Промысловых компрессорных станций

Электротехнические комплексы промысловых

Компрессорных и насосных станций

Для сбора нефти и газа, их транспортировки в пределах месторождения, отделения друг от друга и освобож­дения от посторонних примесей, а также для замеров добывае­мой продукции на территории промыслов строится система трубопроводов, аппаратов и сооружений. В этой системе осу­ществляются: сбор и замер продукции скважин; отделение (се­парация) нефти от газа; освобождение нефти и газа от воды и механических примесей; транспорт нефти от сборных и за­мерных установок до промысловых резервуарных парков и га­за до компрессорных станций или газораспределительных уз­лов; деэмульсация, обессоливание и стабилизация нефти; уда­ление из газа ненужных примесей и отбензинивание его; за­качка газа в скважины при их газлифтной эксплуатации; под­готовка сточных вод и закачка их в скважины; учет добытых нефти и газа и их сдача транспортным организациям. При вы­полнении этих операций широко применяется электрическая энергия.

В состав систем сбора нефти и попутного газа входят ком­прессорные установки для сжатия попутного газа, который вы­деляется в сепараторах и подается потребителям вне промыс­ла (газоперерабатывающие заводы и др.), а также для подачи газа в скважины в качестве рабочего агента - на промыслах, где применяют компрессорную эксплуатацию скважин (газ­лифт). Существуют также компрессорные станции закачки га­за в пласт для поддержания пластового давления. В некоторых случаях для закачки в скважину используют воздух (эрлифтные скважины), что определяет сооружение воздушных ком­прессорных станций, однако последние не следует рассматривать как элемент системы сбора нефти и газа. На газовых промыслах используют также газовые компрессорные станции для повышения давления газа, направляемого в магистральные газопроводы.

Для внутрипромысловой перекачки нефти от пунктов ее сбора до установок подготовки и товарных парков применяют дожимные насосные станции. На установках подготовки нефти применяют насосы для нефти, подачи жидких химических реагентов и др.

Особое место занимают водяные насосные станции, пред­назначенные для подъема воды из водоемов, а также для закач­ки воды в пласт с целью поддержания пластового давления. Водяные насосные установки на промыслах широко применяют для производственного и бытового водоснабжения, в частности для питания водой буровых установок, охлаждения компрессо­ров и пр.

Большая часть компрессорных установок и все насосные ус­тановки нефтяных и газовых промыслов снабжены электро­приводом. На промыслах находят применение электрические установки по деэмульсации и обессоливанию нефти, работаю­щие на основе воздействия электрического поля на водонефтяные эмульсии, а также установки для электронагрева призабойной зоны нефтяных скважин.

Электропривод технологических установок

промысловых компрессорных станций

На нефтепромысловых компрессорных станциях применяют преимущес­твенно поршневые компрессоры. В вос­точных районах нашей страны наряду с поршневыми компрес­сорами используют ротационные и центробежные. Поршневые компрессоры для сбора и перекачки нефтяного газа имеют по­дачу 0,2-0,4 м³/с при рабочем давлении 0,4-0,5 МПа, требуе­мая для них мощность 160-180 кВт. Поршневые компрессоры, применяемые для повышения давления воздуха или газа, зака­чиваемого в пласт, оснащены приводными двигателями мощностью 200-220 кВт.

Поршневые компрессоры имеют вертикальное расположе­ние цилиндров. Частота вращения их приводных валов 365 об/мин, механическое соединение последних с валом электродвигателя осуществляется при помощи клиноременной пе­редачи. Это позволяет применять электродвигатели с большей частотой вращения, чем у вала компрессора.

В системах транспорта газа на промыслах применяют цент­робежные компрессоры оснащенные двигателями на 3000 об/мин, приводящими в движение компрессоры через мультипликаторы.

При нормальном пуске компрессора в ход его клапаны от­крыты, и приводной электродвигатель может успешно завер­шить пуск при моменте на его валу, не превышающем 0,4-0,5 но­минального. Тем не менее, при определении пускового момента двигателя исходят из того, что момент не должен быть меньше номинального. Это определяется тем, что в случае кратковремен­ного исчезновения или резкого снижения напряжения в питаю­щей сети с последующим восстановлением нормального питания двигатель будет разгоняться при нагруженном компрессоре.

Газовые компрессорные станции на промыслах имеют взры­воопасные зоны, относящиеся к классу В-1а. В тех установках, где мощность двигателей не превышает 150-200 кВт и напря­жение питания установок до 1000В, целесообразно применять асинхронные короткозамкнутые двигатели во взрывонепроницаемом исполнении, например ВАО (ВАО2), В и др., выпуска­емые для мощностей 132-315 кВт на 600-3000 об/мин, и син­хронные в исполнении, продуваемом под избыточным давлени­ем, например серии БСДКП.

