ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ 7
1.1 Организация тех.процесса бурения скважин на нефть и газ 7
1.2 Основное мех.оборудование ВЗБТ 2900 13
2 ЭЛЕКТРОПРИВОД БУРОВОЙ ЛЕБЕДКИ ЛБУ-1500 26
2.1 Основной электропривод лебедки 26
2.2 Расчет электропривода доп.привода буровой лебедки 28
2.2.1 Условия работы и требования, предъявляемые к электроприводу ... 28
2.2.2 Выбор электродвигателя и преобразователя 31
2.2.3 Расчет структурной схемы электропривода и синтез системы
управления электропривода 36
2.2.3.1 Расчет структурной схемы электропривода 39
2.2.3.2 Синтез регулятора тока 46
2.2.3.3 Синтез регулятора потокосцепления ротора 47
2.2.3.4 Синтез регулятора электромагнитного момента 48
2.2.3.5 Синтез регулятора скорости 48
2.2.3.6 Расчет задатчика интенсивности 50
2.2.4 Анализ статических динамических свойств электропривода 53
2.2.4.1 Динамические характеристики электропривода 53
2.2.4.2 Механические характеристики электропривода 53
2.2.5 Описание принципиальной схемы 58
3 АВТОМАТИЗАЦИЯ КОМПЛЕКСА 59
3.1 Краткие сведения о технологическом процессе и оборудовании 59
3.2 Принципы построения системы автоматизации 62
3.3 Реализация системы технологической автоматики буровой установки 65
3.4 Решения по оптимизации процесса бурение 68
3.4.1 Оптимизация операции наращивания при бурении 69
3.4.2 Оптимизация операции вращение и продольная подача
породоразрушающего инструмента по мере углубления скважины 70
3.5 Перспективные направления развития автоматической системы
бурение 72
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 74
Современные тенденции таковы, что в промышленности значительное внимание уделяется вопросам энергосбережения. Нефтегазовая промышленность, а особенно бурение, являются весьма энергоемкими.
В буровой машине основные энергозатраты приходятся на приводы главных механизмов: лебедки, насоса и ротора. С учетом роста стоимости электроэнергии и в некоторых случаях перехода от централизованного снабжения к автономному, повышение энергоэффективности приводных механизмов буровой машины становиться первоочередной задачей.
При бурении в нефтяной и газовой промышленности эти задачи успешно решаются применением регулируемого электропривода. При этом наряду с применением регулируемого электропривода следующим шагом повышения энергоэффективности механизмов буровой машины становиться применение компьютерных средств автоматизации, повышающая эффективность использования данного оборудования.
Применение автоматизированных систем повышающих стабильность способно снизить время на выполнение технологических операций.
В этом проекте рассмотрены вопросы технологии, оптимизации приводного
оборудования буровой установки:
• Описана работа основных технологических блоков буровой установки и принцип действия механического оборудования.
• Произведен расчет электропривода дополнительной лебедки буровой установки ВЗБТ 2900. Выбран электродвигатель и частотный преобразователь.
• Описаны принципы построения систем автоматизации. Рассмотрены и выбраны решения по оптимизации электропривода дополнительной буровой лебедки, операции наращивания при бурении, операции вращение и продольная подача породоразрушающего инструмента по мере углубления скважины. Выбраны перспективные направления развития автоматической системы бурение. Перспективным развитием САР лебедки в автоматическом режиме бурение может стать применение модуля оптимизации скорости проходки ROPO разработанной инженерами компании Schlumberger. Алгоритм модуля оптимизации скорости проходки ROPO базируется на модели взаимодействия алмазного долота типа PDC (polycrystalline diamond cutter bit долото c поликристаллическими алмазными вставками) с пластовыми породами и методе обработки данных, обнаруживающем изменения в функционировании долота при разбуривании этих пород.
Модуль ROPO характеризует чувствительность долота в реальном времени и определяет оптимальные значения для числа оборотов в минуту и нагрузки на долото в пределах заданных значений комплекса разных параметров, включая нагрузку на долото, крутящий момент, поверхностную частоту вращения, скорость проходки и ограничения двигателя, для того, чтобы добиться максимальной скорости проходки.
