Документ содержит обзор унифицированных систем тиристорного электропривода буровых установок, рассматривая технико-экономические аспекты выбора типов электроприводов. Подчеркиваются новые технические решения и прогрессивные подходы к повышению производительности и надежности буровых установок. Также представлены основные данные электрооборудования с тиристорными и другими типами приводов.

1. УДК 6 2 -8 3 :6 2 2
РГ 4 5 .4 1 .3 3 .3 1
М.Г.Юньков, Б.И.Абрамов, А.И.Коган,
B.С.Кознов, Б.И.Моцохейн, Б.М.Парфенов,
C.В.Сахаров, В.М.Скрипник
В настоящем обзоре, который явняется продонх<ением
обзора "Унифицированные системы тиристорного энектро-
привода переменного тока наземных буровых установок"
тех х<е авторов, рассматриваются системы эдектропривода
постоянного тока и технико-экономические предпосылки
выбора электроприводов буровых установок. Приведены так­
же основные технические данные электрооборудования на­
земных буровых установок с электроприводами как посто­
янного, так и переменного тока.
Подведены основные итоги ряда научно-исследователь­
ских и опытно-конструкторских работ по созданию элект­
рооборудования для наземных буровых установок. Особое
внимание уделено рассмотрению новых технических решений,
полохсенных в основу унифицированных систем электропри­
вода главных буровых механизмов.
Редакторы: Д.Б.Белодедова, Э.Г.Дьячкова
Техн.редактор В.В.Максимова
Корректор Д.Б.Соловьев
Сдано в набор 0 8 .0 2 .8 5 Подписано в печать 0 6 .0 3 ,8 5 Т -0 0 0 5 8
Формат 6 0 x 9 0 1 /1 6 Бумага офсетная Печать офсетная
Усп,печ.п.3,5 У ч.-изд.п.4,2 J.
Тираж 2 8 5 0 экз. Заказ 759 Цена 84 коп.
1 0 5 8 5 6 , ГСП, Москва, Е -3 7 , Информэлектро
Отпечатано в отделе полиграфии с опытным производством
Москва, Е -1 2 3 , ул.Плеханова, За

2. ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ИНФОРМАЦИИ
И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ЭЛЕКТРОТЕХНИКЕ
Серия 08. Комплектные устройства управления
электроприводами. Электропривод
О Б З О Р Н А Я И Н Ф О Р М А Ц И Я
УНИФИЦИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ
ТИРИСТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА
ПОСТОЯННОГО ТО КА
НАЗЕМНЫХ БУРОВЫХ УСТАНОВОК
ВЫПУСК 2
МОСКВА
1985
ВВЕДЕНИЕ
Поставленная партией и правительством задача - увеличить добычу
нефти в стране - требует увеличить объем эксплуатационного и разве­
дочного бурения нефтяных и газовых скважин. При этом количество
выпускаемых буровых установок возрастет незначительно, т.е. рост
объемов бурения должен быть обеспечен главным образом за счет по­
вышения производительности буровых установок. Особенностями разви­
тия буровых работ на ближайшую перспективу являются: увеличение
средних глубин бурения; смещение нефтегазодобывающих предприятий
в труднодоступные районы Западной Сибири, в восточные и северные
районы страны; дальнейшее развитие нефтегазодобывающей промышлен­
ности на континентальном шельфе. Все эти задачи решаются в условиях
ограниченности трудовых ресурсов, необходимых для выпуска буровых
установок и их эксплуатации. Поэтому требуется техническое перево­
оружение буровых работ, обеспечивающее резкое повышеше производи­
тельности труда Б бурении.
Задачи электротехнической промышленности при создании новых бу­
ровых установок заключаются не только в обеспечении этих установок
необходимым электрооборудованием, но и в повышении их производитель­
ности за счет разработки и реализации прогрессивных технических ре­
шений Б части электропривода. Основным средством повышения произ­
водительности установок является применение регулируемого электро­
привода главных буровых механизмов - лебедки, насосов и ротора.
В настоящее время главные механизмы ряда буровых установок ос­
нащаются частично регулируемым электроприводом переменного тока
f l] . Однако наиболее полно отвечает технологическим требованиям
глубоко регулируемый электропривод постоянного тока. Такая система
электропривода является и наилучшей силовой основой автоматизации
© ИНФОРМЭЛЕКТРО, 1985 1

3. технологических процессов. Вместе с тем применение регулируемш'о
электропривода вызывает дополнительные капитальные, а в ряде случа­
ев и эксплуатационные затраты, что определяет необходимость тщатель­
ного технико-экономического обоснования выбора вида привода.
В данном обзоре рассматриваются системы электропривода посто­
янного тока и основные технико-экономические предпосылки выбора
электроприводов буровых установок. Здесь приведены также основные
технические данные электрооборудования наземных буровых установок
с электроприводами как постоянного, гак и переменного тока.
Основы применения регулируемого электропривода на отечественных
буровых установках были рассмотрены в работе К.А.}1<еваго, Т.З.Порг-
ного, Б.М.Школьникова, вышедшей вторым изданием в 1 9 6 4 г. [2],
В семидесятых годах изучены основные вопросы использования тири­
сторных преобразователей в условиях бурения, начато широкое приме­
нение тиристорных систем возбуждения. Системы электропривода буро­
вых установок, продолжающих выпускаться до настоящего времени,
и применяемое на них электрооборудование достаточно подробно рас­
смотрены в [3]. Ряд усовершенствований в системах электропривода
и автоматического управлешя предложен b [4 -6 J .
В настоящее время основные параметры электроприводов главных
буровых механизмов выбираются с учетом требований государственно­
го стандарта на буровые установки [ 7 ] . Сведения о конструктивных
параметрах буровых установок приведены в fS -lO j. Системы электро­
привода зарубежных буровых установок рассмотрены в f l l - 1 3 j , си­
стемы автоматизации - в [ 1 4 ] . Основные направления развития элек­
тропривода буровых установок на предстоящие годы показаны в [1 ,
5, 12, 1 5 ].
Первые отечественные буровые установки с регулируемым электро­
приводом выполнягшсь по системе Г-Д постоянного тока[2, 5 ]. Благо­
даря отличным регулировочным характеристикам и упрощению кинема­
тики установок электропривод постоянного тока обеспечил значитель­
ное повышение производительности и надежности оборудования. Однако
установки с таким электроприводом не получили широкого распростра­
нения в связи со сложностью и значительными габаритами преобразо­
вательных электромашинных агрегатов. В 7 0 -х годах были разработа­
ны и введены в эксплуатацию первые отечественные буровые установки
с тиристорным электроприводом постоянного тока по системе ТП-Д.
В те же годы такие установки начали выпускаться за рубежом. Тири­
сторный электропривод постоянного тока чрезвычайно быстро показал
свои преимущества применительно к специфическим условиям буровых
установок, и в настоящее время практически все буровые установки
с электроприводом постоянного тока как в нашей стране, так и за
рубежом оснащаются тиристорными выпрямителями переменного тока
в постоянный. Вместе с тем вопрос о применении такого вида привода
должен решаться для каждого типа установки отдельно путем технико-
эксдномического расчета и сравнения вариантов.

4. Экономический эффект системы автоматизированного электропривода
буровой установки формируется, в основном, за счет следующих факто­
ров:
повышение производительности благодаря регулированию главных
механизмов;
повышение надежности как электрооборудования, гак и механическо­
го оборудования;
увеличение КПД;
сокращение эксплуатационных расходов;
облегчение и оздоровление трудового процесса.
Как правило, для выявления экономического эффекта система элек­
тропривода должна рассматриваться не изолированно, а в совокупности
механизмов и металлоконструкций, составляющих буровую установку.
Например, на установках глубокого бурения, несмотря на увеличение
стоимосТ'И электрооборудования при тиристорном электроприводе, до­
стигается большой технико-экономический эффект благодаря сокраще­
нию механического оборудования, повышению его надежности, увеличе­
нию производительности установки в основных технологических режи­
мах (на 15-20% ), снижению аварийности буровых работ.
В [1 ] и настоящем обзоре подведены основные итоги ряда научно-
исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию элек­
трооборудования для наземных буровых установок. Особое внимание
уделено рассмотрению новых технических решений, положенных в ос­
нову унифицированных (для нескольких групп буровых установок) си­
стем электропривода главных буровых механизмов.
Системы электропривода уникальных и морских буровых установок,
производство которых носит единичный характер, в обзоре не рассмат­
риваются. Однако следует иметь в виду, что в настоящее время на­
метилось сближение систем электропривода уникальных и серийных
буровых установок, что стало возможным благодаря применению уни­
фицированных средств тиристорного электропривода постоянного тока.
Таким образом, приведенные в обзоре данные характеризуют практиче­
ски все технические решения, реализуемые на отечественных буровых
установках.

5. 1. ЭЛЕКТРОПРИВОД п о СИСТЕМЕ ТИРИСТОРНЫЙ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ - ДВИГАТЕЛЬ (ТП-Д)
1 .1 . Основы выбора тиристорных преобразователей ,
1 . 1 . 1 . О с н о в н ы е э л е к т р и ч е с к и е
п а р а м е т р ы т и р и с т о р н ы х
п р е о б р а з о в а т е л е й
Электротехническая промышленность выпускает тиристорные преоб­
разователи (ТП) в широкой номенклатуре различных конструкций
и комплектности.
При выборе преобразователя для электропривода буровой установки
по системе ТП-Д учитываются следующие основные электрические па­
раметры и характеристики ТП:
1. Напряжение и частота питающей сети. В случае питания ТП от
высоковольтной сети в его составе (или дополнительно) предусматри­
вается понижающий трансформатор на соответствующие напряжения
и мощность. В случае питания ТП непосредственно от сети должны
быть предусмотрены сетевые токоограничивающие реакторы,
2. Напряжение и частота цепи питания собственных нужд ТП - си­
стемы импульсно-фазового управления, устройств защиты и сигнализа­
ции. Частота напряжения питания СИФУ должна совпадать с частотой
силовой цепи, кроме того, должна соблюдаться однозначная взаимо­
связь по фазе напряжения питания силовой части и СИФУ. Необходимо
учитывать также допустимые отклонения напряжения и частоты от их
номинальных значений. Обычно для собственных нужд используется пе­
ременное напряжение 3 8 0 В, 5 0 Гц и постоянное 1 1 0 или 2 2 0 В.
3 . Номинальное выпрямленное напряжение V и диапазон его
изменения, в том числе возможность изменения полярности. Номиналь­
ное выпрямленное напряжение силового ТП должно быть на несколько
процентов больше номинального напряжения якоря двигателя
Ч » - < 1,02;-1,05)
Излишний запас по напряжению приведет к необходимости работы
ТП при неполном открытии вентилей и соответствующему снижению ко­
эффициента мощности, при этом будут также увеличены искажения на­
пряжения питающей сети.
4 . Номинальный выпрямленный ток При циклическом режиме
работы электропривода, так же как при выборе других элементов элек­
тропривода, должно соблюдаться условие выбора по эквивалентному
(среднеквадратичному) току
/ ^ IJ .
экв d н

6. 5 . Допустимая величина и длительность кратковременной перегрузки
по току (при определенной длительности режима перегрузки)
Ь ^ I / l , ^ 5 ,
кр £? н доп
где 6^^^ - допустимая кратковременно относительная перегрузка.
В ТП, предназначенных для электропривода, эта перегрузка со­
ставляет обычно 5доп ~ 2 ,0 h 2 ,5 за время 1 0 -1 5 с, т.е, имеет при­
близительно такую же величину, как и для двигателей постоянного тока.
6 . Коэффициент полезного действия, который обычно составляет
95-97% .
7 . Коэффициент мощности в номинальном режиме. Для трехфазного
мостового выпрямителя номинальный коэффициент мощности составля­
ет обычно 0 ,7 - 0 ,8 .
8 . Возможность работы в инверторном режиме и дополнительные
требования к питающей сети для нормального протекания данного режи­
ма. (Во избежание аварийных режимов, напряжение питания не должно
быть ниже допустимого значения).
9 . Величина сигнала управления ТП в номинальном режиме. В боль­
шинстве серийных ТП, с учетом широкого применения унифицированных
систем регулирования, предусматривается сигнал управления с унифици­
рованными уровнями: напряжение постоянного тока не более 10 В,
ток не более 5 мА. Кроме того, для каждого типа ТП оговаривается
допустимое содержание переменной составляющей в сигнале управления.
1 0 . Степень вгшяния ТП на питающую сеть, зависящая от силовой
схемы ТП, числа фаз, способа управления вентилями, индуктивности ре­
акторов и т.д. ТП вызывает искажения формы напряжения питающей
сети, т.е. вызывает появление высших гармоник в напряжении сети.
Поскольку искажения зависят от параметров ТП и сети, данный вопрос .
решается как комплексная задача соответствуюищми расчетами j|l8 ,
20, 2 lJ . Искажения формы напряжения сети в соответствии со стан­
дартом- на качество напряжения характеризуются коэффициентом неси-
нусоидапьности напряжения
К =
2 и-
НС ’
который отражает содержание в напряжении высших гармоник по отно­
шению к первой гармонике. В соответствии с действующими стандарта­
ми на качество напряжения допускается для общепромышленных сетей
К 5%, для автономных сетей К 6 10%.
НС „ НС
1 1 . Возможность работы выбираемого ТП при конкретных парамет­
рах питающей сети с учетом провалов напряжения в период коммутации
тиристоров (от самого тиристорного преобразователя или от любых
759-2 5