Чаще всего на промысловых компрессорных установках с поршневыми компрессорами используют двигатели на напря­жение 6 кВ мощностью 160-220 кВт. Здесь наибольшее рас­пространение получили электродвигатели в исполнении, про­дуваемом под избыточным давлением. По условиям пуска здесь можно применять асинхронные короткозамкнутые и синхрон­ные двигатели. Из выпускаемых в на­стоящее время синхронных машин в таком исполнении для компрессорных станций могут быть применены электродвига­тели серии СДКП. Для привода центробежных газовых ком­прессоров в настоящее время применяются синхронные двига­тели на 6 и 10 кВ, 3000 об/мин, в частности серии СТДП, с бесщеточной системой возбуждения.

Принципиальная электрическая схема управления и защиты синхронного двигателя типа БСДКП

Пуск двигателя в ход осуществляется от полного напряжения сети. Для пуска в ход замыкается цепь катушки контактора КЛ с помощью кноп­ки «Пуск». Система возбуждения содержит блок управления БЛУ, бесщеточный возбудитель - обращенный трехфазный синхронный генератор ВБС, вращающийся диодный преобра­зователь ПБВ, тиристорный ключ ТК, выпрямитель ПБС, питающий обмотку возбуждения генератора ВБС, трансформато­ры Тр1 и Тр2.

В пусковых режимах обмотка возбуждения двигателя Д и вентили преобразователя ПБВ шунтируются тиристорным ключом, состоящим из тиристора и стабилитронной цепочки. Это обеспечивает защиту ОВД и ПБВ от перенапряжений и получение достаточного вращающего момента. Двигатель Д разгоняется в асинхронном режиме при отсутствии тока воз­буждения. После включения контактора КЛ его замыкающий контакт запускает электронное реле времени РВ. Через уста­новленное время (уставка реле времени от 0,1 до 2,8 с) реле РВ запускает систему ФИУ, вырабатывающую импульсы на открытие тиристоров выпрямителя ПБС, питающего обмотку возбуждения генератора ВБС. При этом появляется выпрям­ленный ток в обмотке возбуждения двигателя Д, который втя­гивается в синхронизм. Кроме автоматической подачи возбуж­дения двигателю Д система возбуждения обеспечивает:

· стабилизацию заданной силы тока возбуждения при изме­нении напряжения сети в пределах (0,8—1,1)С/„ (параметриче­ский регулятор возбуждения ПРВ);

· изменение уставки силы тока возбуждения в диапазоне 0,3-1,1 номинального значения (ПРВ);

· автоматическую форсировку возбуждения при снижении на­пряжения на зажимах двигателя не менее чем на 20 % от 1/„ (система БлФ).

Регулирование тока возбуждения двигателя Д осуществляет­ся путем воздействия на ЭДС генератора ВБС изменением на­пряжения на выходе блока ПБС. Это напряжение регулирует­ся изменением угла открытия вентилей блока ПБС, определяе­мым устройством ФИУ, на которое воздействует регулятор ПРВ. Устройства блока БЛУ питаются от источника питания ИП.

Защита двигателя от асинхронного хода,, перегрузок и ко­ротких замыканий осуществляется автоматическим выключате­лем В1. При недопустимо длительной форсировке возбужде­ния, неисправностях в цепях блока БЛУ, перегреве обмоток возбудителя, коротких замыканиях в цепи возбуждения возбу­дителя отключается автоматический выключатель В2.

Обратная связь по углу ф между током и напряжением ста­тора двигателя Д обеспечивает поддержание постоянного коэф­фициента мощности двигателя. Такая связь осуществляется датчиком угла ф. Конструктивно датчик угла ф входит в пара­метрический регулятор возбуждения ПРВ.

Для газлифтной эксплуатации скважин в Западной Сибири используются двух-, трех- и шестиагрегатные компрессорные станции.

Синхронные двигатели 12 МВт, 10 кВ, 1500 об/мин (для трех- и шестиагрегатпых компрессорных станций) и 10 МВт, 10 кВ, 1500 об/мин (для двухагрегатных компрессорных стан­ций) имеют исполнение, продуваемое под избыточным давле­нием воздуха, и бесщеточную систему возбуждения. Все эле­менты схемы возбуждения, за исключением обмотки возбужде­ния возбудителя, смонтированы на вращающихся частях возбу­дителя и двигателя. Синхронные двигатели 12 МВт допускают прямой пуск от полного напряжения сети 10 кВ, причем крат­ность пускового тока двигателя при прямом пуске равна 5,2, кратность начального пускового момента - 1,57, а кратность входного момента - 0,71. Допускаются два пуска двигателя в нагретом состоянии. Пуск двигателя 10 МВт - реакторный, причем допускаются два пуска двигателя в холодном состоянии и один - в нагретом состоянии. Кратность начального пусково­го момента этих двигателей - 1,2, входного момента - 0,8.

Синхронные двигатели оборудованы автоматическими регу­ляторами возбуждения, настроенными на поддержание посто­янства напряжения сети, а также следующими видами защит: максимальной токовой от перегрузки, дифференциальной токо­вой, минимального напряжения, от замыканий на землю, выпа­дения двигателя из синхронизма, потери возбуждения, подпит­ки места короткого замыкания. Двигатели 10 МВт дополни­тельно защищены от понижения частоты.

Дата добавления: 2015-12-07