Разработка частотно-регулируемого асинхронного электропривода для бурового насоса | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Юлдашев Ф. Н., Муминов М. М., Бойхонов З. У., Имамназаров А. Т. Разработка частотно-регулируемого асинхронного электропривода для бурового насоса // Молодой ученый. — 2016. — №20. — С. 236-239. — URL https://moluch.ru/archive/124/34176/ (дата обращения: 22.07.2018).



In the article principle of work of boring options, layout chart, is examined basic and auxiliary technological equipped, varieties of the used electromechanics of direct and variable current, their property, and also the results of their analysis are presented, the choice of the frequency-managed asynchronous drive is reasonable for a boring pump and possibilities of economy of electric energy are imagined numeral values during his exploitation

Буровые насосы служат для создания в скважине циркуляции промывочной жидкости, которая очищает забой и выносит выбуренную породу на поверхность, а при турбинном бурении передает энергию турбобуру. Чаще применяются поршневые насосы, у которых подача меняется за счет смены цилиндровых втулок [1].

Силовой привод буровой установки может быть дизельным, электрическим, дизель-электрическим и дизель-гидравлическим. Дизельный привод применяют в районах, не обеспеченных электроэнергией необходимой мощности. Электрический привод с использованием электродвигателей переменного и постоянного тока применим только в электрифицированных районах. Дизель-электрический привод состоит из двигателя внутреннего сгорания (дизеля), который вращает электрический генератор, питающий электродвигатель [1, 2].

Суммарная мощность силового привода буровых установок составляет от 1000 до 4500 кВт. В процессе бурения она распределяется на привод буровых насосов и ротора.

Рис. 1. Схема буровой установки для глубокого вращательного бурения: 1 — долото; 2 — турбобур; 3 — бурильная труба; 4 — бурильный замок; 5 — лебедка 6 — двигатели лебедки и ротора; 7 — вертлюг; 8 — талевый канат; 9 — талевый блок; 10 — крюк; 11 — буровой шланг; 12 — ведущая труба; 13 — ротор; 14 — вышка; 15 — желоба; 16 — обвязка насоса; 17 — буровой насос; 18 — двигатель насоса; 19 — приемный резервуар

На рис. 1 представлена схема расположения технологического оборудования буровой установки для глубокого вращательного бурения Электропривод буровых установок может быть регулируемым и нерегулируемым. В приводе постоянного тока применяется регулируемый ЭП по системе «тиристорный преобразователь — двигатель» (ТП-Д), в котором на выходе преобразователя изменяется среднее значение выпрямленного напряжения.

Применение частотно-регулируемого асинхронного электропривода обеспечивает плавный запуск бурового насоса с токами не выше номинального, регулирование частоты вращения бурового насоса в пределах 400–1500 об/мин и стабилизацию заданной частоты с высокой точностью, снижение весогабаритных характеристик электропривода в два раза по сравнению электропривода на постоянном токе.

Это позволило снизить мощность комплектной трансформаторной подстанции буровой установки, что повлекло за собой снижение стоимости трансформаторов, проектных и строительно-монтажных работ. Кроме этого снизилось энергопотребление буровой установки и упростилось регулирование частоты вращения электропривода.

На рис. 2 представлена однолинейная схема электроснабжения буровой установки.

Рис. 2. Схема электроснабжения буровой установки: СТ — силовой трансформатор, снабжающий вспомогательное оборудование, ИТН — измерительный трансформатор напряжения, СДН — синхронные двигатели насосов, АДПА – асинхронный двигатель преобразовательного агрегата

Асинхронный двигатель преобразовательного агрегата является приводным двигателем системы Г-Д, который механически соединен с ротором синхронного генератора СГ и скорость определяет частоты тока обмотки статора СГ, а значения напряжения его регулируется током возбуждения [3, 4].

В настоящее время в буровых насосах используются основном синхронные электроприводы с нерегулируемыми синхронными двигателями. Замена нерегулируемых синхронных электроприводов с частотно-регулируемыми асинхронными электроприводами позволяет повыщения энергетических показателей буровых насосов.

Выбор мощности АД осуществляется исходя из непрерывного режима работы бурового насоса и поэтому мощность двигателя достаточно выбрать примерно на 20 % больше мощности нагрузки. Номинальное напряжение АД должен быть соответствовать напряжению сети (6 или 10 кВ). В настоящее время действующих буровых установках синхронная скорость двигателей не превышает 750 об/мин.

