Дипломная работа: Электроснабжение и электроборудование буровой установки

Режим работы электродвигателей буровой лебедки в процессе подъемных операций является повторно-кратковременным, так как после каждого подъема колонны на одну свечу выполняются вспомогательные операции – отвинчивание, перенос и установка свечи и опускание незагруженного элеватора. Время подъема колонны на одну свечу называют рабочим периодом двигателя t_р .

Во время вспомогательных операций t_в двигатель лебедки, либо отключается от сети, либо работает с небольшой нагрузкой.

Для выполнения подъемных операций электродвигатель лебедки должен обеспечивать подъем максимально возможного груза на крюке. Максимальную ввозную нагрузку на крюке от массы всей колонны бурильных труб называют номинальной грузоподъемностью буровой установки и обозначают Q_н . При этом мощность электродвигателя в кВт, необходимая для подъема колонны весом Q_н в кН со скоростью V в м/с, можно определить по формуле:

(2.1)

где h - к.п.д. подъемной системы от вала электродвигателя до

крюка;

V – установившаяся скорость подъема при номинальной

нагрузке.

Если выбрать номинальную мощность двигателя P_н по формуле, т.е. Р_н = Р_под ,, то в рабочие периоды при Q=Q_н двигатель будет нагружен до номинальной мощности.

Однако при Q < Q_н или при выполнении вспомогательных операций двигатель будет недогружен.

При этом средняя нагрузка на двигатель будет значительно ниже номинальной мощности электродвигателя, и двигатель будет недоиспользован по мощности.

Для полного использования мощности электродвигателя в процессе подъемных операций необходимо учесть повторно-кратковременный характер нагрузки на крюке. Для этого вычисляют эффективную (среднеквадратичную) мощность нагрузки по выражению.

, (2.2)

где с – коэффициент, учитывающий уменьшение веса труб при

подъеме (0,9)

h_мех – механический к.п.д. передачи от двигателя до крюка

(0,7¸0,75)

t_п – время подъема 1 свечи, сек

t_в – время вспомогательной операции за цикл подъема

полной свечи t_в = 40 с, если имеется АСП, без АСП –t_в =100 с.

b - коэффициент, учитывающий ухудшения условий

охлаждения двигателя при его остановках (0,5).

Если двигатель имеет принудительное охлаждение или вращается во время цикла, а включение нагрузки осуществляется муфтами, то a = 1.

Выбранный двигатель должен удовлетворять условию Р_экв £ Р_н .

На буровой установке БУ-2500ЭУ применяется буровая лебедка типа БУ-125Э. Выбираем электродвигатель для приведения ее в движение.

Предварительно рассчитаем мощность двигателя по формуле:

, (2.3)

Из условия Р_дл £ Р_н , выбираем двигатель постоянного тока АКБ 550-13-62-8, Р_н = 550 кВт, U_н = 6 кВ, h = 93 %, и двигатель постоянного тока СДН14-44-12У3 Р_н = 500 кВт, U_н = 6 кВ, h = 0,92,