7. других ПРИЧИН, в том числе от влияния других подкпючонных к данной
сети ТП). Условие работоспособности ТП с этой точки орпшя выража­
ется через величины фактического и допустимого произведошы глуби­
ны провала Д С/ в % на его длительность у в электрических граду­
сах
Д[/.У (ДС/-У )
' доп
Для наиболее совершенных из серийных ТП допустимое значешю
этой величины составляет 400%*эд.град. Иногда этот показатель из­
меряют в вольт-секундах (В*с) и называют вопьт-секундной площадью
провала [ 1 8 ] .
12. При выборе ТП следует также решить вопрос о необходимости
использования совместно с ТП фильтрокомпенсирующих устройств для
уменьшения колебаний напряжения и искажений в сетях соизмеримой
мощности, а также для повышения коэффициента мощности системы
электропривода.
Вопросы взаимного влияния ТП и питающей сети (см.пп.Ю , 11, 1 2 )
являются наиболее сложными, но вместе с тем и весьма важными, по­
скольку системы электропривода буровых установок следует рассмат­
ривать как системы с ограниченной (или соизмеримой) мощностью ис­
точника питашя. Электрооборудование установок с централизованным
электроснабжением питается, как правило, от длинных радиальных ли­
ний. Электрооборудование установок с автономным электроснабжением
питается от электростанции, мощность которой по экбномическим сооб­
ражениям должна быть минимально необходимой.
Взаимное влияние ТП И питающей сети в системах соизмеримой
мощности может быть зачастую настолько значительным, что здесь
требуется применение специальных СИФУ с повышенной устойчивостью
к колебаниям и искажениям напряжения, тщательный выбор индуктив­
ностей реакторов и т.д. Кроме того, становится необходимым примене­
ние фильтрокомпенсирующих устройств (ФКУ) для компенсации реактив­
ной энергии и повышения коэффициента мощности и для фильтрации вы­
сших гармоник Б напряжении сети. Несмотря на сложность этих ’проб­
лем они могут быть разрешены при комплексном рассмотрении указан­
ных выше взаимосвязанных технических вопросов методами, изложен­
ными Б f l 8 , 2 0 - 2 4 ] . Эффективность указанных методов подтверждена
успешными результатами эксплуатации системы ТП-Д мощностью до
1 0 0 0 кВт в единице на морских буровых установках П Б У 6 0 0 0 /6 0
и П П Б У 6000/200.
1 .1 .2 , У с т р о й с т в а з а щ и т ы
и с и г н а л и з а ц и и ТП
В каждом комплектном ТП имеются внутренние устройства защиты,
действие которых следует учитывать при использовании ТП в системе
электропривода [ l8 , 2 4 ] .

8. Прежде всего имеются устройства защиты от перегрузок по току.
В силовых ТП используется, как правило, несколько включенных парал­
лельно тиристоров в каждом плече выпрямительного моста. Для защи­
ты тиристоров последовательно с каждым из них включаются бы­
стродействующие плавкие предохранители. Кроме того, обычно имеется
блок токовой защиты, реагирующий на перегрузку по току в общей вы­
ходной цепи. В случае, если в составе ТП имеется собственный авто­
матический выключатель питания, блок защиты воздействует на его
отключение. Если используется внешний выключатель питания, то необ­
ходимо обеспечить соответствующее воздействие блока защиты на этот
выключатель. Кроме того, часто предусматриваются электронные уст­
ройства, обеспечивающие по сигналу блока защиты снятие ("блокиро­
вание") управляющих импульсов или перевод их в инверторную зону,
благодаря чему ток главной цепи снижается до нуля, В техническом
описании на конкретный ТП содержатся сведения о защите, необходи­
мые для проектирования общей схемы электропривода и для обеспече­
ния необходимой селективности действия защитных устройств.
В ТП, предназначенных для использования не только в выпрямитель­
ном, но и в инверторном режиме, предусматривается автоматический
выключатель в цепи выпрямленного тока, так как другие средства за­
щиты не могут предотвратить выход ТП из строя при авариях в инвер­
торном режиме. Для этих цепей используются специальные быстродей-
ствуюище токоограничиваюище выключатели [ 2 4 ] .
Предусматриваются также средства защиты от различных других
аномальных режимов работы ТП: защита от внешних и внутренних (ком­
мутационных) перенапряжений; защита от исчезновения щш недопусти­
мого отклонения напряжения собственных нужд, а также выходных на­
пряжений блоков питания; защита от опрокидывания инвертора; контроль
действия системы охлаждения; контроль перегрева тиристоров; контроль
сопротивления изоляции цепи выпрямленного тока; при наличии несколь­
ких параллельных ветвей - защита от сгорания двух предохранителей
в одном плече (при сгорании одного предохранителя подается предупре­
дительный сигнал). Перечисленные устройства в зависимости от конкрет­
ной конструкции ТП воздействуют либо на отключение питания ТП,
либо на устройства сигнализации, либо на то и другое,
В ТП предусматривается световая сигнализация наличия питания
основных составляющих узлов, их исправности, срабатывания защитных
и блокировочных устройств. Аварийно-предупредительные сигналы могут
быть трех видов:
1) предупредительные, не требуюище немедленного отключения ТП
и предупреждаюище оператора о необходимости при первой возможно­
сти отключения и ревизии соответствуюищх устройств (желтые сигналь­
ные пампы);
2) аварийно-предупредительные, подающие команду оператору о не­
обходимости экстренного отключения ТП (красные сигнальные пампы.
Звуковой сигнал); после подачи такого сигнала через короткое время
происходит автоматическое отключение ТП;

9. 3 ) аварийные, которые подаются одновременно с автоматическим
отключением ТП и служат для обнаружения причин аварии.
При построении схемы электропривода следует учитывать, что от­
ключение ТП без острой необходимости может нарушить технологиче­
ский процесс. С учетом этого к 3-й группе следует относить сигналы
лишь о таких ситуациях, когда авария ТП может быть предотвращона
только немедленным его отключением.
Таким образом, в самом ТП имеется достаточно полная информация
о работе всех его устройств. Кроме того, предусматриваются обобщен­
ные сигналы о том, что имеются какие-то нарушения в работе всего
ТП или отдельных групп его устройств. При проектировании схемы
электропривода следует предусматривать вывод на внешние устройства,
пульты управления и других обобщенных сигналов о работе ТП.
В ТП обязательно имеются приборы для измерения выпрямленного
тока и напряжения, а иногда и других параметров, характериауюищх
его работу.
1 .1 .3 . К о н с т р у к т и в н ы е х а р а к т е р и с т и к и ТП
Развитие конструкшй ТП по климатическому исполнению происходит
Б двух напрдэлениях:
применение всех элементов схемы ТП, допускающих работу при ко­
лебании температуры в широких пределах (от +50 до - 5 0 С) и при
повышенной влажности, использование шкафов закрытого типа с цепью
установки ТП в частично закрытых помещениях, под навесом и т.п.;
применение ТП открытой конструкции, встраиваемьк вместе с дру­
гими шкафами электрического управления в контейнеры с внутренними
устройствами обогрева, вентиляции, освещения и т.д.
Контейнерное исполнение электрооборудования представляется весь­
ма перспективным для передвижных буровых установок, поскольку при
этом не только вьшопняются указанные выше требования, но и дости­
гается высокая степень заводской готовности, удобство монтажа, де­
монтажа и транспортирования электрооборудования.
На морских буровых установках, где впервые стали применяться
тиристорные электроприводы, важным фактором является способ охлаж­
дения ТП. В настоящее время используются силовые ТП с водяным
охлаждением. Здесь ТП устанавливаются в закрытом отапливаемом по­
мещении и поэтому не возникает проблем в работе системы охлажде­
ния при отрицательных температурах. Водяное охлаждение повышает
надежность работы тиристоров при резко переменных нагрузках. Вме­
сте с тем системы водяного охлаждения достаточно сложны и требуют
квалифицированного Обслуживания, применения специальных систем под­
держания уровня сопротивления изоляции, контроля изоляции и т.д.
На наземных буровых установках более целесообразно использование
воздушного (принудительного или естественного) охлаждения ТП.
На буровых установках часто ТП устанавливаются в зонах, где на­
блюдается повышенная вибрация от работающих механизмов. Кроме то­
8

10. го, буровые установки, особенно предназначенные для сравнительно
небольших глубин бурения, часто транспортируются с одной точки на
другую, а при транспортировке возможно возникновение вибрационных
и ударных нагрузок. В связи с этим при использовании серийных ТП
необходимо обеспечивать ограничение воздействующих на ТП механи­
ческих нагрузок; при разработке новых ТП для буровых установок сле­
дует предусматривать специальные средства для повышения их устой­
чивости к механическим воздействиям.
Для всех промышленных ТП обычно широко используются блочные
конструкции, обеспечивающие, высокий уровень ремонтопригодности
и малое время восстановления (ремонт производится в большинстве
случаев путем замены блоков). Для буровых установок это требова­
ние является особенно важным, так как ТП эксплуатируются вдали
от ремонтных баз и зачастую при отсутствии высококвалифицированно­
го обслуживающего персонала. В связи с этим повышается необходи­
мость развитых средств диагностики и специальных устройств (стен­
дов, наладочных блоков и т.п.) для проверки отдельных узлов ТП не­
посредственно в условиях объекта.
1 .2 . Электропривод буровых лебедок
При построении схем электроприводов буровых лебедок необходимо
прежде всего исходить из технических требований к приводу лебед­
ки, определяемых основными параметрами подъемной системы, огово­
ренными ГОСТ 1 6 2 9 3 -8 2 [7]: грузоподъемность номинальная и мак­
симальная, условная глубина бурения, мощность, развиваемая на валу
барабана лебедки, максимальная скорость подъема талевого блока,
тормозной момент вспомогательного тормоза.
При разработке новых систем электропривода буровой лебедки сле­
дует считать допустимыми некоторые отклонения от указанных
с ГОСТе значений параметров, если при этом обеспечиваются более
высокие технико-экономические и эксплуатационные показатели.
С учетом указанных требований и решались вопросы рационального
проектирования электроприводов буровых лебедок применительно к на­
земным установкам.
Система двухзонного подчиненного регулирования скорости с зависи­
мым управлением током возбуждения, используемая в приводе лебедки,
состоит из двух каналов управления: током якоря и током возбуждения-
и практически принципом действия ничем не отличается от описанной
в [ 1 9 ] .
В приводе лебедки скорость подъема колонны должна изменяться
в зависимости от массы таким образом, чтобы мощность, развиваемая
приводом, оставалась постоянной (аналогичная зависимость должна
быть и при спуске), т.е.
Р - = М_ • со- = const
б о б

11. где Pg, Mg - мощность и момент, развиваемые на валу барабана;
Wg - угловая скорость барабана.
Для обеспечения постоянства мощности необходимо регулировать
скорость в зависимости от момента, определяемого усилием на крюке,
Б соответствии с выражением
со, ■= Р -/М ,,
б б б
Момент на валу двигателя зависит от величины усилия на крюке
и от параметров талевой системы и лебедки. Величина момента при
подъеме вычисляется исжодя из следующих зависимостей:
G- К
f погЕ_ .
б 2i . Д ’
тс тс
F * D
м = — = ^Р.. .бр ,
Дв
где к , Л - соответственно коэффициент погружения и коэффи-
погр тр циент трения колонны о стенки скважины;
F - усилие на крюке;
G - масс» колонны и подвижных частей талевой системы;
с -V ЧИСЛО работающих двигателей;
i , i - передаточное отношение талевой системы и привода ле­
те л ,
бедки;
п , П - КПД талевой системы и привода лебедки;
ТС п
Dgp - расчетный диаметр барабана лебедки.
Установившуюся скорость вращения двигателя лебедки в зависимо­
сти от усилия на крюке можно представить в виде
« = К V f ,
дв 1 кр
где - принятая постоянная величина .
Требуемая величина частоты вращения обеспечивается двухзонным
регулированием посредством системы автоматического управления.
Для автоматического поддержания постоянства мощности привода
в схеме рис.1 предусмотрен регулятор мощности РМЛ, содержаищй
функциональные узлы нелинейности УН и ограничения мощности ОМЛ,
10

12. 3 § а '
а s я 03а 3 о
J й-i=t л 1
Wmсо а
!
1о& '»ri е
п mн ..
S к & ^
S §■ i
g “ g i
. я о a-
g S I §
e I ®1S | ! |
&1ЛX Й « ^ 9U * G>. Й
2 &
Л, S H
ОS H
§• S
Ч
-sо
J,
l a '
|* e
3 СЦ
Оc( СЦ
§ 5 ё r .cf СЦ>> a t:
s ^
S 1 s ^ ^
(0 ••
§ “
^ ss aH X
9. У
i г
IS
i|
I?^S5CO
11

