Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Блантер С.Г. Электрооборудование для нефтяной промышленности учебник

.pdf
Скачиваний:
24
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
19.94 Mб
Скачать

Взрывозащищеннос электрооборудование искробезопаевое и специального исполнения

Взрывозащищенность искробезопасного электрооборудования до­ стигается тем, что токи и напряжения в цепях, где оно устанавли­ вается, снижаются до таких значений, при которых мощность электри­ ческих разрядов (искрение, дуга, тлеющий разряд и др.) в нормаль­ ных и аварийных условиях недостаточна для воспламенения взрыво­ опасных смесей.

Конструктивно искробезопасное электрооборудование не отли­ чается от общепромышленного взрывозащищенного электрообору­ дования, только отдельные части его могут быть заключены во взрывонепроницаемую оболочку.

Искробезопасное исполнение ввиду малых значений пропуска­ емой оборудованием мощности, которым соответствует энергия разрядов, недостаточная для воспламенения взрывчатых смесей, применяется для устройств слабого тока: связи, контрольно-измери­ тельной аппаратуры, регулирующей аппаратуры.

Оборудование этого исполнения имеет первую букву обозначения И. В электрооборудовании специального исполнения защита против взрыва обеспечивается применением специальных средств, отличных от средств, которые используются в рассмотренных выше пяти исполнениях. В частности, к специальному исполнению можно отнести оборудование в оболочках с избыточным давлением инерт­ ного газа, оборудование с заливкой эпоксидными смолами, с засып­ кой кварцевым песком и т. п. Электрооборудование этого исполнения имеет первую букву обозначения С.

В нефтедобывающей промышленности наиболее распространено силовое электрооборудование в исполнениях: взрывонепроницаемом, , повышенной надежности против взрыва, маслонаполненном и про­

дуваемом под избыточным давлением.

§ 34. ОСОБЕННОСТИ УСТРОЙСТВ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ВЗРЫВООПАСНЫХ УСТАНОВОК

Размещение распределительных устройств на напряжения до 1000 В и выше во взрывоопасных помещениях всех классов не до­ пускается. Исключение составляют распределительные щитки и ящики кольцевого питания во взрывозащищенном исполнении.

Допускается размещать распределительные устройства в спе­ циальных помещениях, встраиваемых во взрывоопасные помещения классов B-Ia, B-Іб и В-Па и изолированных от последних глухими несгораемыми стенами и перекрытиями, с пределами огнестойкости не менее 1 ч, а также удовлетворяющих некоторым другим специаль­ ным требованиям относительно выходов, отверстий для вывода проводов и кабелей и др.

В помещения указанных классов допускается встраивать ком­ плектные трансформаторные подстанции при условии выполнения требований, изложенных в ПУЭ.

Допускается расположение подстанций в помещениях, при­ строенных к взрывоопасным помещениям всех классов, если эти помещения не имеют дверей, окон, проемов, через которые возможно сообщение со взрывоопасными помещениями. Стены, смежные с этими помещениями, должны быть несгораемыми с пределом огнестойкости не менее 1,5 ч. Должны быть приняты меры, чтобы ни при каких условиях в помещение подстанции не могли проникнуть взрыво­ опасные смеси. В частности, в этом помещении должно быть создано избыточное давление чистого воздуха.

При сооружении отдельно стоящих подстанций вблизи зданий с взрывоопасными помещениями или вблизи наружных взрыво­ опасных установок Должны быть выдержаны определенные расстоя­ ния между этими подстанциями и указанными зданиями и установ­ ками.

Все электрические силовые цепи переменного тока во взрыво­ опасных установках всех классов независимо от числа фаз этих це­ пей при глухозаземленной нейтрали питающего источника должны выполняться с отдельной жилой провода или кабеля, предназна­ ченной для заземления. Это увеличивает надежность работы элек­ трической защиты и снижает напряжение прикосновения (см. гл. И).