Для бурения глубинных скважин с глубиной 7–10 км используются буровые насосы типа У8–7 и в качестве приводного двигателя можно применять асинхронный двигатель типа 1ВАО-560LB-4У2Б5 с следующими номинальными техническими данными: РН = 1000 кВт, n0 = 1000 об/мин,UH = 6,0 кВ, IН = 110,7 А, . , bH = 2,5, bп ҳ 1,5, Iп / IH = 7.

Для регулирования скорости бурового насоса будем применять частотно-регулируемый асинхронный электропривод с высоковольтным преобразователем частоты типа ВПЧА. На рис. 3 представлена функциональная схема автоматизированного частотно-регулируемого асинхронного электропривода бурового насоса [4].

Рис. 3. Функциональная схема частотно-регулируемого асинхронного электропривода бурового насоса У8-7 на базе ВПЧА

ВПЧА функционирует следующим образом. Напряжение от электрической сети выпрямляется в выпрямителе В и сглаживается в промежуточном фильтре Ф1. Синусоидальное (в среднем) напряжение формируется в ВПЧА при помощи инвертора И с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Пульсации ШИМ сглаживаются фильтром СФК, поэтому напряжение на выходе ВПЧА синусоидальное. Содержание высших гармоник в нем не выше, чем в сетевом напряжении (не более 5 %) и двигатель в установившемся режиме работает как при питании от сети — без добавочных потерь. В переходных режимах амплитуда и частота напряжения формируются по принципу векторного управления, обеспечивая оптимальный режим двигателя в процессе пуска при изменениях уставки скорости (производительности). Величина уставки может задаваться либо с местного пульта, либо дистанционно из автоматизированной системы.

Применение частотно-регулируемого асинхронного электропривода с преобразователями частоты для управления бурового насоса обеспечивает [2]:

− исключение необходимости перезапуска всего технологического процесса после кратковременных отключений питающей сети благодаря безударному повторному включению на вращающийся двигатель;

− возможность точной дозировки и повышение КПД процессов транспортировке жидкости. В результате расход электроэнергии снижается на 3 %...10 % при той же производительности насоса.

Таким образом, используя вместо регулируемого электропривода постоянного тока бурового насоса, частотно-регулируемый асинхронный электропривод с АД с аналогичной мощностью типа 1ВАО-560LB-4У2Б5, можно будет экономить электроэнергии примерно на 7–8 % от потребляемой мощности бурового насоса, что составляет 70–80 кВт.

Литература:

  1. Imomnazarov A. T. Neft va gaz konlarining elektr jihozlari. O1quv qo1llanma. — Toshkent: «CHO`LPON», 2007. — 145 b.
  2. Imomnazarov A. T. Ekektromexanik tizimlarning elementlari. Darslik. Toshkent: «Ta’lim», 2009. — 155 b.
  3. Hoshimov O. O., Imomnazarov A. T. Ekektromexanik tizimlarda energiya tejamkorlik. 2- nashr. Darslik. — Тoshkent: Fan va texnologiya, 2015. — 155 b.
  4. Имомназаров А. Т., Аъзамова Г. А. Асинхрон моторларнинг энергия тежамкор иш режимлари. Монография. — Тошкент: ТошДТУ, 2014. — 140 б.
Основные термины (генерируются автоматически): буровой насос, буровая установка, частотно-регулируемый асинхронный электропривод, асинхронный двигатель, глубокое вращательное бурение, преобразовательный агрегат, функциональная схема, ток.


Ключевые слова

буровая установка, буровой насос, электропривод постоянного тока, асинхронный электропривод, синхронный двигатель, система Г-Д, высоковольтный преобразователь частоты

Похожие статьи

Частотно-регулируемый асинхронный электропривод...

Ключевые слова: буровая установка, частотно-регулируемый асинхронный двигатель, диапазон регулирования скорости, высоковольтный преобразователь частоты, широтно-импульсный преобразователь, закон регулирования частоты.

Усовершенствование режима работы насоса «НБ-32» для...

Расчет ивыбор частотного преобразователя для асинхронного двигателя бурового насоса НБ-32 вусловиях РУ-5 Навоийского ГМК. Для расчета необходимо определить следующие номинальные параметры насосной установки

Разработка наиболее эффективной схемы управления привода...