13. которые управляются от датчика веса ДВ. Узлы нелинейности являют­
ся по существу функциональными преобразователями, создающими тре­
буемую нелинейную зависимость выхода УН от сигнала ДВ. Узел
ограничения мощности (ОМЛ) находится в прямом канале управления.
Его выходное напряжение зависит от задающего сигнала V
скп
но
ограничивается г.о максимальному уровню в зависимости от выходного
сигнала узла нелинейности ^ун„. При максимальном задающем сигнале
------------------- и _напряжение выхода
омл
огр’аничивается с увеличением веса таким
образом, что сигнал задания скорости, подаваемый на регулятор ско­
рости и убудет уменьшаться, благодаря чему мощность привода со­
храняется постоянной, т.е. будет обеспечиваться необходимая форма
механической характеристики на участке от номинальной до максималь­
ной скорости. Зависимость
на рис. 2.
и
ун.
и
омл
от представлена
а
Рис.2 . Зависимость U (а)
ун^
при раз-и и (б) от
омл
и
дв
личных режимах работы
1 - при однодвигательном
приводе; 2 - при двухдвига-
тельном приводе
12

14. в системе регулирования привода лебедки для снижения влияния
помех все цепи разделены на три группы, каждая из которых получает
питание от своего источника и не связана гальванически с другими
группами:
регулятор скорости, регулятор мощности и связанные с ним задаю­
щие узлы и датчики;
регулятор тока якоря и связанные с ним датчики;
регулятор тока возбуждения и ЭДС и связанные с ними датчики.
В процессе работы электропривода лебедки возможны аварийные
режимы, при которых происходит неожиданное увеличение нагрузки при­
вода Б результате увеличения усилия на крюке в случае затяжки или
прихвата колонны в скважине. В подобных случаях система управления
электроприводом обеспечит увеличение тока якоря только до величины
стопорного тока, определяемого уровнем ограничения выхода РСП,
Рис.З. Механические характеристики электродвигателя типа
П 2 -8 0 0 -1 7 7 -8 У 2 в электроприводе лебедки
1 - пусковая характеристика; 2 - рабочая характеристика
7sq- ч
13

15. а скорость привода упадет до нудя. Механические характеристики эдек-
гродвигагепя в электроприводе лебедки приведены на рис.З.
При спуске колонны в скважину торможение может осуществляться
в динамическом режиме торможения- либо рекуперативном режиме ра­
боты двигателя (IY квадрант механических характеристик).
В режиме рекуперативного торможения силовой ТП будет работать
в инверторном режиме. Поскольку полярности статического момента,
тока возбуждения и тока якоря при этом остаются неизменными, режим
рекуперации может быть осуществлен при нереверсивном силовом ТП,
Система двухзонного регулирования скорости действует при этом почти
аналогично режиму подъема с той лишь разницей, что задающий сигнал
меняет полярность на обратную. Механическая характеристика привода
лебедки при этом представляет собой зеркальное отображение кривой
механической характеристики при подъеме.
1 .3 . Система динамического торможения
Система динамического торможения в общих чертах характеризует­
ся следующим. Двигатель при спуске колонны работает как генератор,
нагруженный на сопротивление динамического торможения. Управление
моментом и скоростью осуществляется путем регулирования тока воз­
буждения.
В режиме спуска, как и при подъеме, рациональной статической ха­
рактеристикой является кривая постоянства мощности. Моменты и уси­
лия в приводе лебедки при спуске меньше, чем при подъеме, на величи­
ну КПД. Рациональная установившаяся скорость двигателя определя­
ется так Же, как и при подъеме, а ее величина обеспечивается систе­
мой регулирования скорости электропривода в режиме динамического
торможения.
Структурная схема системы динамического торможения приведена
на рис.4. Система регулирования динамическим торможением состо­
ит из трех контуров. Первый (внутренний) - это контур регулирования
тока возбуждения, в котором используется регулятор тока возбуждения
тот же, что и Б режиме подъема. Второй - контур регулирования тока
якоря, или, как он называется, регулятор тока спуска. Третий (глав­
ный) - контур регулирования скорости.
На вход регулятора скорости спуска РСС задаюищй сигнал подается
по двум каналам: в основном режиме (разгон на спуск и движение на
установившейся скорости) по каналу обратной связи по скорости,
в режиме замедления - по каналу форсировки торможения.
По первому каналу задание скорости спуска подается автоматиче­
ски в функции веса. Сигналом задания скорости в принятой схеме
является по существу величина запирающего напряжения, формируемая
Б узле запирания. Для обеспечения требуемых статических и -динамиче­
ских характеристик сигнал главной обратной связи от датчика скорости
ДС подвергается преобразованиям в узлах: запирания УЗ, коррекции
УК и перемножения УП, на которые подаются сигналы от датчика ско-
1 4

16. ffl е
•й Ф I
С2 СО '
2
I DQ
S о и*
§
I S
. 'О
'^ 4 1 '
о « о
8 » | е
a s .
ь a
m
1
§
T ( J |
H 5
0
1
8
i •:о i I
О S ^ X
65?: Гg ё
S 8
a §
a; Ц g fe
, e
't Ч
и .
.« U b g- g
15

17. рости ДС и датчика веса ДВ. Регулятор РСС выдает задание тока
якоря на регулятор тока спуска РТС,
При управлении по первому каналу производится разгон системы
на спуск и автоматический выход на оптимальный установившийся ре­
жим работы.
По второму каналу оператор управляет режимом замедления систе­
мы в конце цикла спуска или в любой желаемый момент времени. Уп­
равление по второму каналу осуществляется от сепьсинного командо-
аппаратаСКТ. При этом обеспечивается форсированное нарастание тока
возбуждения и динамического тормозного момента. Сигнал от СКТ
подается на отдельный вход РСС согласно с сигналом обратной связи
по скорости. Сигнал форсировки является преобпадаюищм, т.е. после
его подачи сигнал первого канала уже незначительно влияет на вели­
чину скорости.
Для ограничения тока возбуждения,' напряжения и тока якоря в лю­
бых режимах (при управлении на всех скоростях и по любому каналу)
служит узел ограничения возбуждения УОВ и вспомогательный узел
нелинейности УН. Характеристики устройств управления системой дина­
мического торможения приведены на рис.5,
Расчет и построение характеристик динамического торможения обла­
дают рядом особенностей [ 5 ] . Характеристики двигателя в режиме
динамического торможения при постоянном сопротивлении нагрузки
представляют собой семейство прямых, соответствуюищх разным зна­
чениям потока возбуждения.
Ток якоря определяется соотношением
/ = E / R ^ ,
где ° ^а ^ ~ общее сопротивление якорной цепи при торможе­
нии;
R - сопротивления якоря двигателя;
- сопротивление сборки резисторов (включая сопротивления
проводов).
При выборе сопротивления должно быть найдено компромиссное
решение, удовлетворяющее требованиям высокой производительности,
интенсивного замедления и достаточно малой конечной скорости спу­
ска. Максимальная величина сопротивления соответствует режиму пре­
дельной скорости и может быть определена из выражения при макси- '
мапьном значении ЭДС и потока [5] :
Где т а х “ максимальное сопротивление;
- коэффициент увеличения ЭДС или напряжения;
16

18. Use
UyH
/
/
V
Udc
/
/
Uyot
Uc8
VV
ч
Udc
Рис.5. Характеристики устройств управпения системой динамическо­
го торможения
/ г - [/,/ (с/ ); в - {/‘ дс ук уов
ф
М
- коэффициент увеличения потока;
- относительная величина заданного момента;
- номинальное сопротивление двигателя;
К - величина запает по напряжению,
а
При выборе величины сопротивления ^ ^ д в и г а т е л ь нельзя
полностью использовать по" напряжению и потоку, что явно нерацио­
нально. R . определяется как
т. mm
17

19. сч
>2
00
I
г-
Г-
тН
1
О
О
00
I
CNJ
С
ф
о
2
а
оЕн
CJ о
S
I S
§. I
^ ?rt
^ й
а §
•S, ^
со I
& «
18

20. 2 s l a 2 l b
v.min K . , * n
M Д Н
Величина тока, ЗДС и потока в основной (рабочей) точке можно
выразить;
, ^ ^3 ”дсо I .
Ку.
Ео = 1 Г ^ н ^ ' ^ о = т т ; ^ -
о 3 дсо
После выбора и расчета основных параметров могут быть постро­
ены характеристики, представленные на рис.6 в виде зависимости
п (1 )и п (М ) при разных постоянных значениях потока возбужде-
Д я д д " "
ния. Для расчета характеристик следует пользоваться формулами:
^я^т
1 2
М = — 'С ■ с^'п ф .
д J. е М Д
Статические "рабочие" характеристики системы, соответствующие
регулированию по закону постоянства мощности, представляют собой
прямую I =/,, = const и гиперболу М • = М • п = const,
я О д д дсо дсо
Ограничение по току в переходных режимах выражается прямой
^ ~ ^к, ~ const в правой части диаграммы.
я М
1 .4 . Электропривод буровых насосов и ротора по системе ТП-Д
1 .4 .1 . Э л е к т р о п р и в о д
б у р о в ы х н а с о с о в
При построении схемы электропривода буровых насосов исходят
из основных технических требований, предъявляемых к насосу условия­
ми технологии бурения - плавное, глубокое регулирование частоты
вращения (числа двойных ходов) и многоступенчатое ограничение раз­
виваемого момента, что обеспечивает работу в оптимальных техноло­
гических режимах. Более полное использование мощности насосов
улучшает очистку забоя, повышает проходку на допото, т.е. увеличива­
ет производительность бурешя.
19

21. к электроприводу буровых насосов предъявляются дополнительные
требования:
электродвигатели выбираются с учетом того, что они питаются от
одних источников, обпщх с электродвигателями буровой лебедки и ро­
тора;
система регулирования должна обеспечивать полную регулировочную
способность двигателей, плавный пуск, необходимую стабильность ста­
тических и динамических характеристик.
В отличие от электропривода лебедки к электроприводу буровых
насосов предъявляются значительно меньшие требования по режимам
работы: не требуются реверс и скорость выше основной, т.е. не тре­
буется ослабление поля. Поэтому для электропривода насоса выбира­
ется наиболее простая структурная схема однозонного регулирования,
двухконтурная. Внутренним является контур регулирования тока яко­
ря, а внешним - контур регулирования ЗДС двигателя.
Функциональная схема системы регулирования насоса показана
на рис.7. Во всех системах ТП-Д внутренним контуром, который
подлежит первоочередному расчету, является контур тока, образованный
регулятором тока РТ, тиристорным преобразователем ТП, датчиком
тока ДТ и звеном, представляющим двигатель. Этот контур стандарт­
ный и его расчет не отличается от обычного [ ю ] .
Система урегулирования скорости в первой зоне с регулятором ЗДС
(Р З) применяется обычно для электроприводов с нерегулируемым по­
током возбуждения. В этой системе точность поддержания скорости
несколько меньше, чем в системе с обратной связью по скорости, од­
нако отсутствие тахогенератора значительно упрощает схему и повы­
шает ее надежность. Регулятор РЗ служит здесь по существу регуля­
тором скорости. Несколько меньшая точность регулирования скорости
возможна в связи с нестабильностью потока возбуждения.
Величина ЗДС измеряется косвенным методом (как разность на­
пряжения на якоре и падения напряжения в якорной цепи) на основании
выражения
Е Р = и Р - /R ,
дв ^^дв '" а ’
где Е^^, - ЗДС двигателя и напряжение на якоре;
R - сопротивление якорной цепи двигателя между точками
“ измерения напряжения.
В системе регулирования насоса используется блок регулирования
БРН и блок датчиков. Блок БРН включает в себя ячейку фазочувст­
вительного выпрямителя ФВ, ячейку задатчика интенсивности ЗИ,
регулятор скорости (ЗДС) РЗ и регулятор тока РТ. Блок датчиков
содержит датчики тока ДТ и напряжения ДН. Воздействуя на преобра­
зователь якоря, производят регулирование скорости двигателя от нуля
до основной. Регулирование задания осуществляется сельсинным ко-
мандоаппаратом СКН, расположенным на пульте управления буровым
20

22. а о
Xся rzi
g .
J3 J3
e с
g ^о Ф
S CQ
3 О
CO CO
a ^>2 D. CC
«-Ю to
о
CO 0)
D ,
П s
ro
2ai
I
©
U
Sо
о
к f
.. -я
Я s Л
ё 8 S
а§ g
э ч
ё i
о со
§*
S S
8
а
I
6 - м ,
aag
§ I ^
I lfc
g e o "
s. 2 CL
и 5
a» s
WSo, 3
§ “
“ s * 1
Й о « a
Л ё о ё^ mЬ ф
^ я g
f'’ ' s s
о 3=§ Й
7 5 9 - i 21

