Экзамен / Частые Вопросы с ответами / эп буровых насосов

Электропривод буровых насосов.

Буровой насос служит для создания циркуляции промывочной жидкости, очищающей забой и передающей энергию турбине при турбинном способе бурения.

Основными параметрами, характеризующими работу насоса, являются его подача Q и напор p, развиваемый при заданной подаче. Мощность привода насоса определяется произведением Q∙p.

В бурении в основном применяются поршневые насосы со сменными цилиндровыми втулками, позволяющие изменять подачу насоса. В зависимости от диаметра втулки будет изменяться подача насоса, а также предельно-допустимое давление на выходе насоса, снижающееся при увеличении диаметра втулки.

В начале бурения скважины давление, создаваемое насосом, невелико. По мере углубления скважины происходит увеличение гидравлического сопротивления труб и давления на выходе насоса, которое ограничено прочностью деталей насоса. Поэтому, начиная с определенной глубины скважины, подачу насоса необходимо ограничивать. Оптимальный режим работы насосной установки характеризуется постоянством развиваемой насосами мощности, равной номинальной Р_н, то есть Р_н=р·Q=const.

Этому условию в координатах p-Q соответствует кривая

Рис. 11. График работы бурового насоса.

Приблизиться к режиму постоянства мощности насоса при нерегулируемом приводе можно за счет применения цилиндровых втулок разного диаметра, однако мощность привода будет недоиспользована и двигатель насоса будет недогружен. Поэтому существует целесообразность использования регулируемого ЭП, когда мощность насосов и двигателей будет использована полнее.

Таким образом, важнейшим требованием к электроприводу насоса является возможность регулирования скорости вращения двигателя. Причем скорость необходимо регулировать не менее чем на 20-30 % вниз от номинальной при бурении и до 50 % при восстановлении циркуляции раствора.

Требуемый диапазон регулирования частоты вращения бурового насоса обусловлен следующими технологическими требованиями:

1. Возможностью плавного пуска бурового насоса как при отсутствии давления в нагнетательном трубопроводе, так и при противодавлении, создаваемом другим насосом.

2. Возможностью работы в большей части интервала скважины в режиме максимального давления.

3. Облегчением процесса восстановления циркуляции жидкости.

4. Возможностью снижения уровня пульсаций давления в нагнетательном трубопроводе.

Мощность приводного двигателя насоса определяется по формуле:

,

где Q_т – максимальная теоретическая подача;

p – полное давление нагнетания при максимальной подаче;

– коэффициент подачи (0,9) ;

– полный КПД насоса (0,8);

– коэффициент передачи между двигателем и насосом (0,96);

a – коэффициент, учитывающий возможность длительной перегрузки насоса (1,05-1,1).

Номинальная мощность двигателя привода насоса выбирается из условия:

Р_ном ≥ Р.

По пусковому моменту двигатель не проверяется, т.к. запуск двигателя бурового насоса производится практически на холостом ходу.

Для восстановления циркуляции промывочной жидкости в случае забивания долота разбуренной породой кратковременно на выходе насоса создается повышенное давление. Поэтому, особенно при бурении в сложных условиях, двигатель бурового насоса должен иметь достаточно высокую перегрузочную способность.

Обычно для привода насоса применяют те же типы двигателей, что и для лебедки: асинхронные АКБ, АКЗ и синхронные СДЗ, СДБ, СДБО (О-бессчеточная система возбуждения)и др. В установках глубокого бурения, а также в морских БУ применяют двигатели постоянного тока типов МПП, ДПЗ, ДРБ, главное достоинство которых – простота регулирования скорости в широких пределах.