Сечения изолированных проводов и кабелей на ответвлениях к короткозамкнутым электродвигателям на напряжения до 1000 В, установленным во взрывоопасных установках (за исключением по­ мещений класса B-Іб и наружных установок класса B-Іг), должны быть такими, чтобы длительно допустимая для них сила тока пре­

вышала

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 также защиту от однофазных замыканий на землю, действующую на отключение. Наличие такой защиты сокращает время воздействия на взрыво­ опасную среду дуги или искры, возникающих при возможных однофазных замыканиях на землю.

Электрическая проводка в таких помещениях и наружных уста­ новках выполняется бронированными или небронированными кабе­ лями, проложенными в стальных трубах, либо открыто и изолиро­ ванными проводами в стальных трубах.

Плотность соединений стальных труб электропроводки после монтажа испытывается избыточным далением от 0,05 до 0,25 МН/м2 в зависимости от класса помещения; причем в течение трех минут давление не должно снижаться более чем на 50%.

Род прокладки проводов определяется классом помещения и на­ личием или отсутствием механических и химических воздействий на проводку.

В помещениях и наружных установках классов B-I и В-Ia должны прокладываться провода и кабели с медными жилами, а в помеще­ ниях и установках остальных классов могут применяться проводники как с медными, так и с алюминиевыми жилами. При этом сечение

медных жил должно быть не менее 1,5 мм2 , а алюминиевых — не менее 2,5 мм2.

Соединительные и ответвительные кабельные муфты внутри взрывоопасных помещений и во взрывоопасных наружных установ­ ках устанавливать не разрешается. Заделки концов кабелей и про­ водов должны отвечать спе­

циальным требованиям.

Для соединения и ответв­ ления проводов, проложен­ ных в стальных трубах, при­ меняются специальные фи­ тинги, имеющие взрывоне-

-444-

Рис. 5.8. Пыленепроницаемые коробки се­

Рис. 5.9.

Переходная

чугунная

рии

У-500:

коробка

типа КСВ с

заделкой

а — угловая правая

У-519; б — тройниковая

 

кабеля:

 

 

У-524.

1 — изолированный провод;

2 — сое­

 

 

динительная гильза; 3 — жилы

кабеля.

проницаемое исполнение Вк ЗТЗ (буквой К обозначаются взрывозащитные свойства в режиме короткого замыкания). Эти фитинги предназначаются для проводок напряжением до 1000 В. Подобные же фитинги используются для устройства уплотнений в трубопрово­ дах, разделяющих отдельные участки проводки. Крышки фитинга и трубы соединяют с корпусом фитинга при помощи резьбы.

Для протяжки, соединения и ответвления проводов, проклады­ ваемых в стальных трубах во взрывоопасных помещениях классов В-Іб, В-Па, В-1г, применяются пыленепроницаемые коробки (серии

У-500) (рис. 5.8), а для перехода с кабеля на изолированный провод

с

сечением 35 мм2 и выше (например, при

соединении проводки

с

электрооборудованием) применяются чугунные коробки (типа

КСВ), заливаемые компаундной массой (рис.

5.9).

Контрольные вопросы к главе 5

1.По каким признакам делятся взрывоопасные смеси на кате­ гории и группы?

2.Назовите четыре класса взрывоопасных помещений и наруж­ ных установок нефтедобывающей промышленности и дайте харак­ теристики этих классов.

3.Перечислите виды исполнения взрывозащищенного электро­ оборудования и укажите его особенности для каждого вида испол­ нения.

4.Какие специальные блокировки необходимы при эксплуата­ ции электрооборудования, продуваемого под избыточным давлением?

5.Каковы особенности устройств электроснабжения взрыво­ опасных установок?

