” Автоматические регуляторы подачи долота.” icon

” Автоматические регуляторы подачи долота.”


1 чел. помогло.
Смотрите также:
Методика историко-краеведческой и военно-патриотической работы в школе Поисковое движение на...
Место подачи котировочных заявок, срок их подачи...
Захаров Н. Л. За 12 Социальные регуляторы деятельности российского государственного служащего...
Печатается в верхнем регистре жирным шрифтом без сокращений...
II. Регуляторы и термостаты...
Специфика подачи информации на телеканалах «Первый», нтв, РенТВ...
1. Определение подачи на зуб...
Повышение эффективности бурового одношарошечного долота...
2. регуляторы роста, их роль и значение при выращивании грибов – вешенки обыкновенной… 28...
Правила оповещения данных социологических исследований Предостережения относительно информации...
Чемпионата России по биатлону...
Регуляторы температуры...



Загрузка...
скачать
Министерство образования и науки РФ

Кубанский Государственный Технологический Университет

Армавирский Механико-технологический Институт

Кафедра общенаучных дисциплин


Доклад

НА ТЕМУ:” Автоматические регуляторы подачи долота.”


Армавир 2006


Содержание


1.Введение

2.Автоматические регуляторы подачи долота

3.Список литературы


Введение.

Буровая установка представляет собой комплекс сооружений, агрегатов, механизмов, обеспечивающих систем и инструмента, предназначенных, для выполнения различных функций в цикле строительства скважины. Процесс строи­тельства можно разделить на три этапа: строительство назем­ных сооружений и монтаж бурового оборудования; бурение и крепление скважины; испытание продуктивных пластов. Ос­новным этапом строительства является бурение и заканчивание скважины; при этом установка выполняет ряд технологи­ческих процессов, состоящих, в свою очередь, из многочислен­ных производственных операций. Наибольшая эффективность использования установки зависит от рациональною выбора параметров, а также характеристик машин и агрегатов, входящих в состав буровой установки, а соответственно и набора средств, объеди­ненных понятием электротехнический комплекс (ЭТК), в значительной степени определяющим производительность установки.

Основные (ротор, буровые насосы и спускоподъемный агре­гат) и вспомогательные механизмы буровой установки приво­дятся в действие силовым приводом, который может быть авто­номным (независимым от энергосистемы) и неавтономным ( с питанием от сетей энергосистем). При автономном приводе основных механизмов (дизельный, дизель-электрический) вспомогательные механизмы оснащаются индивидуальными электроприводами. Основой для классификации является при­вод основных механизмов. Если ранее понятия "автономное" или "неавтономное (централизованное) энергоснабжение" от­носились соответственно к установкам для неэлектрифициро­ванных или электрифицированных районов и однозначно оп­ределяли вид привода основных, механизмов (дизельный или электрический), то в настоящее время в связи с широким рас­пространением дизель-электрического автономного привода эта взаимосвязь утрачена, а унификация ЭТК на установках одного класса с автономным и неавтономным энергоснабжением свидетельствует о целесообразности классификации установок по виду привода основных механизмов (дизельный или электрический) независимо от наличия или отсутствия источит централизованного энергоснабжения. В дальнейшем "буровая установка с электрическим приводом" распростра­няется как на установки с питанием от сетей энергосистем так и на установки с питанием от собственных дизель-генераторов.

Анализ структуры производства буровых установок эксплуатационного и разведочного бурения показывает, что число буровых установок с электроприводом неуклонно увеличивается; только за 1975-1990 гг. доля таких установок в объеме производства возросла более чем вдвое; еще значительнее в парке действующих буровых установок. В дальнейшем электрифицированных районах будут все шире применены установки с дизель-электрическим приводом, что приведет к преимущественному распространению буровых установок с электроприводом. Кроме того, набор электротехнических средств используемых на установках с дизельным приводом, полностью входит в комплекс соответствующих установок с электроприводом. Электротехнический комплекс современной буровой установки представляет собой совокупность подсистем, обеспечивающих выработку, распределение, преобразование и использование электрической энергии, а также управление всеми указанными подсистемами для механизации и автоматического управления технологическим процессом проводки скважины.


^ Автоматические регуляторы подачи долота.


