Назначение и принцип действия электродинамического тормоза

Для торможения подъемного вала лебедки во время спуска труб в скважину, а также при подаче их на забой в процессе бурения лебедка снабжается двухленточным колодочным тормозом. На рис. IV.7 показана принципиальная типовая схема тормозной системы буровой лебедки.

Две тормозные ленты 6 охватывают тормозные шкивы барабана 7. Одним концом ленты присоединяются к балансиру11, установленному на стойке на раме лебедки перед барабаном, а другим концом — к тормозному валу 10.

Для уменьшения усилия торможения к противоположному концу тормозного вала присоединяется пневматический цилиндр 8. При поступлений в его полость сжатого воздуха поршень передвигается и через шток, присоединенный к коленчатому валу тормоза, поворачивает последний, прижимая ленты с колодками к тормозным шкивам лебедки. Если необходимо остановить или замедлить частоту вращения барабана, бурильщик рукой нажимает тормозную рукоятку по направлению к полу буровой. При этом вертикальные концы лент, присоединенные к балансиру, остаются неподвижными, а горизонтальные, закрепленные на шейках коленчатого вала тормоза, натягиваются, и колодки, прикрепленные на их внутренних поверхностях, охватывают шкивы барабана и затормаживают его.

Гидродинамический тормоз предназначен для облегчения труда бурильщика, так как в связи с увеличением глубин скважин и веса бурильных труб при торможении лебедки во время спуско-подъемных операций необходимо прикладывать большие усилия к ленточному тормозу. К подъемному валу лебедки при помощи муфты присоединяется вспомогательный тормоз, автоматически ограничивающий и регулирующий скорость спуска бурильных или обсадных труб, превращая часть выделяющейся энергии в тепло. Лен-точный тормоз лишь останавливает колонну труб во время посадки ее на ротор.

Тормозной момент М, создаваемый гидродинамическим тормозом, зависит от частоты вращения ротора тормоза и степени заполнения его полости жидкостью. Чем выше частота вращения ротора, тем больше развиваемый им тормозной момент. Тормозной момент увеличивается также
пропорционально диаметру ротора в пятой степени

Электрические регулирующие тормоза отличаются от механических и гидравлических удобством управления, устойчивым режимом работы, легкостью и плавностью перехода родного режима на другой или полного отключения.

В качестве регулирующих тормозов применяют электрические тормозные устройства трех типов: трехфазные синхронные генераторы, работающие в системе торможения; электродинамические, в которых тормозной момент создается в результате взаимодействия наведенных в роторе и статоре вихревых токов, и порошковые.

Электродинамический тормоз представляет собой электрическую машину, работающую в режиме динамического торможения. При помощи муфты он соединяется непосредственно с подъемным валом барабана лебедки. В комплект электротормозной установки входят генератор, станция управления, тормозные сопротивления, возбудительный агрегат, командокон- троллер и кнопки управления.

Возбуждение этих тормозов осуществляется от независимых генераторов постоянного тока. Тормозной момент регулируется путем изменения возбуждения генератора или величины сопротивления в цепи статора возбудителя. Схемы управления позволяют получать различные тормозные режимы, например максимальный момент при больших или малых частотах вращения. Электротормоза включаются и выключаются без затраты дополнительного времени, так как не требуется отсоединения вращающегося ротора тормоза от вала лебедки, а за счет включения и выключения тока возбуждения.

Электромагнитные тормоза с ферропорошковым наполнением применяются в качестве вспомогательных тормозов буровых лебедок. Такой тормоз отличается от электродинамического тем, что в нем межжелезный зазор заполнен ферромагнитным порошком, который способствует повышению проводимости зазора между ротором и статором, в результате чего создается большая сила торможения, почти не зависящая от частоты вращения. Это является преимуществом порошковых тормозов. Ими можно тормозить барабан лебедки до полной его остановки. В динамических же тормозах должно быть обязательнонекоторое скольжение

Эксплуатация забойных двигателей Максимальная механическая скорость достигается при бурении с применением гидромониторных долот, когда на долото подается максимальная гидравлическая мощность, а на турбобур — мощность, достаточная для привода его во вращение.

Для выбора турбобура и определения необходимых параметров и режима работы насосов делают расчеты или определяют параметры по номограммам, чтобы обеспечить оптимальные параметры прокачивания жидкости в долоте с учетом необходимых мощности и давления для турбобура и прокачивания раствора в бурильной колонне и скважине. Для обеспечения эффективного бурения турбобурами с гидромониторными долотами на разных глубинах следует применять турбобуры с различной характеристикой; для каждых условий бурения должны быть проведены тщательные расчеты, выбраны параметры расхода жидкости и давлений, развиваемых насосом, пределы их регулирования в зависимости от применяемых долот, турбобуров и глубин бурения.

Турбобур перед спуском в скважину подвергается тщательному наружному осмотру и контролю. Особое внимание уделяется состоянию корпуса, соединительных муфт и валов. Для предотвращения повреждений при транспортировке перевозить турбобуры надо на специальных прицепах-самопогрузчиках, оборудованных лебедками для погрузки и разгрузки.

Вал турбобура проверяется на легкость вращения. Проворот вала должен осуществляться при моменте на ключе не более 200 Н'М. Перед спуском в скважину турбобур опробуют над ротором. Правильно собранный турбббур должен запускаться при давлении 1,0—1,5 МПа. Перепад давления в турбобуре необходимо фиксировать в его паспорте и буровом журнале.

Во время опрессовки турбобура проверяется герметичность резьбовых.соединений. При вращении вала рывками следует разработать турбобур в течение 10—15 мин. Плавная остановка его свидетельствует о пригодности к эксплуатации. Биение вала или переводника не допускается.

Отработанный турбобур укладывается на мостки и на корпусе делается пометка «на ремонт». В турбобур укладывается заполненный паспорт, в котором должны быть указаны номер буровой, дата начала работы турбобура, время работы в часах, интервал бурения, параметры бурового раствора и причины выхода турбобура из строя.

Групповой и индивидуальный приводы Буровые установки снабжаются групповыми приводами, состоящими из двух — пяти силовых агрегатов, сблокированных между собой цепной или клиноременной передачей. В основном приняты две схемы расположения агрегатов в приводе.

I — три агрегата соединены вместе, установлены на общей раме и предназначены для привода лебедки, ротора и одного бурового насоса. Один-два других агрегата установлены на Другой раме и кинематически не связаны с первыми тремя. Они предназначены для привода второго бурового насоса. По такой схеме выполнены приводы буровых установок БУ-3000ДГ и БУ-6500ДГ.

II —два—четыре агрегата установлены вместе на общей раме и предназначены для привода лебедки, ротора, двух насосов и вспомогательной лебедки. По такой схеме выполнены установки БУ-4000ДГ и БУ-5000ДГ.

Требования, предъявляемые к силовым 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, наращи-вание колонны, смена долота и др.) двигатели, как правило, загружены не полностью.

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.

Конструкция двигателей должна обеспечивать легкость их запуска, предохранение двигающихся частей от попадания пыли, песка, надежную фильтрацию воздуха, масла и топлива, нормальный тепловой режим при колебаниях температуры на-ружного воздуха в широких пределах, а также допускать осмотр и замену быстроизнашивающихся его деталей и узлов

Дата добавления: 2015-08-18