13 Зама* 2166

Глава 6

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ БУРОВЫХ УСТАНОВОК

§ 35. О Б Щ И Е Х А Р А К Т Е Р И С Т И К И М Е Х А Н И З М О В Б У Р О В Ы Х У С Т А Н О В О К

Процесс сооружения скважин состоит из повторяющихся опера­

ций:

с п у с к

б у р и л ь н ы х

т р у б

с долотом

(инструмента)

в скважину;

разрушение

породы

на забое — собственно

б у р е ­

н и е ;

н а р а щ и в а н и е

к о л о н н ы

труб по

мере

углубле­

ния скважины; подъем и спуск труб для замены изношенного долота. Для выполнения этих операций, а также работ по креплению ствола скважины используются буровые установки, представляющие собой сложный комплекс производственных механизмов. В состав этого комплекса входят п о д ъ е м н а я с и с т е м а с индивидуаль­ ными приводами для подъема, спуска и подачи инструмента, б у р о ­ в ы е н а с о с ы , р о т о р , механизмы для приготовления и очистки бурового раствора, для погрузочно-разгрузочных работ,

обеспечения установки сжатым воздухом и

пр.

О с н о в н ы е

(ротор, буровая лебедка с

талевой системой

и

буровые насосы)

и в с п о м о г а т е л ь н ы е

м е х а н и з м ы

буровой установки

приводятся в действие от силового привода, тип которого выби­

рают в зависимости

от условий бурения, конструкции

механизмов

и других факторов.

 

 

 

Привод основных

механизмов

буровых установок

может быть

а в т о н о м н ы м — независимым

от энергосистемы

(дизельный,

дизель-электрический, газотурбоэлектрический) и н е а в т о н о м ­ н ы м — с питанием от промышленных электрических гсетей (элек­ трический на переменном или постоянном токе). При автономном приводе основных механизмов буровой установки вспомогательные механизмы оснащаются индивидуальными электроприводами.

В СССР около 25% буровых установок изготовляются с электро­ приводом основных механизмов, причем эти установки обеспечи­

вают выполнение около 70% всего

объема буровых

работ. Опыт

использования электропривода в СССР показал, что

п р о и з в о ­

д и т е л ь н о с т ь б у р о в ы х

у с т а н о в о к с э л е к т р о ­

п р и в о д о м на 25—50% выше производительности

аналогичных

буровых установок с дизельным приводом. Это объясняется значи­ тельно более высокой надежностью и долговечностью электропривода

по сравнению с дизельным, а также значительно лучшими характери­ стиками электропривода (более высокими к. п. д. и перегрузочной способностью, удобством монтажа и демонтажа, простотой кинематических схем, меньшей стоимостью эксплуатации).

За рубежом, в основном в США, развитию неавтономного привода препятствует неэкономичность применения в бурении централизо­ ванного электроснабжения. Однако вследствие увеличения глубин бурения скважин, широкого развития бурения на внешних и внут­ ренних водоемах, потребности в передвижных установках и стремле­ ния к полной автоматизации процессов бурения промышленность США обратилась к выпуску буровых установок с дизель-электриче­ ским приводом. За последние годы 10% изготовляемых в США буровых установок оснащаются дизель-электрическим приводом.

Число основных и вспомогательных механизмов и их электро­ вооруженность определяются классом и назначением буровой уста­ новки. В настоящее время в нашей стране действует нормаль Н-900-66, которая регламентирует основные параметры буровых установок. Согласно этой нормали предусматривается выпуск семи классов буровых установок номинальной грузоподъемностью 60, 80, 100, 125, 160, 200 и 250 тс, однако в эксплуатации находится еще большое число буровых установок, изготовленных в соответствии с более ранней нормалью Н-900-59. В нормалях оговорены параметры, опре­ деляющие производительность основных механизмов, мощности, передаваемые на вал этих механизмов, а также характеристики бу­ ровых сооружений, вспомогательных агрегатов и др. Некоторые технические данные буровых установок согласно нормали Н-900-66 приведены в табл. 6.1.

