Электротехнический комплекс современной буровой установки с электрическим приводом главных механизмов представляет совокупность подсистем, обеспечивающих выработку (при отсутствии централизованного электроснабжения), распределение, преобразование и использование электрической энергии, а также управление всеми указанными подсистемами, и включает:
- распределительные устройства высокого напряжения;
- силовые и преобразовательные трансформаторы;
- электрические машины переменного и постоянного тока;
- комплектные тиристорные устройства;
- комплектные устройства управления, защиты и распределения электрической энергии низкого напряжения;
- кабели и провода;
- электрические источники света;
- передвижные электростанции.
Структуры электротехнических комплексов, несмотря на многообразие схем буровых установок, предопределенное широким спектром требований к глубинам бурения, назначению и условиям эксплуатации, могут быть сведены к двум типовым схемам, применение которых на установках различных исполнений сводится к количественному изменению параметров используемого электрооборудования.
Типовая структура электропривода переменного тока для установок с централизованным электроснабжением (рисунок) ориентирована на применение частично регулируемых электроприводов главных механизмов, позволяющих формировать пусковую характеристику и обеспечивать экономичное регулирование частоты вращения в ограниченном диапазоне.
Типовая однолинейная схема электротехнического комплекса буровой установки с электроприводом переменного тока:
- КРУ - комплектное распределительное устройство высокого напряжения;
- ТV - силовые понижающие трансформаторы;
- МЛ, МН, МР, МП - электродвигатели соответственно лебедки, буровых насосов, ротора, регулятора подачи долота;
- ЭМТ - электромагнитный тормоз;
- АВК - асинхронный вентильный каскад;
- ТРС - тиристорный регулятор скольжения;
- ТПР, ТПП - силовые тиристорные преобразователи соответственно ротора и регулятора подачи;
- ТВ - тиристорные возбудители;
- А2 - шкафы управления электроприводами вспомогательных механизмов
Энергетический блок в неэлектрифицированных районах представляет набор дизель-электрических агрегатов переменного тока, а в электрифицированных - набор ячеек комплектного распределительного устройства и трансформаторов, понижающих напряжение сети до необходимого уровня.
В каталоге, как правило, приводятся сведения только об электрооборудовании конкретного назначения.
Типовая однолинейная схема электротехнического комплекса буровой установки с электроприводом постоянного тока:
Д - дизель; G - генератор переменного тока; ФКУ - фильтрокомпенсирующее устройство; ТП - силовые тиристорные преобразователи в прямоугольнике (топкие линии); А1 - комплектное устройство с силовыми переключателями постоянного тока. (Остальные обозначения см. предыдущий рисунок)
Набор электротехнических средств, используемых на установках с дизельным приводом главных механизмов, полностью входит в комплект установок соответствующего класса с электроприводом и обычно относится к изделиям общепромышленного назначения, поэтому сведения об этом электрооборудовании в каталоге не приводятся.
Принципиальная схема электрооборудования предусматривает возможность использования полной мощности каждого агрегата в отдельности для питания всех потребителей электроэнергии, а также предусматривает параллельную работу дизель-генераторов.
Этим обеспечивается резервирование электроснабжения при необходимости остановки 1 агрегата, а также распределение нагрузки на 2 дизель-генератора при подключении дополнительных потребителей.
Для резервного электроснабжения установок с централизованным электроснабжением устанавливается 1 дизель-электрический агрегат.
Выработанная электроэнергия с генератора поступает на панель управления, а затем передается в шкафы управления электроприводами вспомогательных механизмов. Питание потребителей осуществляется через автоматические выключатели, расположенные в шкафах управления.
Номенклатура основного электрооборудования новых серийных буровых установок (ГОСТ 16293-82) с электрическим приводом главных механизмов представлена в табл. 34.
В каталоге не рассматривается электрооборудование установок индивидуального производства для специальных условий бурения (за исключением электрических машин для установок морского бурения), а также аппаратура, встраиваемая в комплектные устройства управления, и электрооборудование систем контроля процесса бурения.
Высота над уровнем моря - до 1000 м, относительная влажность воздуха 80% при температуре +20 оС.
Окружающая среда не должна содержать взрыво- и пожароопасных, а также значительного количества агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы, изоляцию, покрытия.
Категории размещения оборудования (ГОСТ 15150-69) предусматривают эксплуатацию на открытом воздухе, в помещениях, где колебания температуры и влажности несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе, или под навесом, или в закрытых помещениях, с естественней вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий.
Сведения о степени защиты, а также о некоторых других особенностях условий эксплуатации и конструктивного исполнения приведены в табл. 35.
Первая цифра обозначает степень защиты персонала от соприкосновения с находящимися под напряжением частями и с движущимися частями, находящимися внутри оболочки, а также степень защиты от попадания внутрь твердых посторонних тел.
Вторая цифра обозначает степень защиты от попадания воды. "Прочерк" в табл. 35 означает, что данный параметр техническими условиями не регламентируется.