Вращательное движение буровому инструменту передается буровой головкой, с помощью бурового става.

Разработка частотно-регулируемого асинхронного электропривода для бурового насоса. Использование СПК207 для управления привода ОВЕН ПЧВ3 по протоколу...

Разработка частотно-регулируемого асинхронного...

Рис. 1. Функциональная схема автоматизированного частотно-регулируемого асинхронного электропривода пассажирского лифта.

Автоматизированный частотно-регулируемый асинхронный электропривод работает следующим образом.

Выбор электрогенераторов для ветроэнергетических установок

- асинхронные генераторы переменного тока.

В схемах асинхронных генераторов с двойным питанием, статор напрямую подключен к сети через трансформаторы, и ротор подключен к сети через ШИМ-преобразователей энергии.

Программно-аппаратный комплекс для измерения угловой...

Рис. 3. Схема GPC управления скоростью асинхронного двигателя с контролем тока PI и SVPWM.

Разработка частотно-регулируемого асинхронного электропривода для бурового насоса.

Обзор существующих технологий управления отработкой винтовых...

‒ автоматизированных систем управления режимом бурения (АСУ РБ) с оптимальными схемами и параметрами регулирования.

Предложен и апробирован на практике способ управления отработкой ВЗД по реакции приводного двигателя бурового насоса на изменение...

Математические модели электротехнических комплексов буровых...

Ключевые слова:бурение, электротехнические комплексы буровых установок, математические модели, электропривод.

Мощность на валу двигателя бурового насоса Рбн.пр (кВт) равна

Способ оптимизации режимов работы дымососов и энергетических...

Ключевые слова: дымосос, асинхронный двигатель, частотно-регулируемый электропривод, экономичный закон, формула Клосса.

Установки собственных нужд являются важными элементами электрических станций.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Частотно-регулируемый асинхронный электропривод...

Ключевые слова: буровая установка, частотно-регулируемый асинхронный двигатель, диапазон регулирования скорости, высоковольтный преобразователь частоты, широтно-импульсный преобразователь, закон регулирования частоты.

Усовершенствование режима работы насоса «НБ-32» для...

Расчет ивыбор частотного преобразователя для асинхронного двигателя бурового насоса НБ-32 вусловиях РУ-5 Навоийского ГМК. Для расчета необходимо определить следующие номинальные параметры насосной установки

Разработка наиболее эффективной схемы управления привода...

Вращательное движение буровому инструменту передается буровой головкой, с помощью бурового става.

Разработка частотно-регулируемого асинхронного электропривода для бурового насоса. Использование СПК207 для управления привода ОВЕН ПЧВ3 по протоколу...

Разработка частотно-регулируемого асинхронного...

Рис. 1. Функциональная схема автоматизированного частотно-регулируемого асинхронного электропривода пассажирского лифта.

Автоматизированный частотно-регулируемый асинхронный электропривод работает следующим образом.

Выбор электрогенераторов для ветроэнергетических установок

- асинхронные генераторы переменного тока.

В схемах асинхронных генераторов с двойным питанием, статор напрямую подключен к сети через трансформаторы, и ротор подключен к сети через ШИМ-преобразователей энергии.

Программно-аппаратный комплекс для измерения угловой...

Рис. 3. Схема GPC управления скоростью асинхронного двигателя с контролем тока PI и SVPWM.

Разработка частотно-регулируемого асинхронного электропривода для бурового насоса.

Обзор существующих технологий управления отработкой винтовых...

‒ автоматизированных систем управления режимом бурения (АСУ РБ) с оптимальными схемами и параметрами регулирования.

Предложен и апробирован на практике способ управления отработкой ВЗД по реакции приводного двигателя бурового насоса на изменение...

Математические модели электротехнических комплексов буровых...

Ключевые слова:бурение, электротехнические комплексы буровых установок, математические модели, электропривод.

Мощность на валу двигателя бурового насоса Рбн.пр (кВт) равна

Способ оптимизации режимов работы дымососов и энергетических...

Ключевые слова: дымосос, асинхронный двигатель, частотно-регулируемый электропривод, экономичный закон, формула Клосса.

Установки собственных нужд являются важными элементами электрических станций.

Задать вопрос