Под подачей долота понимают последовательное опускание верхней точки бурильной колонны при разрушении породы. В установленном режиме бурения скорость подачи долота должна быть равна скорости разбуривания породы. Если скорость подачи долота будет превосходить скорость разбуривания породы, то нагрузка на забой будет расти, что может повлечь за собой искривление ствола скважины или поломку бурильных труб. Если скорость подачи долота будет ниже ско­рости разбуривания, нагрузка на забой будет уменьшаться, что приведет к уменьшению скорости бурения.

При ручной подаче бурильщик, руководствуясь показа­ниями приборов — амперметра в цепи статора бурового дви­гателя и индикатора веса, периодически растормаживает барабан лебедки. Таким способом весьма трудно осуществить плавную равномерную подачу долота. При использовании ав­томатических регуляторов долото подается на забой автома­тически в зависимости от параметров, характеризующих ре­жим бурения, например давления на забой или тока бурового двигателя. Существуют различные конструкции автоматических регуляторов подачи долота. В зависимости от места распо­ложения автоматические регуляторы подачи бывают назем­ными или глубинными (погружными). Наземные автоматиче­ские регуляторы подачи по конструктивному признаку силового узла можно разделить на электромашинные, гидравлические и фрикционные. Конструкция силового узла позволяет или опу­скать бурильную колонну с различной скоростью (такие авто­матические регуляторы называются пассивными), или не только опускать, но и приподнимать ее (такие регуляторы на­зываются активными). Применение наземных автоматических регуляторов подачи долота обеспечивает увеличение механиче­ской скорости бурения и проходки на долото на 5—15 % по сравнению с ручной подачей, что полностью окупает затраты на их изготовление и обслуживание.

Автоматический регулятор типа РПДЭ-3 предназначен для поддержания режимов бурения скважин турбобуром и рото­ром. Этот регулятор входит в комплект всех серийных буро­вых установок, а также вновь разрабатываемых установок. Ре­гулятор РПДЭ-3 обеспечивает режим поддержания заданной нагрузки па долото (веса инструмента на крюке) - основной режим; режим поддержания заданного значения скорости по­дачи пли подъема инструмента — вспомогательный режим.

Регулятор (рис.1) состоит из следующих основных частей:

рессорного датчика веса типа ДВР-26, устанавливаемого на неподвижном конце талевого каната и служащего для из­мерения веса на крюке; датчик состоит из рессор и сельсина СД;

узла установки веса и скорости, состоящего из сельсина-при­емника СП установки веса и задающего сельсина СЗ установки скорости; оба сельсина связаны через зубчатую передачу с об­щей рукояткой управления, расположенной вместе с универ­сальным переключателем УП на пульте управления регулято­ром;

станции управления с реверсивным магнитным усилителем СМУ, состоящим из двух магнитных усилителей МУ1 и МУ2 и служащим для усиления сигнала и с предварительным полупроводниковым фазочувствительным усилителем ППУ-1, служащим для усиления управляющего сигнала;

двигатель-генератора (двухмашинного агрегата) состоящего из приводного асинхронного двигателя ^ АДГ постоянного тока ГП, который управляет двигателем ДП;

силового узла, состоящего из червячно-цилиндрического редуктора, двигателя постоянного тока ДП с пристроенным вентилятором и тахогенератором и электромагнитного колодочного тормоза; редуктор соединяйся цепной передачей с лебедкой буровой установки.





Рис. 1. Упрощенная электрическая схема регулятора РПДЭ-3


В основном режиме работы при помощи переключателя ^ УП, к источнику переменного тока присоединяются усилитель ППУ-1 и обмотка возбуждения сельсина-датчика СД, работающего в паре с сельсином-приемником СП в трансформатор­ном режиме. Питание обмотки возбуждения сельсина СЗ в этом случае отключено.

Напряжение на зажимах обмотки возбуждения ^ СП зависит от угла рассогласования ротора сельсинов СД и СП. При согласованном положении роторов это напряжение равно нулю, вследствие чего токи на выходе ППУ-1 и СМУ и напряжение на якоре генератора ГП равны нулю и вал двигателя ДП неподвижен. Под действием веса колонны бурильных труб и неподвижного конца талевого каната ротор сельсина СД поворачивается на некоторый угол, зависящий от веса колонны.

Перед началом бурения, когда долото находится над забоем, с помощью рукоятки па пульте управления ротором сельсина СД устанавливают в согласованное положение с ротором сельсина СД, в результате чего вал двигателя ДП будет неподвижен. Эта операция называется «взвешиванием» инструмента. Далее с помощью рукоятки устанавливают по шкале, находящейся на пульте управления, требуемое значение на­грузки на долото (веса на крюке), т. е. ротор сельсина СП поворачивают на определенным угол. На зажимах обмотки возбуждения сельсина возникает такое напряжение, что вал двигателя ДП начинает вращаться в сторону подачи инструмента с частотой зависящей от угла рассогласования роторов сельсина СД и СИ. Как только долото коснется забоя, осевая нагрузка на долото начнет увеличиваться, а вес па крюке - уменьшаться. При этом ротор сельсина-датчика будет повора­чиваться в сторону уменьшения угла рассогласования роторов СД и СП. В результате управляющий сигнал (напряжение на .зажимах обмотки возбуждения сельсина СП) и частота вра­ля двигателя ДП будут уменьшаться до тех пор, пока нагрузка­ на долото не достигнет значения, близкого к заданному, и установится режим, при котором скорость подачи долота бу­дет равна скорости бурения.

В дальнейшем заданная нагрузка на долото поддержива­ется автоматически (с определенной точностью) независимо от твердости породы, износа долота и пр. Например, при попада­нии долота из твердой в более мягкую породу в первый момент нагрузка на долото несколько уменьшится, ротор сельсина СД повернется в направлении увеличения угла рассогласования ро­торов сельсинов СД и СП, управляющий сигнал увеличится и скорость подачи долота возрастет до такой величины, при ко­торой установится режим бурения с большей скоростью при нагрузке на долото, близкой к заданной. При резком увеличе­нии твердости породы может произойти кратковременный подъем инструмента, предотвращающий чрезмерное увеличение нагрузки на долото. При бурении в породах с резко изменяю­щейся буримостью регулятор РПДЭ-3 обеспечивает автомати­ческое поддержание заданной нагрузки на долото с точностью = 20 кН и скорость подачи долота до 50 м/ч.

Во вспомогательном режиме поддержания заданного значе­ния скорости подачи пли подъема инструмента переключателем УП питание подается на обмотку возбуждения сельсина СЗ установки скорости, а питание ППУ-1 и датчика веса отключа­ется. Напряжение с обмоток синхронизации сельсина СЗ поступает непосредственно на обмотки управления магнитных усилителей МУ1 и МУ2, минуя ППУ-1. В среднем (нулевом) положении рукоятки управления задающий сигнал на входе СМУ равен нулю и вал двигателя ДП неподвижен. При пово­роте рукоятки в направлении «подъем» или «подача» на вы­ходе СМУ (в обмотках возбуждения ОВГП генератора ГП) появляется ток той или иной полярности, на зажимах якоря ГП возникает напряжение, а двигатель ДП начинает вращаться с частотой и направлением, зависящими от положения рукоятки управления.

Вспомогательный режим используется при аварийном подъеме в случае отказа главного привода лебедки, при проработке скважины, при подъеме или опускании вышки с помощью силового узла РПДЭ-3, а также при бурении в случае выхода из строя датчика веса или ППУ-1.

Поскольку в этом режиме указанные элементы в работе не участвуют, их можно отключить от схемы для проведения ремонта.

Для стабилизации и увеличения быстродействия применены отрицательные обратные связи по направлению якоря генератора ^ ГП и частоте вращения, двигателя ДП. Машины ДП и ГП защищены от перегрузок в установившемся и переходном режимах, от коротких замыканий в цепи их якорей и от обрыва тока в обмотке возбуждения ОВДП двигателя ДП. В зависимости от типа буровой установки в РПДЭ-3 применяются асинхронные двигатели мощностью 28-55кВт, генераторы постоянного тока 27-50 кВт двигателя постоянного тока 25-42 кВт.

Для автоматизации подачи долота при бурении электробуром применяют регуляторы типов АВТ1 и АВТ2 представляющие собой приставки к регулятору РПДЭ-3. В основу этих регуляторов, так же как и регулятора РПДЭ-3, положена система генератор - двигатель с регулированием частоты вращения двигателя постоянного тока в широких пределах.