Наглядное представление о составе и расположении оборудова­ ния в буровой установке дает рис. 6.1.

На основании вышки установлен ротор 1, предназначенный для вращения бурильного инструмента, поддержания и вращения колонны бурильных или обсадных труб при свинчивании и развин­ чивании. Для подъема и спуска бурильного инструмента и обсадных труб и передачи вращения ротору 1 используется буровая лебедка 2 с приводными двигателями 4. Она может применяться также при раз­ личных вспомогательных операциях, особенно в случае отсутствия специальной вспомогательной лебедки.

Привод ротора 1 может осуществляться через карданный вал или цепную передачу от приводного вала лебедки 2. Возможен также индивидуальный привод ротора.

Буровые установки комплектуются автоматическим регулятором подачи долота, исполнительный двигатель 16 которого кинемати­ чески связан с валом буровой лебедки. При эксплуатации бывают случаи, когда из-за отсутствия электроэнергии, неисправности при­ водных двигателей и других причин для предотвращения прихвата инструмент поднимают аварийным приводом, функции которого выполняет двигатель 16. Он получает питание от двигателя-генера­ тора 15, получающего питание от аварийной дизель-электростанции.

13*

195

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

6.1

 

Технические данные нормального ряда буровых установок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тип буровой

установки

О

 

 

Показатели

 

 

о

о

О

со

О

О

 

 

 

 

 

 

 

СО

00

 

ю

-*ч

СМ

 

 

 

 

 

 

 

 

ТІ

 

 

 

 

 

 

 

>•

>>

 

>>

>>

>>

 

 

 

 

 

 

 

ffl

И

и

и

и

и

я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Грузоподъемность,

к Н :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

600

800

1000

1250

1600

2000

2500

Наибольшая

оснастка

талевой

1200

1400

1700

2000

2500

3200

4500

4 X 5 4 X 5

4 X 5

 

 

 

 

Скорость

подъема

крюка

при

5 X 6

6 X 7

6 X 7

6 X 7

 

 

 

 

 

 

 

наибольшей

оснастке,

м/с:

 

 

 

 

 

 

 

 

наименьшая

при номиналь­

 

 

 

 

 

 

 

ной

грузоподъемности

. .

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

Мощность

на

барабане

лебедки,

2,0

2,0

2,0

1,7

1,7

1-,7

1.7

368

 

550

842

 

 

1540

Частота

вращения

ротора,

550

842

1250

 

 

 

 

 

 

 

об/мин:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

наибольшая,

не

менее .

. .

200

200

200

200

200

200

200

наименьшая,

не

более .

. .

30

30

30

40

40

40

40

Мощность

на

приводном валу

 

 

220

 

 

368

368

 

 

 

 

 

 

 

184

220

294

294

Максимальная

 

производитель­

2

2

2

2

2

3

3

 

 

 

 

 

 

 

 

ность насосной группы, л/с

. .

56

70

70

90

90

135

135

Суммарная гидравлическая мощ-

368

480

589

736

955

1180

1470

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

42

42

42

42 или

53

53

Тормозной

момент вспомогатель-

 

 

 

 

00

 

 

20

30

30

45

45

70

 

 

 

 

 

 

 

 

90

В привышечных сооружениях установлены два буровых насоса 12 с приводными двигателями 11, обеспечивающие подачу бурового раствора в скважину. Снабжение установки сжатым воздухом осу­ ществляется с помощью компрессоров с приводными двигателями 13.

Для торможения подъемного вала буровой лебедки 2 в процессе спуска инструмента используется вспомогательный тормоз 3 (ги­ дравлический или электромагнитный). Вспомогательные механизмы буровой установки — вибросита, кран-балка, водяной насос и др. оснащаются индивидуальным электроприводом. Для перемещения и расстановки свечей используется автомат спуско-подъема с элек­ трическими приводами перемещения тележки и стрелы.

Аппаратура управления

двигателями лебедки

смонтирована

в станциях управления 14,

буровых насосов — в

станциях 10,

а дизель-электростанции, вспомогательных механизмов и автомати­ ческого регулятора подачи долота — в станциях 9, 6 и 5. Управ­ ляется буровая установка с пульта бурильщика 17.

В непосредственной близости от буровой установки монтируют распределительное устройство высокого напряжения 7, в котором кроме ячеек комплектного распределительного устройства могут быть установлены также понижающие трансформаторы.

В СССР скважины бурят вращательным способом, при котором долото приводится во вращение с поверхности ротором через колонну бурильных труб или с помощью погружных двигателей, турбобуров или электробуров. В последнем случае комплект буровой установки дополняется понижающим трансформатором и станцией управления электробуром.

§ 36. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА БУРОВЫХ УСТАНОВКАХ

Буровые установки с неавтономным приводом основных меха­ низмов, предназначенные для работы в электрифицированных районах (БУ-75БрЭ, БУ-80БрЭ, «Уралмаш-125БЭ» и «Уралмаш-4Э»), получают питание от сетей напряжением б кВ. Для распре­ деления электроэнергии на этих установках используются унифи­ цированные распределительные устройства высокого напряжения типа КРНБ-6М, состоящие из шести ячеек, и пусковые устройства ПБ-6М наружной установки.

Схема распределения электроэнергии на буровой установке приведена на рис. 6.2. От воздушной линии 6 кВ напряжение подво­ дится, как правило, отдельными ответвлениями: к ячейке ,№ 1 транс­ форматора ТС вспомогательных приводов — непосредственно от линии, к ячейке ввода М 3 — через установленный на концевой опоре воздушной, линии разъединитель Р. В ячейке № 1 установлены разъединитель IP и предохранители ПР для включения и защиты трансформатора ТС питания приводов вспомогательных механизмов установки.

В ячейке № 2 установлены измерительный трансформатор на­ пряжения ТН, контрольно-измерительная аппаратура и вентильный разрядник РМВ. Защита трансформатора ТН осуществляется предохранителями ПК, а включение — разъединителем 2Р.

Благодаря наличию разъединителя Р перед ячейкой № 3 ввода трансформатор ТС и измерительные приборы могут получать пита­ ние при снятом напряжении с остальных ячеек, что создает удобство для обслуживания распределительного устройства и при ремонтных работах.

В ячейке № 3 установлены разъединитель ЗР и масляный выклю­ чатель ВМ ввода, через который подается напряжение на шины ячеек № 4, 5 и 6 питания двигателей основных механизмов. Ячейки № 4 и 5, служащие для включения синхронных двигателей буровых

насосов, содержат разъединители и 5Р,

а также нереверсивные

контакторы высокого напряжения и 2К.

л

В ячейке № 6, предназначенной для включения приводного двигателя буровой лебедки, установлены разъединитель и два

Ячейка N'l

Г

\IP

О о

ф=

/77 ZTT

ПР

 

от ЛЗП Вкв

Ячейка №Z

'••

Ячейка №3

1

'

 

\ZP

 

О о

 

РМВ

ПК

 

q> о

зтт

чтт

вм

ТН

 

Ячейка

№Ч

Ячейка №5

I

 

 

Т

h

 

 

 

у

О

• 'Н

V

О

о

О

О

О

о

STTM6TT

І 777

<*77"

 

ZK

Ячейка №6

х -

•if-

ОФ" О

£77

IDTT

.•Г

1KB р //У/У|-

Ячейка ПБ-ВМ

I •iH

Оф= О

/ / г г

I/O*— 1

hooo/w в

К панели РУ

К двигателям

К двигателям

лебедка

низкого напряжения

буровых

насосов

или

трансформаторам

 

 

 

 

 

6000/515 В

 

Рис. 6.2. Схема распределения электроэнергии на буровой

установке.

 

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