Электрификация предприятий нефтяной и газовой промышленности

электрооборудования, только отдельные части его могут быть заключены во взрывонепроницаемую оболочку.

Искробезопасное исполнение, ввиду малых значений про­ пускаемой оборудованием мощности, которым соответствует энергия разрядов, недостаточная для воспламенения взрывча­ тых смесей, применяется для устройств слабого тока: устройств связи, контрольно-измерительной аппаратуры, регулирующей аппаратуры. Буква в круглой рамке в обозначении оборудова­ ния этого исполнения — И.

Электрооборудование с кварцевым заполнением выполня­ ется так, что оболочка с токоведущими частями засыпается кварцевым песком. Электрооборудование этого исполнения имеет букву обозначения К в круглой рамке.

В электрооборудовании специального исполнения защита против взрыва обеспечивается применением специальных средств, отличных от средств, которые используются в рассмот­ ренных шести исполнениях. В частности, к специальному ис­ полнению можно отнести оборудование в оболочках с избы­ точным давлением инертного газа, оборудование с заливкой эпоксидными смолами и т. п. Электрооборудование этого ис­

странено силовое электрооборудование в исполнениях с взры­ вонепроницаемой оболочкой, повышенной надежности против взрыва, продуваемое под избыточным давлением, с заполне­ нием оболочки маслом.

Взрывозащита путем автоматического отключения от сети при любом конструктивном исполнении электрооборудования снимает напряжение с токоведущих частей при нарушении за­ щитной оболочки за время, исключающее воспламенение смеси. Эта взрывозащита обозначается буквой А.

и преобразовательных подстанций (ПП) с электрооборудова­ нием общего назначения (без средств взрывозащиты) непосред­ ственно во взрывоопасных зонах всех классов запрещается. Они должны располагаться в отдельных помещениях, удовлет­ воряющих требованиям ПУЭ, или снаружи вне взрывоопасных зон. Отдельные колонки и шкафы управления электродвигате­ лями с аппаратами и приборами в исполнении, предусмотрен­

141

ном табл. VII-3-11 ПУЭ—76, допускается устанавливать во взрывоопасных зонах любого класса, при этом число таких колонок и шкафов рекомендуется по возможности ограничи­ вать.

РУ, ТП и ПП с электрооборудованием общего назначения могут размещаться в отдельных помещениях (встроенных или пристроенных), смежных с помещениями с взрывоопасными зонами. Встроенные РУ, ТП (в том числе КТП) и ПП допу­ скается размещать в помещениях, смежных с помещениями с взрывоопасными зонами классов В-Ia и В-16 с легкими го­ рючими газами и легковоспламеняющимися жидкостями. При­ строенные РУ, ТП (в том числе КТП) и ПП допускается раз­ мещать в помещениях, смежных с помещениями с взрывоопас­ ными зонами классов В-1, В-Ia и В-16 с легкими горючими га­ зами и легковоспламеняющимися-жидкостями. РУ, ТП (в том числе КТП) и ПП, питающие установки с тяжелыми сжижен­ ными газами, как правило, должны сооружаться отдельно стоящими на расстояниях от помещений с взрывоопасными зонами и от наружных взрывоопасных установок в соответст­ вии с ПУЭ.

Встроенные и пристроенные РУ, ТП и ПП должны иметь собственную, независимую от помещений с взрывоопасными зо­ нами приточно-вытяжную вентиляционную систему, исключаю­ щую проникновение в них через вентиляционные отверстия взрывоопасных смесей. В РУ, ТП и ПП, пристроенных к поме­ щениям с взрывоопасной зоной класса В-I, а также к помеще­ ниям с взрывоопасными зонами классов В-Ia и В-16 с тяже­ лыми или сжиженными горячими газами, должна быть пред­ усмотрена приточная вентиляция с пятикратным обменом воздуха в 1 ч, которая обеспечивает небольшое избыточное давление, исключающее проникновение в них взрывоопасных смесей.

Стены, отделяющие РУ, ТП и ПП от помещений с взрыво­ опасными зонами любого класса, должны быть выполнены из несгораемого материала и иметь предел огнестойкости не ме­ нее 0,75 ч, быть пылегазонепроницаемыми, не иметь дверей и окон.

Встроенные и пристроенные РУ, ТП и ПП должны удовлет­ ворять также и некоторым другим специальным требованиям,

воопасных установках всех классов независимо от числа фаз этих цепей при глухозаземленной нейтрали питающего источ­ ника должны выполняться со специальной дополнительной жи­ лой провода или кабеля, предназначенной для заземления. Это увеличивает надежность работы электрической защиты и сни­ жает напряжение прикосновения.

142

Броня и металлическая оболочка кабелей любого напряже­

устройств электрооборудования. При этом в случае применения бронированных кабелей с поливинилхлоридным шланговым по­ кровом поверх брони или металлической оболочки заземление брони или оболочки выполняется внутри вводного устройства после развитого уплотнительного кольца. При использовании кабелей без наружного покрова с пластмассовой оболочкой (например, марки ВВБГ, АВРБГ и т. п.) броня не вводится внутрь вводного устройства и ее заземление осуществляется присоединением к наружному болту заземления на вводном устройстве электродвигателя.

Проводники линий к электродвигателям с короткозамкну­ тым ротором напряжением до 1000 В должны быть во всех случаях (кроме находящихся во взрывоопасных зонах клас­ сов В-16 и В-1г) защищены от перегрузок, а площади сечения их должны быть такими, чтобы длительно допустимая токовая нагрузка превышала номинальный ток электродвигателя не менее чем на 25 %.

Все электродвигатели и линии на 6—10 кВ, расположенные в помещениях и наружных установках, опасных в отношении взрыва, должны иметь, кроме соответствующих защит, защиту от однофазных замыканий на землю, действующую на отклю­ чение. Наличие такой защиты сокращает время воздействия на взрывоопасную среду дуги или искры, возникающих при возможных однофазных замыканиях на землю.

бронированных или небронированных кабелей по лоткам, ка­ бельным конструкциям, стенам, колоннам, на тросе, на эста­ кадах.

При необходимости возможно выполнение силовых сетей изолированными проводами и небронированными кабелями, проложенными в стальных водогазопроводных трубах.

Для предотвращения перехода по трубопроводу взрыво­ опасной смеси из одного помещения в другое устанавливаются разделительные уплотнения. Разделительные уплотнения дол­ жны выполняться в коробках КПЛ, выпускаемых Грозненским электромеханическим заводом, с внутренним (локальным) объ­ емом, предусматривающим возможность испытания надежно­ сти выполнения разделительного уплотнения. Разделительные уплотнения трубопроводов следует устанавливать во взрыво­ опасных зонах классов В-I и В-Ia. В остальных классах уста­ новок разделительные уплотнения в коробках для локальных испытаний типа КПЛ должны испытываться избыточным дав­ лением 250 кПа, при этом в течение 3 мин допускается паде­ ние давления в разделительном уплотнении не более чем до 200 кПа. При локальных испытаниях разделительных уплот-

143

нений в коробках КПЛ все трубопроводы давлением не испы­ тываются.

Род прокладки проводов и кабелей определяется классом помещения и наличием или отсутствием механических и хими­ ческих воздействий на проводку.

Во взрывоопасных зонах классов В-I и В-Ia должны про­ кладываться провода и кабели с медными жилами, а во взры-

Рис. 58. Коробки чугунные взрывозащищенные:

/ — коробка проходная прямая (КПП); 2 — коробка про­ ходная через дно (КГ(Д); 3 — коробка тройниковая от­ ветвительная (КТО); 4 — коробка тройниковая с ответ­ влением в дно (КТД); 5 — коробка крестовая ответви­ тельная (KKO); 6 — коробка проходная разделительная (КПР)'; 7 — коробка проходная разделительная для ло­

кальных испытаний (КПЛ)

Рис. 59. Коробка У614 с наборными зажимами

воопасных зонах остальных классов могут применяться про­ водники как с медными, так и с алюминиевыми жилами.

Наименьшие допускаемые площади сечения проводов и ка­ белей с медными и алюминиевыми жилами во взрывоопасных зонах всех классов должны быть: для силовых и осветительных сетей — медные жилы 1,5 мм2, алюминиевые жилы 2,5 мм2, для цепей управления, сигнализации, измерения, блокировки — медные жилы 1 мм2, алюминиевые жилы 2,5 мм2.

Соединительные и ответвительные кабельные муфты внутри

144

Глава 5

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ НАСОСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН

20. О Б Щ И Е С В Е Д Е Н И Я

Значительную часть добываемой в СССР нефти получают из скважин, оборудованных для механизированной добычи, которую осуществляют насосным и компрессорным способами.

Насосная эксплуатация возможна при помощи как штанго­ вых плунжерных насосов, так и бесштанговых погружных цент­ робежных электронасосов. Область экономически целесооб­ разного применения того или другого вида насосной установки определяется сочетанием суточной производительности сква­ жины Q и глубины подвески насоса Нп. Для глубиннонасосных штанговых установок эта область характеризуется значениями Q= 5—50 м3/сут при # п до 1600 м и достигает Q= 300 м3/сут при уменьшении Ни до 400 м. Бесштанговые погружные на­ сосы используются на скважинах с форсированным отбором

2800 до 400 м.

Основные элементы глубиннонасосной установки следующие (рис. 60, а): плунжерный глубинный насос 1, подвешиваемый на колонне насосных труб 5; колонна штанг 4, при помощи которой плунжеру насоса сообщается возвратно-поступатель­ ное движение с передачей плунжеру энергии от балансира 7 станка-качалки; станок-качалка 6 с электродвигателем 12 и редуктором 10, преобразующий вращательное движение в воз­ вратно-поступательное движение балансира.

Собственно насос (рис. 60,6) содержит цилиндр 3, внутри которого перемещается плунжер 4. При ходе плунжера вверх открывается нижний (приемный) клапан 5 при закрытом верх­ нем клапане плунжера 2. Жидкость из скважины засасыва­ ется в цилиндр насоса. При ходе плунжера вниз клапан 5 закрывается, а нефть через открывающийся клапан 2 выдавли­ вается в пространство насосных труб, идущих от устья сква­ жины, к которым прикреплен насос с помощью верхней му­ фты 1.

Колонна штанг в нижней части соединена с плунжером насоса 2 (см. рис. 60, а), а на устье скважины она через по­ лированный шток 5 соединена с головкой балансира станкакачалки 6. Балансир 7 с помощью шатунов 8 связан с криво­ шипами 9, вал которых через редуктор 10 и клиноременную

146

ка-качалки (рис. 61), соответствующие 10 качаниям в минуту, за один цикл работы насоса — одно качание — каждый график

Станок-качалка уравновешивается с помощью противовесов, устанавливаемых на плече балансира, противоположном точке подвеса штанг, либо на кривошипах. В первом случае говорят о балансирном уравновешивании, во втором — о кривошипном. Часто применяют комбинированное уравновешивание (см. рис. 60, а), при котором противовесы размещаются и на балан­ сире, и на кривошипах [5].

При уравновешивании станка-качалки исходят из необходи­ мости обеспечения наименьшего среднеквадратичного значения вращающего момента за полный цикл работы, которому со-

Рис. 61. Графики мощности Р на валу электродвигателя станка-качалки:

? — уравновешенного: б — неурав­ новешенного

ответствуют ходы плунжера вверх и вниз. Опыт показывает, что при этом практически обеспечивается и равенство макси­ мумов вращающего момента за оба полуцикла, т. е. при ходе плунжера вверх и при ходе его вниз, а также равенство ра­ бот, совершаемых двигателем за оба полуцикла [5].

Таким образом, достаточно уравновесить станок-качалку так, чтобы соблюдалось условие равенства максимумов мо­ мента за оба полуцикла. Соблюдение этого условия может быть очень просто проверено, если вращающий момент элек­ тродвигателя пропорционален силе тока. Измеряя пиковые зна­ чения тока статора двигателя при ходе плунжера вверх /„ и вниз /п, по этим значениям можно судить о моментах. У при­ меняемых для привода станков-качалок короткозамкнутых асинхронных двигателей при достаточно большой загрузке ток статора и момент без больших погрешностей можно принимать пропорциональными друг другу. Поэтому при идеальном урав­

При этом считается, что станок-качалку следует доуравновесить, если в>0,1. Силу тока обычно измеряют измерительными

клещами [5].

Погружные бесштанговые центробежные насосы приводятся в действие электродвигателем, помещенные в скважине сов­ местно с насосом. Благодаря этому устраняется длинная дви­

149