Требования к электроприводу ротора БУ
ЭП ротора может быть групповым и индивидуальным. Групповой привод служит одновременно и для лебедки, и для обеспечения вращения ротора. Требования к ЭП ротора буровой установки: 1.Должен иметь мягкую мех хар-ку. 2.Должен иметь минимальный момент инерции вращающихся частей. 3.Должен иметь небольшую кратность максимального момента. 4.Должен иметь реверс. Повышению эффективности привода ротора способствует применение элмагнитных муфт различных конструкций, устанавл-мых между двигателем и ротором и служащим для передачи вращения от ведущего вала к ведомому. Пуск и регулирование частоты вращения ротора связаны с потерями энергии в элмагнитной муфте, приводящими к её нагреву. Элмагнитные муфты позволяют: - регулирование частоты вращения ротора в относительно небольшом диапазоне, опр-мом допустимыми потерями в муфте. Для расширения диапазона регулирования частоты вращения могут использоваться муфты с водяным охлаждением; - ограничение передаваемого момента и защиту бурильных труб от поломки; -плавное закручивание и раскручивание бурильных труб; -дают возможность кратковременного получения высокого значения момента на низкой скорости при ликвидации аварий; - снижение частоты включения и отключения электропривода. Следующие виды элмагнитных муфт: электромагнитные муфты скольжения, индукционные элмагнитные и элпорошковые муфты. Режим работы приводного двигателя ротора продолжительный, а мощность, складывается из мощности потерь в механизмах привода, установленных на поверхности, из мощности, необходимой для холостого вращения колонны бурильных труб в скважине, а также мощности на долоте. Мощность холостого хода вращения колонны бурильных труб зависит от частоты вращения, длины и диаметра бурильных труб, качества промывочной жидкости, диаметра и кривизны скважины. Среднее значение мощности на долоте зависит от осевой нагрузки на долото, угловой скорости инструмента, количества и качества промывочной жидкости, типа, размера и состояния долота, а также свойств разбуриваемых пород. Мощность на долоте можно также определить по удельному расходу мощности на единицу площади забоя, которая для роторного бурения принимается равной 35-150 Вт/см2. Мощность потерь в механизмах привода зависит от типа, состояния оборудования и частоты вращения. Передача энергии долоту с поверхности через колонну бурильных труб вызывает значительные потери мощности и снижает КПД всего процесса бурения, особенно при больших глубинах. В процессе бурения неоднородных пород момент сопротивления непрерывно изменяется. Колебания момента сопротивления на долоте передаются с высокой скоростью по колонне стальных бурильных труб приводному двигателю ротора в виде упругих волн кручения, продольных колебаний и других возмущений. В результате отражения волн кручения, вызванных заклиниванием долота, напряжения кручения могут вызвать поломку труб. Напряжения кручения в трубах при мягкой механической характеристике привода будут меньше, чем при жесткой. При заклинивании долота, когда низ колонны бурильных труб неподвижен, а ротор продолжает вращаться, закручивая трубы, момент двигателя может достигать макс значения. Чтобы ограничить при этом напряжение кручения в трубах, следует ограничить момент от двигателя к ротору. Этого можно достигнуть, применяя двигатель с кратностью максимального момента С заклиниванием долота связан и процесс передачи колонне бурильных труб кинетической энергии, запасенной во вращающихся частях поверхностного оборуд-ния привода ротора. Для уменьшения кинет энергии, передаваемой трубам, целесообразно иметь привод ротора с минимальным моментом инерции вращающихся частей. Оптимальные значения частоты вращения ротора целесообразно определять экономическим расчетом исходя из минимальной стоимости 1 м проходки скважины. Как показал опыт эксплуатации БУ, бесступенчатое регулирование частоты вращения ротора при бурении глубоких скважин в диапазоне 5:1-7:1 может обеспечить увеличение мех скорости бурения до 30 % и рейсовой скорости до 20 %. Регулировать частоту вращения целесообразно при постоянном моменте. Привод должен иметь оперативный реверс для аварийных и вспомогательных работ. В БУ, рассчитанных на небольшие глубины бурения и ранних лет выпуска, применяется групповой ЭП лебедки и ротора. При этом приводные двигатели при роторном бурении оказываются недогру-женными, т.к. приводная мощность лебедки больше приводной мощности ротора.
|
.
