8 Приводы буровых установок

Силовым приводом буровой установки называется совокупность двигателей и регулирующих их работу устройств, осуществляю­щих преобразование топливной или электрической энергии в механическую, управление преобразованной механической энергией и передачу ее исполнительному оборудованию, насо­сам, ротору, лебедке и др.

Мощность (на входе в. трансмиссию) характеризует основ­ные потребительские и технические свойства привода и явля­ется его (главным) параметром.

В зависимости от используемого первичного источника энер­гии приводы делятся на автономные, не зависящие от системы энергоснабжения, и неавтономные, зависящие от системы энер­госнабжения, с питанием от промышленных электрических сетей. К автономным приводам относятся двигатели внутрен­него сгорания (ДВС) с механической, * гидравлической или электропередачами. К неавтономным приводам относятся: асин­хронные и синхронные электродвигатели трехфазного перемен­ного тока с механической передачей; синхронные двигатели трехфазного переменного тока с гидравлической или электро­динамической передачей.

В соответствии с кинематикой установки привод может иметь два основных исполнения: индивидуальный и групповой.

2. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПРИВОДАМ БУРОВЫХ УСТАНОВОК

В период непосредственного бурения привод насосов осу­ществляется от двигателей с постоянной нагрузкой в пределах 60—100% их суммарной номинальной мощности. Время непре­рывной работы двигателей при таком режиме колеблется от 45 мин до 8—10 ч и более. В процессе роторного бурения на вращение бурильных труб затрачивается мощность от 200 до 500 кВт. Во время спуско-подъемных операций двигатели имеют резко переменную нагрузку — от холостого хода до мак­симальной, причем нагрузки от минимума до максимума изме­няются через 2—3 мин, а в отдельных случаях и чаще. При таком режиме двигатель непрерывно работает до 10—12 ч. Во время вспомогательных работ (промывка скважины, наращи­вание колонны, смена долота и др.) двигатели, как правило, загружены не полностью.

Наиболее тяжелые условия создаются при ликвидации ава­рий в скважинах. В этих случаях привод эксплуатируется с резко переменными нагрузками, часто требуются реверс и пе­редача мощности, превышающая расчетную, ибо бурильщик всеми средствами стремится ликвидировать аварию.

Силовой привод иногда эксплуатируется при газопроявле­ниях в скважине; во избежание воспламенения газа или нефти дизели должны быть оборудованы искрогасителями, позволяю­щими в отдельных случаях работать при фонтанных проявле­ниях в данной скважине или вблизи фонтанирующей скважины. Силовые агрегаты на буровой в большинстве случаев устанав­ливают в дощатых сараях, которые не утепляют, за исключе­нием районов Сибири. Поэтому температура воздуха в таком помещении в зимнее времй при остановке двигателей посте­пенно опускается ниже нуля, а в южных районах температура летом поднимается до +60° С.

Силовые приводы должны быть рассчитаны на полную дли­тельную загрузку при бурении и должны обеспечивать прове­дение спуско-подъемных операций на высоких скоростях. При их конструировании следует учитывать возможность примене­ния механизмов (турботрансформаторов, многорядных цепей и т. д.), способствующих улучшению технико-экономических показателей установок.

9-41 Пневмокомпенсаторы служат для выравнивания пульсаций дав­ления, вызываемых колебаниями подачи жидкости из-за неравно­мерной скорости поршней в насосах.

Пневмокомпенсатор представляет собой закрытый сосуд, за­полняемый сжатым воздухом либо азотом. При подаче жидкости объем газа в нем уменьшается и в результате этого начальное давление газа возрастает до рабочего давления насоса. При ра­боте насоса объем газа в пневмокомпенсаторе периодически из­меняется в пределах изменения подачи насоса за один двойной ход. Поршневые пневмокомпенсаторы менее чувствительны к пере­падам давления в нагнетательной линии, так как долговечность поршня не зависит от его положения в цилиндровой втулке. Недостаток поршневых пневмокомпенсаторов — наличие сил трения между поршнем и цилиндровой втулкой, что вызывает из­нос трущихся поверхностей и потерю давления. При значительной массе и больших ускорениях поршня возможны его колебания в упругой газовой полости, которые способны вызвать усталост­ные разрушения узлов и деталей пневмокомпенсатора. К недо­статкам следует также отнести возможность утечки газа из-за промерзания манжет при длительных остановках насоса в зимнее время.