Шкаф управления буровой установки

Обновлено: 22.01.2025

Комплектный модуль электроприводов постоянного тока буровой установки (КТУ) предназначен для управления электродвигателями постоянного тока электроприводов основных механизмов буровой установки (буровые насосы, буровая лебедка, ротор).

Подробная информация

Состав КТУ

шкаф ввода – предназначен для подключения КТУ к питающей сети. Содержит вводные автоматические выключатели, приборы учета и контроля качества электроэнергии, аппаратуру управления и индикации;
шкафы управления электроприводами основных механизмов буровой установки (буровых насосов, лебедки, ротора). Представляет собой комплектный цифровой тиристорный электропривод постоянного тока ЭПУ1М-7 в шкафном исполнении. Содержит якорный преобразователь, преобразователь возбуждения, цифровую систему управления, аппаратуру управления и индикации;
резервный шкаф управления ЭПУ1М-7 – предназначен для ввода в работу любого одного из электродвигателей, у которого вышел из строя свой шкаф управления;
шкаф управления нагрузочным модулем – предназначен для сброса электроэнергии при работе лебедки;
шкаф автоматики (далее – ША);
автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора;
пульт дистанционного управления (пульт бурильщика);
модуль-контейнер с собственными нуждами: освещение, обогрев, вентиляция, пожарно-охранная сигнализация.

Управление КТУ осуществляется с АРМ оператора и пульта бурильщика, которые установлены в операторной буровой установки.

Основные функции ША

формирование управляющих воздействий для электроприводов основных механизмов буровой установки в соответствии с требуемыми режимами работы;
сбор, обработка и визуализация (посредством панелей оператора на двери ША, пульте дистанционного управления) информации о состоянии основных механизмов буровой установки, их электроприводов;
архивация аварийных событий;
обеспечение возможности работы электропривода лебедки в режиме РПД (регулируемой подачи долота) с помощью электродвигателя лебедки с применением энкодеров (тахогенератора) на электродвигателе, барабане лебедки и тензодатчика веса (с выходным сигналом 4-20 мА);
обеспечение контролируемой скорости движения талевого блока на подъем и спуск в зависимости от задания бурильщика, в диапазоне от 0 до 1,5 м/с с регулируемым временем разгона и торможения.
визуализация положения талевого блока при спуско-подъемных операциях (далее – СПО) на панелях оператора в ША и пульта бурильщика, с возможностью выставления рабочих верхних и нижних точек;
обеспечение функции «Тарировка талевого каната»;
обеспечение необходимых защит и блокировок при работе в режиме РПД, включая обработку сигналов конечных выключателей;
обеспечение технологических защит, блокировок от нештатного и несанкционированного пуска/останова электроприводов, от неправильных действий персонала;
обеспечение автоматического включения механического тормоза при удержании веса электроприводом лебедки более 10-15 сек (скорость 0 м/с), а также при аварийных ситуациях;
связь с пультом дистанционного управления;
связь с внешней системой автоматики.

Обмен сигналами с АСУ ТП производится по физическим сигналам (сухой контакт) либо по сети RS485 Modbus RTU.

Минимальный объём обмена сигналами:

передача сигнала «Готовность»
передача сигнала «Работа»
передача сигнала «Авария»;
приём сигнала «Пуск»;
приём сигнала «Стоп»;
прием сигнала задания скорости.

Конструктивное исполнение

Конструктивно КТУ представляет из себя теплоизолированное электропомещение, выполненное в блочно-модульном здании полной заводской готовности, предназначенном для эксплуатации в условиях умеренного и холодного климата. По согласованию с заказчиком может быть выполнен на основе сендвич-панелей или на базе морского транспортного контейнера. Внутри здания смонтированы шкаф автоматики, шкаф ввода, шкафы управления электроприводами, шкаф управления нагрузочным модулем, шкаф собственных нужд и стойка со средствами защиты.

Конструкция КТУ предусматривает возможность транспортировки его автомобильным, железнодорожным и морским транспортом, при этом исключена возможность повреждения установленного внутри электрооборудования.

Разработчик

Инженерно-производственный комплекс «Приводная техника»

Инженерно-производственный комплекс, ориентированный на разработку и производство энергосберегающего оборудования, электроприводов и устройств автоматизации промышленных механизмов.

Заказать оборудование

Решение любых вопросов

Специалисты АО «ЧЭАЗ» помогут вам своевременно разрешить любую возникшую сложность, пояснить что-либо, ответить на любой вопрос, оформить заявку.

Электрооборудование буровых установок

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

Типовая структура электропривода постоянного тока для установок с централизованным и автономным электроснабжением (рисунок) ориентирована на применение глубоко регулируемых электроприводов главных механизмов на базе электродвигателей постоянного тока и силовых тиристорных преобразователей.
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.

Электрооборудование, входящее в состав электротехнического комплекса, является либо изделиями конкретного назначения, т. е. разработанными по индивидуальным техническим требованиям и имеющими один основной вариант применения, либо относится к продукции общепромышленного назначения.
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.

Для питания электроприводов вспомогательных механизмов буровой установки с дизельным приводом последняя обычно комплектуется 2 мя дизель-электрическими агрегатами мощностью по 200 кВт каждый.
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.

Электротехнические изделия для установок наземного бурения выпускаются в климатических исполнениях У (для макроклиматических районов с умеренным климатом) и УХЛ (для макроклиматических районов с умеренным и холодным климатом) с температурой воздуха при эксплуатации (при категориях размещения 1, 2 и 3) от +40 до -45 ?С и от +40 до -60 о С соответственно.
Высота над уровнем моря - до 1000 м, относительная влажность воздуха 80% при температуре +20 о С.
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.

Для обозначения степени защиты применяются латинские буквы 1Р и следующие за ними две цифры (ГОСТ 14254-80).
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.

Комплектное устройство управления тиристорным электроприводом буровых насосов по системе асинхронного вентильного каскада

Выпускается в двух исполнениях - на мощность 500 кВт и на мощность 630, 800 и 1000 кВт (рисунок).

Структура условного обозначения: К - комплектное; У - устройство; АВК - по системе асинхронного вентильного каскада; 500 (1000) - мощность привода <кВт); УХЛ2 - климатическое исполнение и категория размещения.

Условия эксплуатации: режим работы продолжительный; охлаждение воздушное принудительное; окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров, в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию, не насыщенная токопроводящей пылью и парами; остальные данные приведены выше (см. табл. 35).

Техническая характеристика представлена в табл. 42.

Комплектное устройство КУ АВК-1000 поставляется в двух исполнениях: 1 - с реактором СРОСЗ-800МУХЛ4, 2 - с реактором СРОСЗ-250УХЛ2. Номинальные данные реакторов одинаковы.

Комплектность устройства представлена в табл. 43, массогабаритные показатели входящих в его состав шкафов и пультов - в табл. 44. Габаритные, установочные и присоединительные размеры трансформаторов и реакторов соответствуют их техническим условиям.

Шкаф управления бурового насоса КУ АВК-500 представляет собой систему НКУ, состоящую из устройств выпрямителя, инвертора и пускового, смонтированных в трехсекционный шкаф.

Принцип действия и конструкция. Комплектное устройство представляет собой асинхронный вентильный каскад с промежуточной цепью постоянного тока и комбинированной схемой реостатного пуска.

Основу комплектного устройства составляют силовые полупроводниковые преобразователи - выпрямитель и инвертор. Выпрямитель подключают к ротору двигателя для преобразования переменного тока ротора в выпрямленный ток; инвертор предназначен для создания регулируемой по величине противо-ЭДС, встречной выпрямленному напряжению ротора, и рекуперации энергии скольжения ротора в питающую сеть.

Электрическая схема комплектного устройства обеспечивает:

- пуск асинхронного двигателя с фазным ротором до частоты вращения, равной половине номинальной, при статическом моменте, не превышающем номинальный момент двигателя;

- регулирование частоты вращения двигателя в диапазоне от половины номинальной до номинальной;

- защиту от перегрузок преобразователей;

- отключение электропривода при возникновении ненормальных режимов работы.

Условия эксплуатации. В части воздействия механических факторов эксплуатация шкафов и пультов КУ АВК-1000 и пульта АВК-500 соответствует группе условий М18 (для шкафов КУ АВК-500-МЗ (ГОСТ 17516-72), при транспортировании - М18). Рабочее положение электрооборудования - вертикальное, при этом допустимое отклонение от рабочего положения не более 5? в любую сторону. Степень защиты - 1Р44 для пульта КУ АВК-500, 1Р31 - для всех остальных пультов и шкафов. Устройство сохраняет работоспособность при изменениях напряжения цепей управления в пределах -15. +10% номинального значения.

Формулирование заказа.При заказе необходимо указать наименования, тип реактора, номер технических условий (ТУ 16-654.019-86 (ИЖТП. 654569.001ТУ).

По тем же техническим условиям завод "Электропреобразователь" поставляет пульт бурильщика ПБ-БУ1600ЭУ-УХЛ2, применяемый в сочетании со шкафами управления электроприводом буровой лебедки и вспомогательными приводами вышечно-лебедочного блока на буровой установке БУ-1600/100ЭУ. В состав пульта входит собственно пульт ЖИБЦ.656131.042 (габариты - 600х450х1200 мм, масса - 75 кг) и панель с элементами ЖИБЦ.687432.116. Степень защиты пульта - 1Р44, панели - 1Р00.

Энергомодуль для управления буровой установкой с частотно регулируемыми силовыми электроприводами

Оперативно проведём все расчёты и подберём необходимое оборудование без потери в качестве.

Покупка в лизинг

Мы сотрудничаем
с ведущими российскими
лизинговыми компаниями
на лучших условиях.

Безопасные расчеты

Мы готовы провести сделку посредством аккредитива (безопасной сделки).
Все для вашего спокойствия.

Расширенная гарантия

Мы предоставляем расширенную гарантию до 36 месяцев.

Блок управления электроприводами буровой установки (далее блок управления) изготавливается для мобильной и стационарной буровых установок с электрическим частотно-регулируемым приводом.

В состав модуля блока управления включены:

1. Отсек с высоковольтным распределительным устройством РУ — 6 кВ:

Водная ячейка с вакуумным выключателем и релейной защитой МТЗ и ТО, а так же с группой учета электрической энергии;
Две ячейки отходящих линий для подключения трансформаторов 2500 кВА (питание приводов лебедки 800 кВт и ротора 400кВт) и 800 кВт (питание верхнего привода). Камеры отходящих линий укомплектованы выключателями нагрузки, предохранителями соответствующей величины, заземляющими ножами;

2. Трансформаторный отсек:

Сухой трансформатор с литой изоляцией мощностью 2500 кВА;
Кабельных лотков;

3. Отсек управления:

Шкафы выпрямителя;
Шкаф регулировки скоростей лебедки (800 кВт, 600В) с тормозным прерывателем и резистором;
Шкаф регулировки скоростей ротора (600 кВт, 600В);
Шкаф управления скоростью аварийного привода (37 кВт, 400В) с тормозным прерывателем и резистором;
Шкафы управления вспомогательным оборудованием буровой установки (гидростанция, освещение, обогрев,вентиляторы охлаждения и т.д.);
Шкаф с микроконтроллерным оборудованием для управления и контроля технологических параметров работы буровой установки (с возможностью дистанционного обмена данными с верхним уровнем управления);
Система освещения и поддержания микроклимата в отсеке управления;
Шкаф с разъемами для подключения низковольтных потребителей буровой установки;
Шкаф для документации, шкаф для хранения электротехнических средств и ЗИП;

4. Техническое и программное обеспечение, необходимое для тестирования и диагностирования;

Контейнер изготовлен в климатическом исполнении У категория 1 согласно ГОСТ 15150-69 (oт-40 до +40). Имеет приспособления для закрепления его на транспортной платформе (фитинги) аналогичные креплениям стандартных автомобильных контейнеров. Выдерживает транспортирование в соответствии с условиями «С» по ГОСТ23216-78.

На период транспортирования и хранения оборудование контейнера должно подвергаться консервации. Консервация должна обеспечить сохранность оборудования по условиям транспортирования «С» согласно ГОСТ23216-78.

Читайте также: