 а 7. Одновременно насос 3 подает рабочую жидкость в систему управления насоса 4.

Рабочая жидкость через клапаны 6 и 7 поступает в гидромагистрали 23 и 24. Давление в этих магистралях поддерживается предохранитель­ным гидроклапаном 1 и контролируется по манометрам 9 и 10. Избыток рабочей жидкости через гидромотор 19 вентилятора теплообменника, теплообменник 20 поступает в гидробак 22. Защита гидромотора 19 от избыточного давления осуществляется клапаном 18. Давление управле­ния насосом 4 контролируется по манометру 8.

При включении гидронасоса 4 рабочая жидкость подается к гид­ромотору 16 лебедки. В зависимости от положения шайбы насоса

9. 2981 145

Рис. 58. Схема гидрофицированного привода

3. гидромотор 16 вращается в ту или иную сторону. Защита гидромотора от перегрузок осуществляется клапанами 11 и 12. Одновременно с на­чалом работы гидромотора 16 рабочая жидкость через гидрораспре­делитель 14 поступает в гидроцилиндр 15, который растормаживает лебедку. Пуск лебедки осуществляется путем включения гидрораспре­делителей 13 и 17.

Для экстренной остановки лебедки гидрораспределители выключа­ют, устанавливая их золотники в нормальное положение. При этом гидролинии 23 и 24 сообщаются через гидрораспределитель 13 и рабочая жидкость не поступает к гидромотору 16. Имеющаяся в гидроцилиндре 15 рабочая жидкость через гидрораспределитель 17 поступает в гидро­бак 22. В положении, показанном на рис. 58, лебедка заторможена.