В схеме регулятора АВТ1 подача долота регулируется в функции нагрузки на долото и тока статора двигателя электробура, причем бурильщик может устанавливать два заданных значения уставки—осевой нагрузки на долото и силы тока электробура. Однако при этом всегда будет поддерживаться близким к заданному только один из параметров: в малоэнергоемкнх породах - нагрузка на долото, а в более энергоемких - сила тока двигателя электробура. Второй параметр будет в этом случае всегда меньше заданного. Регулятор АВТ1 также может работать в режиме поддержания постоянной скорости подачи или подъема инструмента.

Параметры отдельных частей схемы подобраны таким образом, что в установившемся режиме ошибка при поддержании силы тока электробура получается не более 5% от номинальной, а ошибка при поддержании веса- не более 20кН. Основные узлы регулятора АВТ1 (датчик веса, силовой узел, двигатель - генератор) те же, что и в автоматическом регуляторе РПДЭ-3.

При бурении малоэнергоемких пород, целесообразно использовать в качестве параметра активную составляющую тока двигателя электробура. Поэтому в регуляторе АВТ2 (рис 2) имеется узел, входящий в схему сигнала, пропорциональный активной составляющей тока двигателя электробура.

В датчике 3 по току и напряжению, снимаемым с трансформатора тока 1 и трансформатора напряжения 2, включенных и цепь питания электробура, вырабатывается сигнал U1 пропорциональный активной составляющей токa электробура.

Сигнал U1 сравнивается с сигналом U2 задатчика 4. Разностный сигнал через ограничитель 5 поступает в модулятор 6 и далее на сумматор 7 и вход ППУ регулятора РПДЭ-3. В датчике 8 вырабатывается сигнал, отражающий изменение осевой нагрузки па долото. Этот сигнал сравнивается с сигналом задатчика 9. Разностный сигнал поступает на фазочувствительный усилитель 10 и далее на сумматор 7.

Если бурение ведется при больших значениях удельного момента и двигатель электро­бура работает с нагрузкой, близ­кой к номинальной, то напряже­ние U1 будет иметь такую фазу, что сигнал Uр будет равен нулю. В этих условиях сигнал от дат­чика осевой нагрузки не посту­пает па сумматор и подача до­лота осуществляется в функции активной составляющей тока статора.



Структурная схема регулятора АВТ2.


Если процесс бурения характеризуется небольшим удельным моментом, то значение активной составляющей невелико и регулятор повысит осевую нагрузку на долото. При повышении ак­тивной составляющей тока до уровня его ограничения напря­жение на выходе ограничителя 5 и, следовательно, напряжение Ua будет поддерживаться постоянным со знаком, соответству­ющим подаче долота. Если осевая нагрузка достигнет установ­ленного значения, на выходе фазочувствительного усилителя 10 появится сигнал Uр, препятствующий дальнейшему повыше­нию осевой нагрузки.

При переходе на бурение с большими значениями удельного момента регулятор вновь начнет поддерживать заданное значе­ние активной составляющей тока статора, а контур осевой на­грузки автоматически отключится.

В буровых установках, оборудованных электромагнитными порошковыми тормозами (ТЭП), последние используются при бурении в качестве пассивных регуляторов подачи долота. Тормозной момент, развиваемый ТЭП, постоянен и не зависит от частоты вращения вала, причем тормозной момент почти однозначно определяется током возбуждения тормоза и на рабочем участке характеристики связан с ним линейной зависимостью.

Если в процессе бурения установить некоторую осевую нагрузку на долото и уравновесить момент от усилия на крюке тормозным моментом, то барабан лебедки будет неподвижен. Несколько уменьшив ток возбуждения тормоза достигают медленного вращения барабана лебедки. Вследствие углубления долота в породу, нагрузка на долото уменьшается, а момент на валу барабана, увеличивается, становится больше тормозного момента и барабан начинает вращаться, обеспечивая плавную подачу инструмента. Если пренебречь трением труб о стенки скважины, то нагрузка на долото всегда будет равна разности между весом инструмента и тормозным усилием ТЭП.




Скачать 115,35 Kb.
оставить комментарий
Дата05.11.2011
Размер115,35 Kb.
ТипДоклад, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

средне
  1
отлично
  2
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх