Электропривод буровой лебедки с электромагнитными муфтами и тормозами.

Регулируемый электропривод постоянного тока буровой лебедки по схеме ТП-Д.

 

Используемая в приводе лебедки буровых установок БУ-2500ЭП (ДЭП), БУ-6500 и морских буровых установок по схеме ТП-Д (тиристорный преобразователь – двигатель) система двухзонного подчиненного регулирования скорости с зависимым управлением током возбуждения состоит из двух каналов управления: током якоря и током возбуждения. Основная часть циклов спуска-подъема выполняется при скоростях электропривода выше номинальной, которые обеспечиваются изменением силы тока возбуждения при номинальной ЭДС якоря. Входной сигнал задания частоты вращения в ручном режиме подается от сельсинного командоаппарата, установленного на пульте бурильщика.

Для автоматического поддержания постоянства мощности привода в схеме предусмотрен регулятор мощности лебедки, который управляется от датчика веса колонны бурильных труб.

 

 

Для электропривода буровой лебедки с регулированием частоты вращения в небольшом диапазоне (1,5-2) находят применение электромагнитные муфты скольжения. Для расширения диапазона регулирования частоты вращения используется система автоматического регулирования тока возбуждения муфты с обратными связями.

В приводе буровых установок электромагнитные муфты применяются для оперативного соединения приводного вала лебедки с двигателем, соединения двигателей с групповой трансмиссией, в качестве пусковой муфты в приводе лебедки от постоянно вращающихся двигателей (синхронных или асинхронных с короткозамкнутым ротором) и т.д.

Применение электромагнитных муфт в электроприводе буровой лебедки, устраняя скачкообразное изменение момента, обеспечивает плавный и интенсивный разгон привода, значительно упрощает его систему и открывает широкие возможности внедрения в него синхронных и асинхронных с короткозамкнутым ротором двигателей. В буровой установке БУ-2500БрЭ привод буровой лебедки осуществляется синхронным двигателем СДЗБ-42-8 (450 кВт, 6 кВ, 750 об/мин).

Электропривод лебедки с электромагнитными муфтами позволяет значительно повысить надежность электрооборудования, улучшить условия его эксплуатации, максимально использовать установленную мощность приводных двигателей.

Кроме того, электромагнитные муфты позволяют осуществить унификацию буровых установок с дизельным и электрическим приводами, решать вопросы автоматизации управления приводом лебедки, что обеспечивает повышение производительности подъемных операций.

В электроприводе лебедки электромагнитные муфты устанавливаются между приводными двигателями и трансмиссией. При производстве спускоподъемных операций приводной двигатель работает в режиме постоянного вращения на естественной характеристике. Привод лебедки пускают включением электромагнит-ной муфты путем подачи тока в обмотку возбуждения. Привод с электромагнитны-ми муфтами обеспечивает непрерывный переход от натяжения талевой системы к подъему инструмента, остановку колонны бурильных труб на заданной высоте, полную загрузку приводных двигателей и равномерное распределение нагрузки между ними при двухдвигательном приводе.

У электромагнитного тормоза одна из его частей должна быть неподвижно закреплена, другая связана с валом, который необходимо затормозить. Управление тормозом осуществляется током возбуждения. Энергия торможения выделяется в виде тепла, поэтому электромагнитный тормоз необходимо интенсивно охлаждать.

Механическая характеристика электромагнитного порошкового тормоза ТЭП-4500 представлена на рис. 4, в.

Электромагнитный тормоз позволяет производить экстренное торможение за счет форсирования возбуждения до полной остановки при порошковых тормозах и до ползучих скоростей при индукционных тормозах. Этому способствует высокая кратность максимального момента электромагнитного тормоза (1,4¸1,5М_т.н.).

При выполнении расчета параметров тормоза основным расчетным является режим, обеспечивающий спуск КБТ номинального веса с номинальной скоростью. По этому режиму и относительной продолжительности включения ПВ (%) рассчитывают эквивалентную мощность тормоза Р_т.э. в длительном режиме по формуле:

,

где n_ном – номинальная частота вращения валатормоза;

М_т.н. – номинальный момент на валу тормоза;

ПВ – продолжительность включения.

Выбор параметров электромагнитного тормоза завершается проверочным расчетом его теплового режима и оценкой габаритной мощности. За основу расчета принимают метод определения эквивалентного значения рассматриваемой мощности (с учетом повторно-кратковременного режима эксплуатации тормоза).