23. насосом. При постоянном токе возбуждешя скорость двигателя про­
порциональна ЭДС. Сигнал обратной связи по скорости (ЗДС) обра­
зуется путем алгебраического суммирования сигналов V с датчи-
осн
ка напряжения и с датчика тока якоря (с обратным знаком) .
При таком способе выделения сигнала по ЗДС в цепи задания ЗДС
(сигнал t/gjj ) и в цепи обратной связи по напряжению (сигнал
и ) включаются фильтры Ф (ячейка Яф). Защита двигателя от пе-
регрузок, явдяющаяся также ограничением момента насоса, осущест-
вляется путем ограничения выхода регулятора Р З. Выбор уставки
(р и с.8)’ ограничения момента электропривода осуществляется опера­
тором с пульта управпения. Устойчивость системы регулировашя от
помех обеспечивается питанием от отдельного источника и гальваниче­
ской развязкой общей точки.
%5
/- '2 ^3 ^0
0,5 f,0 1,25 7 /
'Чв
10
0,5
- 7 -2 -3 7
0,5 1,0 1,25 Мде*
Рис.8 . Характеристики внешняя (а) и механическая (б) электропри­
вода бурового насоса
1 ...4 - уставки стопорного момента соответственно 0 ,5 ; 0 ,7 5 ; 1,0;
1 ,2 5 от номинального
22

24. 1 .4 .2 , Э л е к т р о п р и в о д р о т о р н о г о с т о л а
Требования к системе регулирования роторного стола аналогичны
требованиям к системе регупировашя бурового насоса, но имеются
некоторые отличия.
Особенностью электропривода роторного стола является необходи­
мость мягкой характеристики в зоне ограничения момента с целью
улучшения динамических характеристик. Функциональная схема системы
электропривода роторного стола (рис.9) в отличие от схемы бурово­
го насоса имеет узел ограшчения мощности УО, обеолечивающий мяг­
кую "экскаваторную" характеристику в зоне ограничения.
Система регулирования обеспечивает автоматическое поддержание
заданной скорости привода в диапазоне от нудя до максимальной при
помощи регулятора РЭ. Поток возбуждения при этом остается посто­
янным. Узел регулятора ограничения УО тока ротора содержит уст­
ройство, воздействующее на уровень задания регулятора тока,
В случае, если выбранный электродвигатель при номинальной ча­
стоте вращения не обеспечивает необходимую частоту вращения ро­
торного стола, применяют ступенчатое ослабление поля двигателя. При
этом с помощью контактора вводится сопротивление в обмотку возбуж­
дения. Управление контактором производится с пульта управления.
При этом электропривод ротора должен обеспечивать заданную мощ­
ность в диапазоне от номинальной до максимальной частоты вращения.
Применяется упрощенная схема регулирования, обеспечивающая линей­
ную зависимость напрялсения от тока и скорости от момента. Характе­
ристики на рабочем участке достаточно близки к кривой Р = const.
Для получения требуемой внешней характеристики привода исполь­
зуется схема с автоматическим регулированием уровня токоог-
раничения в зависимости от напряжения якоря. 1'рафики, иллюстрирую­
щие работу УО, показаны на рис. 1 0 ,а. При уменьшенном токе возбуж­
дения внешняя характеристика не изменяется, а механическая характе­
ристика, сохраняя форму, изменяется таким образом, что скорости
увеличиваются, а моменты уменьшаются.
23

25. " я
t: S
3 o.
O' I
' H
6 «
№
a. §
0 i
§ Ia g.
§ §
° ^
g g
l |
I I
1 ■
в
S ®
О «
h 3
ё
8X
CQ
bО
g
0) h Йp.
g 4 о
о д" a с
o.>=t 3га
Q)
a
§ b.
w a ls о
>5g §
11^h I n -i-
XX
3^ Оч
b h
a g
Ф X
Оч
I I
s e
Г0
Ч® ' g
о Д O'
s Д S
a<и 3

26. Р ис.10. Характеристики входа (а) и выхода (б) узла ограничения
и - сигнал смещения;
см
ния якоря электродвигателя
Gyjjp ~ сигнал управления; и - напряже-
Я
2. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ВЫБОРА
ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ НОВЫХ БУРОВЫХ УСТАНОВОК
2 .1 . Основные факторы формирования экономической
эффективности новых буровых установок средствами
электропривода
Применение тиристорных электроприводов переменного и постоянно­
го тока на буровых установках обусловлено высокой экономической
эффективностью принимаемых технических решений. Эта эффективность
обусловлена как некоторыми общеизвестными положениями (например,
преимуществами системы ТП-Д по сравнению с системой Г-Д), так
и специфическими особенностями использования силовых тиристорных
преобразователей на буровых установках, причем для установок разных
классов и в различных условиях эксплуатации влияние отдельных фак­
торов формирования экономического эффекта на суммарные показатели
совершенно различно.
Накопленный опыт анализа экономической эффективности перспектив­
ных систем электропривода для различных буровых установок позво­
ляет указать следующие основные факторы, обусловливающие получение
экономического эффекта:
увеличение производительности основных технологических процессов
(бурение, спуско-подъемные операции) за счет увеличенного диапазона
регулирования привода и улучшенной управляемости;
сокращение массы буровой установки благодаря улучшенной компо­
новке и уменьшению числа механических трансмиссий;
25

27. сокращеше эксплуатационных затрат, в том числе за счет повыше­
ния надожности и долговечности работы системы электропривода (пу­
тем замены контактной аппаратуры бесконтактной) и механического
оборудования в целом (за счет улучшенной динамики привода);
сокращение времени монтажно-демонтажных работ при частых транс­
портировках на новые точки бурешя (за счет улучшенной компоновки,
снижения массы транспортируемых узлов, применешя быстросъемных
сЬединешй);
сокращеше энергетических затрат благодаря повышению производи­
тельности буровых работ и КПД прообразовашя энергии.
Для’буровых установок, эксплуатируемых в неэлоктрифицированных
районах, решающим эксплуатационным показателем, обусловливающим
внедреше дизель-электрического привода по системе "тиристорный
преобразователь - двигатель постоянного тока", являются энергетиче­
ские затраты. Злектромашинная передача от первичного двигателя
(дизель) к исполштельному мехашзму имеет более высокий КПД,
а сам дизель, работая с оптимальной частотой вращешя, потребляет
меньше топлива, чем при дизель-гидравлической передаче; система об­
щих шин позволяет оперативно регулировать распределеше нагрузки
и подключенную мощность дизель-генераторов.
Отмеченные факторы существенны для большинства буровых устано­
вок как в о*гечественной, так и в зарубежной практике [2 7 ], Наряду
с ними в специфических случаях выявляются и другие преимущества:
например, на установках БУ1 5 0 0 0 при замене машинных преобразова­
телей тиристорными сокращены затраты на фундаменты, в помещеши
энергетического блока отпала необходимость установки кран-балок для
смены электрических машин. На иных буровых установках применение
электротормоза ТЭП-45У1 позволило исключить из комплекта регуля­
тор подачи долота активного типа. Дополнительные возможности повы­
шения производительности буровых работ связаны с внедрешем систем
автоматизащш электроприводов.
Обычно экономическая эффективность новой разработки не может
быть достаточно точно оценена на стадии техшческого проектировашя:
такую оценку производят ориентировочно, только по некоторым (основ- •
ным) показателям. В ряде случаев оценка эффективности может быть
произведена только по результатам опытно-промышленной эксплуата­
ции. Поэтому выполняемые на стадии проектировашя предварительные
расчеты экономической эффективности носят условный характер и, как
правило, не позволязот получить точную оценку. Однако проведеше та­
ких расчетов целесообразно, так как они помогают сформулировать ка­
чественные преимущества нового техшческого решешя; обоснованно
и полно составить программу промышленных испыташй опытного образ­
ца, выявить пути совершенствовашя и доводки опытного образца.
факторы, определяющие техшко-экономические преимущества новой
буровой установки с электрическим приводом, можно разделить на две
основные группы:
1) факторы, которые будучи обусловлены применяемой системой
26

28. электропривода, существенно влияют на конструкцию буровой установки
в целом (повышенная монтажная способность и транспортабельность,
возможность и удобство кустового бурения, свободное размещение
оборудования на буровой, возможность снижения коэффициентов запаса
и пр.) и поэтому участвуют в формировании суммарного экономического
эффекта от создашя новой установки. При необходимости доля системы
электропривода в таком суммарном эффекте выделяется путем эксперт­
ной оценки;
2 ) факторы, полностью зависящие от примененной системы электро
привода, причем реализация предложенных технических решений мало
связана с конструкцией, массо-габаритными и другими показателями
установки.
В обзоре во внимание принимаются, в основном, факторы второй
группы, позволяющие отнести полученный экономический эффект пол­
ностью за счет системы электропривода и автоматизации буровой уста­
новки.
2 .2 . Повышение производительности буровых механизмов
Производительность' буровых работ на новых установках увеличивает­
ся за счет роста механической скорости, проходки на долото, сокраще­
ния времени спуско-подъемных операций, вспомогательных работ, испы­
таний, потерь времени на ликвидацию аварий. На цикловую скорость бу­
рения влияет также время монтажа, демонтажа и транспортировки.
Одним из способов максимального использования всех технических
и технологических возможностей повышения эффективности глубокого
бурения, в первую очередь наиболее распространенного турбинного бу­
рения, является внедрение .регулируемого электропривода буровых на­
сосов. Анализу технических и экономических преимуществ регулируемо­
го электропривода буровых насосов на основе оценки влияния регулиро­
вания производите71ьности насосов на показатели бурения, а также
и других преимуществ регулируемого электропривода буровых насосов,
посвящен ряд исследований, в которых отмечены следующие особенно­
сти регулируемого привода:
наилучшее использование установленной мощности насосов и работа
на оптимальных режимах, обусловливающих сокращение времени меха­
нического бурешя;
в турбинном бурении - увеличение скорости вращения долота и сред­
ней мощности, подводимой к долоту;
возможность пуска насоса под нагрузкой, что сокращет износ за­
движек и облегчает работу буровой бригады;
облегчение восстановления циркуляции, сокращение затрат времени
на промывку скважины до и после бурения;
сокращение времени спуско-подъемных, а также ряда вспомогатель­
ных и подготовительно-заключительных операций благодаря уменьшению
числа рейсов в связи с увеличением средней проходки на долото;
повышенная возможность ликвидации аварий, связанных с прихвата­
ми и некоторыми другими аварийными ситуациями;
уменьшение опасности гидроразрыва пласта.
27

29. Пере число иные преимущества характерны как для асинхронного элек­
тропривода буровых насосов по схеме вентильного каскада, так и для
электропривода постоянного тока по системе ТП-Д. Однако в полной
мере они реализуются только при глубоко регулируемом приводе (си­
стема ТП-Д); для привода по схеме вентильного каскада диапазон ре­
гулирования числа двойных ходов насоса ограничивают величиной 50%
вниз от номинальных, что обеспечивает основной технологический про­
цесс, но недостаточно при заканчивании скважин^вспомогательных опе­
рациях и аварийных работах.
Количественная оценка экономии производительного времени (или
стоимости) бурения, связанной с применением регулируемого электро­
привода бурового насоса, зависит от глубины и конструкции скважины
и бурильного инструмента, типа долота и забойного двигателя, типа
и мощности подъемной системы и т.д. Поэтому экономия, обеспечива­
емая применением регулируемого привода,будет различной для каждой
скважины, и при технико-экономическом обосновании следует ориенти­
роваться на некоторые усредненные данные применительно к конкрет­
ному типу буровой установки (количество и тип насосов, характери­
стика подъемной системы, средняя глубина бурения) и конкретному
району бурения (типовая конструкция скважины, условный график про­
ходки, зависимость механической скорости бурения от глубины сква­
жины). '
Рекомендуемый порядок определения экономии времени на проходку
интервала скважины при применении регулируемого электропривода бу­
ровых насосов изложен в [ 2 8 ],
При исследовании привода бурового насоса по системе асинхронно­
го вентильного каскада в Долинском управлении буровых работ объеди­
нения "Укрнефть" [28] несмотря на повышенную осторожность, прояв­
ляемую в глубоком бурении с целью предотвращения аварийных ситу­
аций, применение регулируемого привода обеспечило увеличение проход­
ки на долото на 12%; время восстановления циркуляции сократилось
в 2 ,5 раза, а количество пусков привода при восстановлении циркуля­
ции - в 2 ,2 раза. Внедрение регулируемого электропривода роторного
стопа обеспечивает при роторном бурении повышение механической
и рейсовой скорости бурения.
Многообразие факторов, связанных с процессом взаимодействия до­
лота с породой, в том числе изменение свойств породы, которое во­
обще незакономерно, сложность и взаимозависимость этих факторов
исключают возможность получения точной математической модели бу­
рения, пригодной для инженерных расчетов. Однако учет особенностей
технической вооруженности современной буровой установки и сопоста­
вительный характер исследования позволяют ввести ряд принципиальных
упрощений, приближающих расчеты к общему решению.
Серия расчетов, проведенных для различных конкретных условий
бурения, показала, что бесступенчатое регулирование скорости враще­
ния роторного стола является важнейшим средством увеличения произ­
водительности глубокого рЦ'
ние механической скорости
28
торного бурения, обеспечивающим увеличе-
бурения до 30% и рейсовой скорости - до

30. 20%. Дополнительное увеличение механической и рейсовой скорости
обеспечивается за счет возможности вести бурение в любом интерва­
ле с максимально допустимой скоростью и в отдельных случаях до­
стигает 20-30% .
Увеличение производительности роторного бурения при регулируемом
приводе должно обеспечиваться как за счет изменения, от допблешя
к долблению в функции глубины скважины, начальной скорости вращения
долота, так и за счет увепичешя, в функции износа долота, времеш
долбления или мощности на забое, скорости вращения долота в тече­
ние одного долбления.
Высокая эффективность индивидуального регулируемого электропри­
вода роторного стопа обусловливает техническую и экономическую це­
лесообразность применения такого привода на современных буровых
установках для глубокого бурения всех классов. Применение электри­
ческого регулятора подачи долота позволяет за счет поддержания по­
стоянной (заданной) величины нагрузки на допото в режиме бурения
увеличить стойкость долота на 6% и механическую скорость бурения -
на 10% [2 9 ].
Таким образом, внедрение регулируемых электроприводов основных
технологических механизмов позволяет в результате правильного вы­
бора и поддержания в процессе каждого долбления рациональных осе—
вых нагрузок, числа оборотов долота и параметров промывки увели­
чить рейсовые скорости проводки глубоких скважин на 20-40% . Даль­
нейшие возможности повышения производительности связаны с внедре­
нием систем автоматизации, обеспечивающих оперативную оценку па­
раметров режима и изменение их в ходе долбления, а также исключение
влияния психофизиологических данных, условий труда и квалификации
персонала."
Основная экономия времени спуско-подъемных операций обусловлена
сокращением расхода долот при проводке скважины: при этом про­
порционально снижаются затраты времени как на машинные, так и на
вспомогательные операции по спуску и подъему инструмента. Экономия
формируется также за счет возможности при регулируемом приводе
выбирать оптимальную форму диаграммы скорости крюка для каждого
цикла подъема или спуска свечи. В полной мере это преимущество ре­
ализуется при автоматическом управлении машинными операциями.
Возможность оперативно регулировать в широких пределах в соот­
ветствии с технологическими требованиями скорость спуска инструмен­
та появляется при электроторможении буровой лебедки приводным элек­
тродвигателем (в режиме рекуперативного или динамического тормо­
жения) или электродинамическим тормозом порошкового или индукци­
онного типа. Повышение надежности тормозного устройства позволяет
увеличить и средние скорости спуска инструмента.
Экономия машинного времени при электроторможении существенно
зависит от конкретных условий. В некоторых случаях технологические
ограничения вообще не позволяют увеличить скорости спуска; в других
достигается сокращение машинного времени в 1 ,5 -2 ,0 раза. В сред­
нем сокращение машинного времени цикла при применении электротор-
29

31. моза принято оценивать в 10 с/цикп [зо] . Интенсификация темпов
выполнения машинных операций оказывает определенное влияние и на
продолжительность ручных и машинно-ручных операций; эта экономия
времени в расчетах обычно не учитывается.
Результаты испытания порошкового тормоза Т ЗП -45У 1 показали,
что за счет рациональной диаграммы спуска достигается увеличение
средней скорости спуска на 10%.
Продолжительность вспомогательных работ за цикл бурения обычно
пропорциональна числу рейсов; поэтому косвенным эффектом сокраще­
ния расхода долот на скважину является сокращение затрат времени
на вспомогательные и подготовительно-заключительные операции.
Сокращение количества аварий и осложнений на скважине связано
с техническим совершенствованием бурового оборудования, в первую
очередь, с широким диапазоном регулирования частоты вращения ис­
полнительных механизмов, при котором устраняются такие характерные
недостатки, как недопустимо высокая скорость ротора, невозможность
обеспечения малых расходов промывочной жидкости, высокие скорости
спуска инструмента и т.п. Анализ поинтервальной трудоемкости буре­
ния показывает, что затраты времени на ликвидацию аварий и ослож­
нений резко возрастают с увеличением глубины скважины.
Для расчетов принимают среднестатистические оценки возможного
сокращения'времени аварий и осложнений (например, для установок
4 -го класса при внедрении регулируемого электропривода - 10%).
На время монтажа, демонтажа и транспортировки влияет масса
и компоновка оборудования. Злектромашинная передача исключает не­
обходимость в центровке валов, расположенных на различных транс­
портных блоках. По данным [27] , на монтаж буровой установки с элек­
троприводом затрачивают на 1 -2 дня меньше времени. Чем на монтаж
дизельной установки.
2 .3 . Сокращение эксплуатационных затрат
Возможности сокращения затрат на эксплуатацию буровой установ­
ки многообразны и зависят от конкретных особенностей и назначения
установки, а также от специфики создаваемого электрооборудования.
Рассмотрим наиболее характерные ситуации.
Надежность системы электропривода. Перспективные системы
электропривода характеризуются заменой релейно-контакторной аппара­
туры бесконтактной, а машинных преобразовательных агрегатов - ста­
тическими, использованием аппаратуры с улучшенными эксплуатацион­
ными характеристиками, созданием специальных климатических испол­
нений электрооборудования, внедрением системы заводских испытаний
и наладки. В отдельных случаях повышение надежности предусматрива­
ется схемными решениями. В результате достигается существенное
увеличение наработки на отказ.
Стоимость убытков от отказа системы электропривода буровой
установки исчисляется по формуле
30

32. с = аС^ +(3 0^+ yCg,
Где - убытки от простоя буровой установки, определяемые продол­
жительностью простоя и стоимостью 1 ч простоя
Т
■'4’
- расходы на восстановление, состоящие из стоимости рабочей
силы и материалов;
Сд - транспортные расходы;
“ - доля отказов, вызывающих простой буровой устанопки;
(3 - доля ремонтов, требующих дополнительных затрат на вос­
становление;
у - доля ремонтов с выездом аварийной бригады.
На установках глубокого бурения необходимый штат электриков,
обеспечивающих восстановление системы электропривода при ее отка­
зе, присутствует на буровой в каждую смену, а необходимое копик'-
ство запчастей хранится непосредственно на буровой. При этом С,, О,
у “ О, величина включает только стоимость израсходованных мате­
риалов.
Пример расчета параметра потока отказов бурового электропривода
на один двигатель приведен в табл.1.
Т а б л и ц а 1
Поток отказов бурового электропривода
Наименование электрообору­
дования
Вариант Г-Д Вариант ТП-Д
Синхронный электродвигатель _
Генератор постоянного тока 3-Ю""^ -
Шкаф возбуждения
Трансформатор
7,5-10""^
0,8-10"'^
0,6-Ю "'^
Дроссель
Ячейка КРУ 1,6*10"'^
0,4-10""^
. 1,6-10""^
Комплектное тиристорное
устройство - 1 ,6 -1 0 “'^
Шкаф управления возбуждением
электродвига теля 7,5-10"'^ 0,6-Ю "'^
Электродвигатель постоянного
тока
-4
3-10.
-4
3 .1 0
31

33. Таким образом, в расчете на один двигатель суммарный параметр
потока отказов для системы "генератор-двигатель" с возбуждением
от МУ и ПМУ составляет 2 6 ,4 ‘1 0 ~ ‘^, а для системы "тиристорный
преобразователь - двигатель" - 7 ,8 '1 0 “'^. Соответственно в течение
года на установках 9 -1 0 -г о классов ожидаемое сокращение количест­
ва отказов на систему электропривода в целом составляет 5 0 .
На установках с электрическим приводом снижаются затраты вре­
мени на ремонтиью работы, поскольку современное электрооборудование
имеет высокую ремонтопригодность, а из трансмиссии исключается ряд
быстроизнашивающихся механических узлов, В среднем на установке
с тиристорным электроприводом минимальная ежемесячная экономия
трудовых затрат на ремонтные работы составляет 1 Человеко-день
[27].
Надежность и долговечность узлов механического оборудования.
Влияние динамических свойств систем электропривода на надежность
и долговечность сопряженных механических узлов можно оценить только
на основании широких экспериментальных исследований; на практике
обычно используют экспертные оценки или экстраполируют частные
результаты, хотя, как правило, распространение экспериментальных
данных на установки других типов неправомерно из-за конструктивных
особенностей ^злов и различия в расчетных коэффициентах, принимае­
мых при проектировании.
По методике АзНИЭТИ объединения "Азерэлектромаш" для спуско­
подъемного агрегата при использовании регулируемого привода увели­
чение долговечности талевого каната оценивают по коэффициенту сни­
жения нормы износа каната, удельному расходу талевого каната на
один рейс, числу рейсов инструмента, стоимости талевого каната
(с учетом ликвидационной стоимости) и затратам времени на смену
каната. Кроме того, плавное приложение усилий, сглаживание пульса­
ций и резких изменений нагрузки обеспечивают увеличение срока служ­
бы бурильных труб, т.е, сокращение норм износа в среднем на 5%.
Износ бурильных труб подсчитывается по нормативным данным. При
расчетах учитывается возврат металлолома по цене 20% от стоимости
труб. Предложено также учитывать увеличение срока службы прочих
элементов подъемной системы (до 20%), что обусловливает экономию
в амортизации механического оборудования.
Внедрение электрического торможения приводит к существенному
сокращению износа узлов тормозной системы.
Сокращение расхода т о р м о з н ы х колодок. Согласно данным конторы
бурения № 3 треста "Альметьевбурнефть", фактический расход тормоз­
ных колодок при работе с гидроматом составляет один комплект
(4 0 шт.) на 1 4 0 0 м, а при работе с Т Э П -4500 - один комплект на
3 5 0 0 м [2 8 J .
В глубоком бурении ВНИИэлектроприводом отмечалось пятикратное
сокращение расхода тормозных колодок при применении эпекгротормоза.
Уточнение расчетных данных производится по мере накопления опыта
эксплуатации установочной партии электротормозов.
3 2

34. Сокращение времеш на смену тормозных колодок. По данным тре­
ста "Татбурнефтъ" [28], среднее время на смену комплекта тормозных
колодок составляет 1 ,5 ч. Количество сменяемых комплектов в год
при работе с гидроматом для установок грузоподъемностью 8 0 т со­
ставляет 9 ,4 , а при работе с электротормозом - 3 ,8 . Для установок
глубокого бурения расход тормозных колодок, а соответственно и эко­
номия при применении электротормоза существенно увеличиваются.
Сокращение расхода тормозных шкивов. По данным треста "Татбур-
нефть" для установок грузоподъемностью 7 5 - 8 0 т замена тормозных
шкивов при работе с гидроматом производится в среднем после провод­
ки 10 скважин. При работе буровой установки с электромагнитным
тормозом на экспериментальных установках случаи выхода тормозных
шкивов из строя не наблюдались. Если увеличение срока службы тор­
мозного шкива принять условно пропорциональным увеличению срока
службы тормозных колодок, то срок службы тормозного шкива при ра­
боте с гидроматом составит 1 ,3 3 года, а с электротормозом -
3 ,3 4 года.
ЭпеКтроторможение обеспечивает безопасность работы без усложне­
ния конструкции и эксплуатации шкивов.
Сокращение времени на смену тормозных шкивов. Затраты времени
на смену тормозных шкивов составляют 10 ч (данные треста "Татбур-
нефть"). Экономия пропорциональна разнице в расходе тормозных шки­
вов на одну установку в год и определяется стоимостью одного станко-
часа вспомогательных работ (по затратам, зависящим от времени).
Плавное приложение момента при торможении с помощью электро­
тормоза обеспечивает увеличение срока службы бурильных труб, тале­
вого каната и узлов подъемной системы благодаря снижешю величины
динамических нагрузок. Однако это важное преимущество электротор­
моза наряду с другими, менее существенными, обычно в расчетах не
учитывается. Можно предположить, что обеспечиваемая в данном слу­
чае экономия близка к экономии, полученной снижешем динамических
нагрузок.
2 .4 . Сокращение энергетических затрат
Сокращение энергетических затрат^беспечивается за счет сокра­
щения времени работы буровой установки в связи с увеличением про­
изводительности, например внедрением регулируемых электроприводов,
а также применением энергосберегаюцдах решений. Так, внедрение ре­
гулятора подачи долота РПДЭ-7 взамен РП ДЗ-3 позволяет повысить
КПД преобразования энергии. Аналогичный эффект достигнут на буро­
вой установке БУ 1 5 0 0 0 за счет замены магнитных преобразователей
тиристорными (КПД машинного преобразователя - 0 ,9 1 , тиристорного-
0 ,9 7 8 ); годовая экономия энергетических затрат составила свыше
4 2 5 0 р.
При замене дизель-гидравлической трансмиссии дизель-электриче-
ской резко увелишшается КПД передачи (примерно па 15%). Кроме
33

35. того, увеличивается средняя выработка энергии дизелем на 1 л расхо­
дуемого топлива благодаря работе дизеля в оптимальном режиме. Гиб­
кость в распределении энергии при дизель-электрической трансмиссии
обусловливает высокую надежность системы энергоснабжения: отказ
дизель-генератора или тиристорного преобразователя, как правило, не
влечет за собой простоя буровой установки. Отказ же одного из эле­
ментов Групповой трансмиссии при дизель-гидравпическом приводе
требует прекращения всех работ для его ликвидации.
Особенностью тиристорного электропривода является работа с по­
ниженным коэффициентом мощности, требующая в определенных случа­
ях компенсации реактивной мощности.
2 .5 , Влияние выбора системы электропривода
на конструктивные характеристики буровых установок
Для буровых установок с регулируемым электроприводом исполни­
тельных механизмов характерно органическое слияние электрического
и механического оборудования, определяющее особенности кинематиче­
ской схемы и конструкции агрегата в цепом. Известно значительное
разнообразие кинематических схем и конструктивных исполнений буро­
вых лебедок [S j: при нерегулируемом приводе меладу двигателем и ба­
рабаном лебедки устанавливают коробку скоростей на 4 -8 передач;
при глубоком регулировании частоты, вращения привод можно выпол­
нить двухскоростным или даже безредукторным. Однако сокращение чи­
сла передач приводит к завышению установленной мощности электродви­
гателя, а снижение передаточного отношения - к увеличению габарит­
ных размеров двигателя в связи с уменьшением номинальной частоты
вращения. Поэтому при выборе кинематической схемы лебедки для за­
данных условий применения осуществляют поиск компромиссного реше­
ния, обеспечивающего высокую производительность и надежность при
приемлемых габаритах, массе и стоимости электропривода. При этом
имеется возможность существенного сокращения капиталовложений при
тщательном анализе кинематических схем установки, а также при отка­
зе От неоправданной избыточности при выборе параметров.
Свыше двух десятилетий в бурении успешно применяется однодвига—
тельный привод лебедки, показавший достаточную надежность (с уче­
том наличия аварийного привода подъема), что позволяет снизить мас­
су и стоимость привода при той же мопдности. Резервом сокращения
капитальных затрат является снижение установленной мощности привода
лебедки, .что возможно при отказе от безредукторных кинематических
схем, а также в ряде случаев замена индивидуального привода ротора
регулируемым групповым.
Снижение динамических нагрузок средствами электропривода позволя­
ет облегчить элементы трансмиссии, основания и другие узлы механо­
оборудования. Как правило, эти возможности не используются в связи
с унификацией механического оборудования, применяемого на установках
с различными видами привода, однако при этом повышается надежность
механизмов.
3 4

36. Существенное снижение массы и стоимости буровой установки про­
исходит при замене дизепь-гидравдической трансмиссии дизепь-эпект-
рической, когда передача энергии от первичных двигателей к испол­
нительным механизмам не требует использования групповой кинемати­
ческой цепи. Для буровых установок с механической (групповой) транс­
миссией в ходе монтажа на новой точке бурения необходимо обеспечить
центровку валов, расположенных на различных транспортных блоках.
За счет того, что злектромашинная передача исключает подобные опе­
рации, на монтаж буровой установки с электроприводом затрачивают
на 1 -2 дня меньше времени.
Основанием для выбора рационального варианта электромеханическо­
го комплекса буровой установки является результат комплексного тех­
нико-экономического исследования, направленного на максимизацию
экономического эффекта варианта по сравнению с базовым.
Экономическую эффективность применения новых систем электропри­
вода на наземных буровых установках оценивают в соответствии с "Ин­
струкцией по определению экономической эффективности новой техники,
изобретений и рапионапизаторских предложений в электротехнической
промышленности" (М.: Информэлектро, 1 9 7 8 ) и "Дополнительными
указаниями и нормативно-справочными материалами к Инструкции. Си­
стемы автоматизированных электроприводов" (М.: Информэлектро,
1 9 8 1 ) . В некоторых случаях используют "Методику определения эко­
номической эффективности использования при строительстве нефтяных
и газовых скважин новой техники, изобретений и рационализаторских
предложений РД 3 9 -3 -7 9 -7 8 " (М., 1 9 7 8 ) и другую нормативно-тех­
ническую и справочную литературу.
Набор факторов, рассматриваемых при анализе, определяется ко№-
кретными особенностями сопоставляемых установок и состоянием про­
работки технических решений. Как правило, эффект на одну установку
возрастает с увеличением номинальной глубины бурения. Например,
экономическая эффективность системы электропривода буровой установ­
ки Б У 2500 на стадии проектирования была оценена в 4 4 тыс.руб.,
установки БУЗООО (кустовой) - в 7 0 тыс.руб,, установки Б У 8000 -
в 3 9 0 тыс.руб.
Потенциальные возможности эффективной работы буровых установок
с тиристорным электроприводом, рассмотренные в обзоре, реализуются
в различной степени в зависимости от того, насколько при разработке
буровой установки и организаши ее обслуживания учтены специфиче­
ские особенности системы и реализована четкая программа техническо­
го обслуживания с неукоснительным соблюдением сроков профилактиче­
ского осмотра, замены и ремонта узлов. Высокая ремонтопригодность
системы обеспечивается только при наличии необходимой номенклатуры
запасных узлов непосредственно на буровой и на складе бурового пред­
приятия.
3 5

37. 3 . НОМЕНКЛАТУРА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
ГЛАВНЫХ БУРОВЫХ МЕХАНИЗМОВ
3 .1 . Высоковольтные распредустройства
В состав электрооборудования серийных буровых установок входят
высоковольтные распределительные устройства типа КРУНБ-в( 10)У 1,
предназначенные для питания, управления и защиты электроприводов
главных и вспомогательных механизмов буровых установок, рассчи­
танных на глубину бурения до 6 5 0 0 м и пригодных для работы при
температуре окружающего воздуха от минус 4 5 до плюс 4 0 С.
Основные технические данные устройства КРУНБ
Номинальное напряжение (линейное), кВ ............... 6;10
Наибольшее рабочее напряжение (линейное), кВ 7,2; 12
Частота сети, Гц ................................................................ 5 0
Номинальный ток сборныхшин, А ................................ 6 3 0
Номинальный ток главных цепей КРУНБ, А .... 15; 30; 4 0 ; 150;
4 0 0
Номинальный ток включения и отключения
встроенного'в КРУНБ, кА:
масляного выключателя ............................. 20
вакуумного контактора ............................................... 4 ,5
Номинальный ток электродинамической стойко­
сти главных цепей шкафов КРУНБ, кА:
с масляным выключателем ...................................... 51
с вакуумным контактором .......................... 15
Ток термической стойкости шкафов КРУНБ
в течение 3 С, кА:
с масляным выключателем ....................................... 20
с вакуумным контактором .................................. 4 ,5
Ток термической стойкости заземляющих ножей
в течение 1 с, кА .............................................................. 2 0
На установках глубокого бурения электроэнергия часто подводится
двумя линиями, а для распределения энергии используется два комп­
лекта КРУНБ.
3 .2 . Силовые трансформаторы и реакторы
Для питания электроэнергии новых буровых установок с электриче­
ским приводом главных механизмов по системе ТП-Д применяются по­
нижающие силовые сухие трансформаторы Т С ЗП -1600/10БУ Х Л 2
и ТРС ЗП -2500/10Б У Х Л 2 (табл.2).
36

38. Т а б л и ц а 2
Типы, основные параметры трансформаторов
Наименование
параметра
Тип
ТСЗП-1 6 0 0 /1 ОБУХЛ2 ТРС ЗП -2500/10БУ Х Л 2
Номинальная мощ­
ность сетевой об­
мотки, кВ'А 1 6 1 2 2 2 0 0
Междуфазное напря­
жение сетевой обмот­
ки, кВ 6 6
Междуфазное напря­
жение вентильной
обмотки, В 5 7 0 Y -3 8 0
Д -3 8 5
Линейный ток вентиль
ной обмотки. А: 1 6 3 0 -
1, 3 и 4-й части - 3 x 1 0 2 0
2-й части - 8 1 6
Напряжение преоб­
разовательного
агрегата, В 6 6 0 4 6 0
Ток преобразова­
тельного агрегата.
А 2 0 0 0 3 x 1 2 5 0
1 x 1 0 0 0
Схема и группа со­
единения обмоток У /Д -1 1 Y/ДУ и
Д У -11 -0
Для ограничения скорости нарастания тока короткого замыкания
в цепи постоянного тока и сглаживания величины пульсаций тока (ог­
раничение зоны прерывистого тока) используются реакторы типа ФРОС
и СРОСЗ (табп.З).
Для снижения аварийных токов и уменьшения взаимного влияния
преобразователей, питающихся от общей силовой сети, применяются
токоограничивающие реакторы типа Р Т С Т -6 6 0 -0 6 4 (та6п,4).
37

39. Т а б л и ц а 3
Основные параметры реакторов ФРОС и СРОСЗ
Тип реактора Ток, А Индуктив­
ность, мГ
Обозначение основного
конструкторского документа
Ф РО С З-1000/0,5У З 8 0 0 2 ,3 2 Б Т .7 1 3 .0 3 7 .2
ФРОС-10 0 0 / 0 ,5ТЗ 1 0 0 0 1,6 2 Б Т .7 1 3 .0 3 7 .3
Ф РО С -125/0.5У З 5 0 0 0 ,7 5 2 Б Т .7 1 3 .0 3 6 .2
СРОСЗ-800МУХЛ4 2 5 0 0 0 ,2 И Б П Д .672361.021
1 2 5 0 0 ,8 И Б П Д .672361,0 2 1 -0 1
1 6 0 0 0 ,5 И Б П Д .672361 .0 2 1 -0 2
8 0 0 2 ,0 И Б П Д .6 7 2 3 6 1 .0 2 1 -0 3
Т а б л и ц
Основные параметры реакторов РТСТ
Тип реактора
л
Номинапьное
пинейное
напршкение
питающей
сети, В
Номинальный
|^1азный
ток, А
Номинальная
индуктивность
фазы, мГ
Активное
сопротив­
ление обмо­
ток, мОм
Р Т С Т -6 6 0 -0 .6 4 У З 4 1 0 6 0 0 0 ,с 6 4 1 .8
Р Т С Т -8 2 0 - 0 ,0 2 7У 3 2 2 0 8 2 0 0 ,0 2 7 0 ,8 1 5
Р Т С Т -8 2 0 -0 ,0 5 0 5 У З 4 1 0 8 2 0 0 ,5 0 5 1 ,2 3
3 .3 . Двигатели переменного тока
Для привода главных механизмов (буровая лебедка, насос) на уста­
новках для бурения скважин 3 0 0 0 - 4 0 0 0 м (БУЗОООЭУК,
БУЗОООЭ, Б У 4000) применяются асинхронные двигатели переменно­
го тока с фазным ротором (табл.5, 6 ). Двигатели разрабатывались
с учетом условий эксплуатаций на буровых установках.
Уральским заводом тяжелого электротехнического машиностроения
"Уралэлектротяжмаш" имени В.И.Ленина для главных электроприводов бу­
ровых насосов производства ПО "Уралмаш" выпускаются асинхронные
двигатели с фазным ротором типов А К З -1 5 -4 1 -8 Б и А К З -1 5 -3 1 -8 Б -2
для длительного режима работы S 1 по ГОСТ 1 8 3 -7 4 (табл.5).
Для привода буровых лебедок применяются двигатели с фазнЬ1М ро­
тором А К Б -1 2 -3 9 -6 и А К Б -1 3 -6 2 -8 , изготовляемые ЛПЗО "Электро­
сила" имени С.М.Кирова и предназначенные для работы в повторно-крат­
ковременном режиме с числом включений не более 1 0 0 -1 2 0 в час.
Число реверсов не должно превышать 1 0 -2 0 в час.
38

40. Т а б л и ц а 5
Технические данные электродвигателей для привода
буровой лебедки
Параметры
Тип
А К Б -1 2 -3 9 -6 А К Б -1 3 -6 2 -8
Мощность, кВт 3 2 5 5 0
Напряжение, В 6 0 0 0 6 0 0 0
Ток статора, А 3 7 .5 5 9 ,0
Частота вращения, об/мин 9 8 5 7 4 0
КПД, % 9 1 ,5 9 3 ,5
Коэффициент мощности 0 ,8 8 0 ,8 7
М
.макС:
М
2 ,3 2 ,5
ном
2
Момент инерции ротора, кг.м 1 6 0 4 3 0
Напряжение ротора, В 5 6 0 8 7 0
Ток ротора, А 3 5 5 3 50
Сопротивление фазы статора.
Ом:
активное 1,9 0 ,7 3 7
реактивное 1 0 ,3 5 ,9 8
Сопротивление фазы ротора,
приведенное к статору, Ом:
активное 1 ,5 1 0 ,6 7 7
реактивное 1 0 ,3 6 ,4 8
Масса, кг 2 8 1 0 4 3 2 0
Т а б л и ц а 6
Технические данные электродвигателей для привода
буровых насосов
Параметры
Тип
А К З -1 5 -3 1 -8 Б -2 А К З -1 5 -4 1 -8 Б
Мощность, кВт 6 3 0 8 5 0
Напряжение, В 6 0 0 0 6 0 0 0
39

41. Продолжение табл.6
Тип
Параметры
А К З -1 5 -3 1 -8 Б -2 А К З -1 5 -4 1 -8 Б
Частота вращения (синхр.),
об/мин 7 50 7 5 0
Ток статора, А 7 8 1 0 3
Ток ротора, А 5 3 0 5 4 0
Напряжение ротора, В 7 5 0 9 7 5
Коэффициент мощности 0 ,8 3 0 ,8 4
КПД, %
М
макс
М
ном
9 3 .6
2.6
9 4 ,5
2 ,7
Номинальное скольжение, % 1,0 0 ,9
Сопротивление статора, Ом:
активное ' 0 ,6 3 6 0 ,3 8
реактивное 4 ,5 7 3 ,2 9
Активное сопротивление рото­
ра, Ом 0 ,0 0 8 0 5 0 ,0 0 8 9 6
Сопротивление ротора, приве­
денное к статору. Ом:
активное 0 ,4 6 8 0 ,3 1 8
реактивное 4 ,7 1 3 ,4 9
Ток холостого хода, А 3 1 ,0 3 8 ,0
Сопротивление короткого
замыкания. Ом:
активное 1 .1 1 0 ,7 2
реактивное 9 ,8 7 7 ,1 5
Ток короткого замыкания, А 3 8 0 5 2 0
Коэффициент мощности холо­
стого хода 0 ,0 4 0 ,0 4
Число витков статора 2 3 4 182
Число витков ротора 3 0 ,6 3 0 ,6
Коэффициент трансформации 7 ,6 5 5 ,9 5
Масса, кг 6 1 5 0 6 8 0 0
40

42. Электродвигатели допускают работу в неотапливаемых помещениях
с предельными колебаниями температуры воздуха от +40 до -4 0 °С .
Двигатели имеют горизонтальное брызгозащищенное исполнение с само-
вентипяцией по разомкнутому циклу, с одним свободным концом вала.
Однако представилось целесообразным взамен морально устаревшего
электрооборудования главных приводов буровых установок разработать
ряд машин со шкалой мощности по ГОСТ 1 2 1 3 9 - 7 4 с более высокими
технико-экономическими показателями (увеличенными КПД на
0 ,5-0,8% , коэффициентом мощности ( cos <р) на 0 ,0 3 - 0 ,0 5 о.е, и пере­
грузкой до 1 ,8 + 2 ,0 М при бурении глубоких скважин), спроектирован­
ных на единых принципах, положениях, требованиях и общих конструк­
торско-технологических решениях,
С цепью увеличения производительности буровой установки (увеличе­
ния скорости бурения) выявилась возможность применения в электро­
приводах буровых установок схем с плавным пуском (вентильный кас­
кад, тиристорный регулятор скольжения) при сохранении диапазона ре­
гулирования частоты вращения. Увеличение частоты вращения позволяет
уменьшить габариты приводных двигателей.
Применение новых обмоточных проводов (типа ПЗТВСД), новых изо­
ляционных материалов с высокими влагостойкими свойствами позволило
при разработке увеличить активный объем, повысить КПД и снизить
расход активных и конструктивных материалов, уменьшить габариты
и массу двигателей, увеличить надежность, обеспечить конкурентоспо­
собность.
Т а б л и ц а 7
Технические данные двигателей АКСБ
Параметры
Тип
А К С Б -1 5 -4 4 -6 -
6УХЛ2
А К С Б - ^ - 5 4 - 6 -
6УХЛ2
А К С Б -] ^ г 6 9 -6 -
6УХЛ2
Номинальная мощность, кВт 6 3 0 /3 1 5 8 0 0 /4 0 0 1 0 0 0 /5 0 0
Номинальное напряжение, В 6 0 0 0 6 0 0 0 6 0 0 0
Номинальный ток статора, А 7 5 ,3 9 4 ,0 1 1 6 ,5
Частота вращения (синхр.),
об/мин 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0
Коэффициент мощности, не
менее 0 ,8 5 0 ,8 6 0 ,8 7
КПД, % 9 4 ,7 9 4 ,9 9 5 ,3
М
макс
М
ном
1 .8 1 .8 1 .8
Напряжение на кольцах
ротора, 'В 7 8 0 9 5 0 И З О
Ток ротора, А 5 5 0 5 8 0 5 8 0
Для привода буровой лебедкн.
^ Для привода буровых насосов с диапазоном регулирования частоты вращения 1 :2
при номинальном моменте.
'4 1

43. Для работы в качестве привода насосов и лебедки буровой установ­
ки с регулированием частоты вр'ащения разработаны асинхронные элек­
тродвигатели с 4ЮЗНЫМ ротором серии АКСБ 15-го габарита (табп,7).
Двигатели имеют исполнение по степени защиты 1 Р 2 3 , контактные
кольца и коробки выводов I Р 4 4 по ГОСТ 1 7 4 9 4 -7 2 . В части воз­
действия механических факторов внешней среды двигатели соответству­
ют группе условий эксплуатации М 18 по ГОСТ 1 7 5 1 6 -7 2 . Изоляция
обмоток статора и ротора масловлагостойкая, термореактивная типа
MOHiyiHT из материалов класса нагревостойкости не ниже В по-
ГОСТ 8 8 6 5 - 7 0 .
3 .4 . Электромагнитные тормоза
Электромагнитные тормоза (табл.8 ) предназначены для работы
в условиях умеренного климата (исполнение У, категория 1 ). Ферропо-
рошковые тормоза допускают увеличенный диапазон рабочих температу,
окружающей среды от +50 до -5 0 °С . Условия хранения тормоза по
климатическим факторам - по группе Ж2, в том числе в атмосфере
типа П по ГОСТ 1 5 1 5 0 -6 9 .
В комплект поставки тормоза входит охладительная установка, тех­
нические данные которой выбираются с учетом максимальной загрузки
данного типа.'Например, с тормозом Э М Т -4500 поставляется охлади­
тельная установка СО Э М Т -4500. Замкнутая система охлаждения со­
стоит из охладителя, циркуляционного насоса типа 2К -6а с электродви­
гателем А 2 -4 2 -2 производительностью 3 0 0 л/мин, соединительных
рукавов и труб. Для охлаждения жидкости замкнутого контура при спу­
ске инструмента массой более 50% максимальной в летнее время слу­
жит установленный в охладителе змеевик, через который пропускается
проточная вода. В зимнее время замкнутый контур может быть запол­
нен незамерзающей жидкостью (антифризом).
Т а б л и ц а 8
Технические данные электромагнитных тормозов
для Нривода буровых установок
FTflDflMPТПТ-.Т
Тип
XJLQUCliViCIJMOX
Э М Т -4500 Т Э П -4500
Номинальный тормозной
(передаваемый) момент,
Н*м 4 5 0 4 5 0
Максимальный тормозной
(пусковой) момент, Н*м 6 0 0 5 5 0
Номинальная частота вра­
щения, об/мин 5 0 0 5 5 0
4 2

44. Продолжение табл.8
Параметры
Тип
ЗМ Т -4500 Т З П -4500
Напряжение возбуждения, В 1 2 0 1 2 7
Мощность возбуждения, кВт 1 0 ,2 2 ,0
Сопротивление обмотки
возбуждения, Ом 0 ,6 9 5 1 0 ,6
Ток возбуждения номиналь­
ный, А 1 3 5 10
Число циклов в час, не
более 6 0 6 0
Продолжительность включе­
ния, % 4 0 _
Момент инерции ротора,
кг-м^ 1 0 4 0 2 4 0
Габаритные размеры
(длина X ширина х высота),
м. 1 ,9 1 x 1 ,8 2 x 1 ,5 1 ,2 9 x 1 ,5 x 1 ,4
Масса, кг 6 3 0 0 4 2 5 0
Ферропорошковые муфты и тормоза заполняют ферромагнитным же­
лезным порошком со сферической формой частин из технически чистого
железа типа "Армко". Объемная масса порошка: в насыпном состоянии
3 ,7 - 3 ,8 г/см ^ , в состоянии утряски - 4 ,4 - 4 ,5 г/см З .
3 .5 . Двигатели постоянного тока
Для привода главных мехашзмов (ротора, лебедки, насосов и регу­
лятора подачи долота) на установках для бурения скважин БУ2500ЭП ,
Б У 2500Д Ш , Б У 5000Э Р, БУ 5000Д ЭР, Б У 6500Э Р и БУ 6500Д ЭР
применены двигатели постоянного тока, питаемые от регугшруемого ти­
ристорного преобразователя (табп.9).
Применение регулируемого электропривода основных механизмов
буровых установок должно обеспечить улучшение технико-экономических
показателей бурения в связи с возможностями оптимизации технологи­
ческих операций, повышением надежности оборудования и снижением
затрат времени и энергии на некоторые основные и вспомогательные
работы.
43

45. Т а б л и ц а 9
Технические данные электрических машин постоянного тока
Тип машин
Параметры
М П Э 500-
5 0 0
МПЭ1 0 0 0 - 6 3 0 П 2 - 8 0 0 - 1 7 7 -
8У 2
М П П 1000-
1 0 0 0
Д П 3 9 9 /8 5 -
6КМ 2
4 П П -4 5 0 -
2 8 0 М 2
Д Э -8 1 6 -Х Л 1 2 П Ф 2 8 0 1 -
УХЛ4
Мощность, кВт 5 0 0 1 0 0 0 1 2 5 0 1 0 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 5 0 8 5
Номинальное напря­
жение, В
Номинальный ток, А
4 4 0
1 2 1 0
6 0 0
1 7 6 0
7 5 0
1 7 9 5
6 0 0
1 7 5 0
8 0 0
1 0 8 0
8 0 0
1 3 2 0
4 4 0
3 7 0
4 4 0
2 1 2
Номинальная часто­
та вращения,
об/мин 5 0 0 6 3 0 2 0 0 1 0 0 0 2 0 0 1 0 0 0 4 8 0 1 0 0
Наибольшая ско­
рость вращения,
об/мин 1 0 0 0 1 0 0 0 4 0 0 1 2 5 0 4 0 0 1 5 0 0 1 1 5 0 1 0 0 0
Коэффициент полез­
ного действия, % 9 3 .3 * 9 4 .6 * 9 2 .9 * 9 3 ,9 9 1 .5 9 3 ,9 9 1 ,5 8 8 ,7
Номинальный мо­
мент, кН*м 9 ,7 5 1 5 ,4 6 1 9 .7 5 3 8 ,2 9 ,7 5 8 8 2 9
Число главных по­
люсов 4 6 6 6 6 4 4 4
Обмотка якоря:
число параллель­
ных ветвей 2 3 6 3 3 2 8
общее число вит­
ков 3 4 .5 x 4 = 1 3 8 3 7 ,5 x 6 = 2 2 5 5 2 ,5 x 6 = 3 1 5 3 7 ,5 x 6 = 2 2 5 6 2 x 6 = 3 7 2 4 3 ,5 x 4 = 1 7 4 2 5 2 x 4 = 1 0 0 6 4 2 ,2 5 х 4 -= 1 б ;
сопротивление
обмотки при
20°С . Ом 0 ,0 0 6 4 3 0 ,0 0 3 7 0 ,0 1 1 4 0 ,0 0 3 2 5 0 ,0 2 1 2 0 ,0 0 6 8 0 ,0 2 1 9 0 ,0 6 6
Продолжение табп-.9
Параметры
Тип машнн
! т Э 5 0 0 -
5 0 0
jM n 3 1 0 0 0 -6 3 0 П 2 - 8 0 0 - 1 7 7 -
8У 2
М П П 1 0 0 0 -1 0 0 0 Д П 3 9 9 /8 5 -
6КМ 2
4 П П -4 5 0 -
2 8 0 М 2
Д Э -8 1 6 -Х Л 1 2П Ф 2 8 0 1 -
УХЛ4
Обмотка добавочньр
полюсов;
число витков на
Одном потшсе 6 4 5 4 6 6 18 2 6
сопротивление
обмотки при
20 °С , Ом 0 ,0 0 1 9 8 0 ,0 0 1 0 3 0 ,0 0 2 2 3 0 ,0 0 0 7 8 1 0 ,0 0 4 4 8 0 ,0 0 1 2 9 4 0 ,0 1 6 6 0 ,0 2 5
Обмотка главных
полюсов (последо­
вательная):
число витков на
одном полюсе 3 3 3 2 3 2 1 8 1 3 8 4 2 6 0 2 6 4 2 4 1 2 4 3
сопротивление
обмотки при
20 °С , Ом 5 ,6 6 2 ,6 8 2 ,5 3 6 ,6 7 5 ,3 4 ,3 8 0 ,0 1 7 5 1 8 ,3
М асса электродви­
гателя, кг 5 9 0 0 8 3 5 0 2 0 4 0 0 5 2 5 0 1 6 1 0 0 4 8 0 0 2 8 6 0 8 3 0
Номинальный ток
возбуждения, А 2 2 3 8 5 5 2 0 2 8 ,4 3 2 6 ,5 8 ,0 6
Дийамический мо­
мент инершш
якоря, кг*м^ 4 0 1 4 0 7 5 0 1 0 0 5 1 0 4 1 16 12
Б ез учета потерь на принудительную вентиляцию.
СЛ

46. 3 .6 . Тиристорные преобразователи
На буровых установках применяются однофазные и трехфазные ти­
ристорные преобразователи с электромагнитной системой управления
на магнитных усилителях (в качестве возбудителей) и трехфазные
с полупроводниковой системой управления (силовые преобразователи).
В настоящее время проходят испытание тиристорные преобразова­
тели с электромагнитной системой управления на трансфазовращатепях,
предназначенные для работы в мощных электроприводах, в которых
устранены недостатки, присущие схемам с электромагнитными усили­
телями.
Основные технические данные силовых тиристорных преобразовате­
лей, используемых на буровых установках, приведены в табл.10, ти­
ристорных возбудителей - в табл.11.
Т а б л и ц а 10
Технические данные силовых тиристорных преобразователей
Параметры
Тнп
КТУ для Б У 2 5 0 0 Т П П 1 -2 5 0 0 /6 6 0 К Т Э -1 6 0 0 /7 5 0
Номинальный выпрям­
ленный ток, А " 1 2 5 0 2 5 0 0 1 6 0 0
Номинальное напряже­
ние, В:
в выпрямительном
режиме 4 4 0 6 6 0 ' 8 2 5
в инверторном ре­
жиме: _ _ 7 5 0
Напряжение питающей
сети, В 3 8 0 6 0 0 0 , через тран­
сформатор
6 0 0 0 /5 7 0
6 0 0 0 , Через транс­
форматор
6 0 0 0 /6 9 0
Число преобразова­
тельных мостов 4 4 4
Реверсирование нет нет есть
Напряжение управляю­
щего канала, В 8 ,0 8 ,0 8 ,0
Климатическое испол­
нение У2 УХЛ4 УХЛ4
Диапазон рабочих
температур, С + 40+ - 4 0 +40+ +1 +40+ +1
Тип применяемых ти­
ристоров Т 2 5 3 - 8 0 0 - 2 4 Т 1 0 0 0 - 1 6 Т 1 5 3 8 0 0 - 1 6
Способ охлаждения Принудите льное
воздушное
Принудительное
воздушное
Естественное
Габаритные размеры
(ширина X глубина х
X вы сота), мм 5 7 4 5 x 8 0 0 x 2 4 5 0 7 4 2 0 x 1 1 7 0 x 2 8 0 0 3 2 0 0 x 8 0 0 x 2 9 0 0
М асса, кг 6 0 0 0 1 1 0 2 0 2 0 0 0
46

47. Технические данные тиристорных возбудителей
Т а б л и ц а 11
Тип
Параметры
КТУЕР1-
6 3 /4 3 0 Р У З
Односразный преоб­
разователь с упро­
щенной ОТФУ
Напряжение питания. В:
силовой цепи 3 8 0 , через сете.-
Бые реакторы,
трехфазный
3 8 0 , через транс­
форматор
3 8 0 /2 20,
двухфазный
системы управления 3 8 0 3 8 0
Номинальный выпрямленный
ток, А 6 3 1 7 0
Выпрямленное напряжение, В 4 3 0 - 0 - 4 3 0 0 -1 2 0
Реверсирование да нет
Суммирование сигналов уп­
равления
высокочастотный
магнитный усили­
тель, 4 0 0 Гц
магнитный усили­
тель, 50 Гц
Количество гальванически
развязанных каналов управ­
ления (обмоток управления
суммирующего магнитного
усилителя) 6 ■-6
Быстродействие (полное вре­
мя нарастания выпрямленного
напряжения до 0 ,9 Uj ) 0 ,0 3 -0 ,0 4 0 ,2
Номинальная мощность управ­
ления (для одной обмотки),
не более Вт 0 ,0 2 5 0 ,3 8
3 .7 . Унифицированные устройства регулирования
Системы электропривода с подчиненным регулированием строятся
на базе ячеек, блоков и датчиков унифицированной блочной системы ре­
гулирования, выполненной на аналоговых интегральных элементах,
УБСР-АИ [2 6 ]. Специально для буровых установок разработана моди­
фикация ряда ячеек и блоков УБСР-АИ, рассчитанная на тяжелые ус­
ловия работы. В типовом обозначении изделия в этом случае добавля­
ется буква "Б".
47

48. Основные технические данные ячеек, применяемых на буровых уста­
новках, приведены в табп.12. В качестве операционных усилите пей ис­
пользуется микросхема К 553У Д 2. Принципиальные схемы всех основ­
ных функциональных узлов те же, что в ячейках системы УБСР-АИ.
Главным отличием ячеек для буровых установок является использова­
ние разъемов улучшенной конструкции, отвечающих требованиям усло­
вий работы на буровых установках. Кроме того, резисторы и конден­
саторы размещаются непосредственно в ячейках с операционными уси­
лителями, что сокращает количество соединений между ячейками и ис­
ключает необходимость в ячейках связи.
Ячейка ЯВС-Б (схема выполнена на базе ячеек ФВ-1АИ, ВМ-2АИ
основного комплекта УБСР-АИ) содержит фазочувствитепьный выпря­
митель ФВ, служащий для преобразования сигнала переменного тока.
Т а б л и ц а 1 2
Технические данные ячеек УБСР-АИ
Тип Наименование
и состав
Входное
напря­
жение,
В
Выходное
напряже­
ние, В
Сопро-
тнв пение
нагруз­
ки, кОм
Коэффи­
циент
переда­
чи
Частота
пропу­
скания,
кГц
Потреб­
ляемый
ток, мА
Я В О Б Ячейка вхрдных сигна­
лов:
ФВ --10 +10 2 +40
в м +10 ±10 1 - ±25
ЯЗИ-Б Ячейка задатчика ин­
тенсивности
+10 ±10 2 1 - ±27
Я РП -Б Ячейка регуляторов
пропоршональных
±10 ±10 2 - 15 +100
Я> В-Б Ячейка усилителей
в спомога тепъных
±10 +10 2 - 15 ±100
Я РИ -Б Ячейка регуляторов
интегральных
±10 ±10 2 - 15 ±100
Я РГ-Б Ячейка развязки
гальванической:
ДН ±10 ±10 2 1 0,5 ± 2 5
ДТ ±0,075 ±10 2 4 5 - 1 4 0 0,5 ± 25
ЯПК-Б Ячейка преобразовате­
ля квадратичного
± 10 ±10 2
(10)
0 ,1
(3 ,1 6 )
- +30
ЯПФ-Б Ячейка преобразовате­
ля функционального
±10 ±10 2 - “ ± 30
ЯМ Д-Б Ячейка множительно­
делительная
±10 ±10 2 0 ,1
(1,0)
0,2 +30
ЯДМ -Б Ячейка датчика мощ­
ности (активной)
8 ,5 ±10 2 - ±30
ЯДВ -Б Ячейка делителя вход­
ного сигнала
±10 ±10 10 - ±30
Ф-АИ Ячейка фильтров ±10 ±10 - - - -
П р и м е ч а н и е . Напряжение питания всех ячеек + 15 В,
4 8

49. поступающего от сепьсинного командоаппарата через потенциометр
в унифицированный сигнал постоянного тока, причем полярность выхода
ФВ зависит от фазы входного сигнала, т.е. от направления поворота
рукоятки командоаппарата. Для обеспечения фазочувствитепьности
к схеме подводится, кроме питания постоянного тока, переменное
(коммутационное) напряжение синусоидальной или прямоугольной фор­
мы с амплитудой 12 В (действующее значение 8 ,5 В), частотой 5 0 Гц,
потребляемый ток 2 мА. Кроме того, в ячейке имеется узел выделе­
ния модуля ВМ, предназначенный для преобразования знакопеременного
сигнала постоянного тока в однополярный сигнал той же величины.
Ячейка задатчика интенсивности ЯЗИ-Б (на базе ячейки ЗИ-2АИ)
служит для преобразования ступенчатого входного сигнала постоянного
тока в линейно зависимый от времени выходной сигнал. Время отра­
ботки регулируется в пределах от 0 ,5 до 1 2 0 с. Имеется узел огра-
гшчения выходного сигнала.
Ячейка регуляторов пропорциональных ЯРП-Б (на базе ячейки
У2-АИ) содержит два операционных усилителя и другие элементы, не­
обходимые для построения двух пропорциональных регуляторов. На од­
ном усилителе предусмотрен транзисторный узел ограничения, на дру­
гом ограничение обеспечивается с помощью стабилитронов.
Ячейка усилителей вспомогательных ЯУВ-Б (на базе ячейки
У2-АИ) содержит два операционных усилителя и другие элементы для
построения пропорциональных регуляторов или других узлов в систе­
ме регулирования. Имеется возможность построить на одном из усили­
телей узел нелинейности с возрастающей крутизной характеристики,
количество участков характеристики 3 . Такой узел требуется, в ча­
стности, в системе автоматического управления динамическим тормо­
жением буровой лебедки.
Ячейка регуляторов интегральных ЯРИ-Б (на базе ячейки У2-АИ)
содержит два операционньк усилителя и другие элементы для постро­
ения двух интегральных или пропорционально-интегральных регулято­
ров. Ограничение обеспечивается с помощью стабилитронов. Кроме
того, в ячейке имеются реле с внешним управлением для шунтирова­
ния конденсаторов в цепях обратной связи регуляторов, что создает
определенные удобства при наладке и эксплуатации системы регулиро­
вания.
Ячейка развязки гальванической ЯРГ-Б (на базе ячейки РГ-5АИ).
содержит элементы, необходимые для потенциального разделения вход­
ного и выходного сигналов. При использовании схемы "модулятор -
трансформатор - демодулятор" потенциал разделяемых цепей, т.е. до­
пустимый потенциал входной цепи, 1 0 0 0 В. Источник питания связан
с выходными цепями ячейки. Коэффициент передачи при использовании
ячейки в качестве датчика напряжения 1 ,0 , при этом входной сигнал
+10 В подается на первый вход с делителя измеряемого напряже­
ния. Коэффициент передачи при использовании ячейки в качестве датчи­
ка тока 4 5 - 1 4 0 , при этом входной сигнал с измерительного шунта
7 S мВ подается на второй вход.
49

50. Ячейка преобразователя квадратичного ЛПК-Б (на базе ячейки
ПК-1АИ) служит для возведения входного сигнала в квадрат с коэффи­
циентом передачи 0 ,1 иди для извлечения квадратного корня с коэффи­
циентом передачи 3 ,1 6 , Постоянная времени составдяет 5 0 мкс. Не­
обходим дополнительный сигнал смещения +10 В.
Ячейка преобразователя функционального ЯПФ-Б (на базе ячейки
ПФ-2АИ) служит для воспроизведения различных нелинейных зависимо­
стей выходного сигнала от входного. Наклон воспроизводимых кривых;
минимальный 0 ,0 7 5 , максимальный 1 3 ,2 . Число участков, аппроксими­
рующих необходимую кривую, не более пяти. Требуется дополнительный
сигнал смещения +10 В.
Ячейка множительно-делительная ЯМД-Б (на базе ячейки МД-ЗАИ)
служит для четырехквадрантногс перемножения при любых знаках
входных сигналов и деления на сигнал одного знака.
Ячейка датчика мощности переменного тока ЯДМ-Б разработана
специально для буровых установок и служит для измерения активной
мощности в цепях переменного тока частотой 3 0 Гц. Сигнал по току
снимается с активного сопротивления, включенного в цепь вторичной
обмотки трансформатора тока, и не должен превышать по амплитуде
10 В. Коэффициент передачи по отношению к указанному сигналу мо­
жет регулироваться в пределах от 1 ,0 до 2 ,5 . Сигналом по напряже­
нию является коммутирующее напряжение, снимаемое с трансформатора
напряжения, который подключается к контролируемой цепи. Коммутиру­
ющее напряжение не должно превышать по амплитуде 12 В (действую­
щее значение 8 ,5 В), потребляемый ток 2 мА. В случаях, когда на­
пряжение в контролируемой цепи изменяется при работе незначительно,
данная ячейка может рассматриваться как датчик активного тока.
Ячейка делителя входного сигнала ЯДВ-Б разработана специально
для буровых установок и служит для масштабного преобразования
входного сигнала, поступающего от датчика веса бурильной колонны,
в зависимости от режима работы электропривода буровой лебедки.
Изменение коэффициента передачи (ориентировочные значения: 0 ,2 5 ;
0 ,5 ; 0 ,7 5 ; 1 ,0 ) производится по внешним сигналам с помощью встро­
енных в ячейку реле. Плавное регулирование коэффициента передачи
может производиться с помощью соответствующих потенциометров
ячейки.
Ячейка фильтров Ф-АИ содержит требуемый набор конденсаторов.
Состав ячеек в блоках регулирования, применяемых на буровых
установках, приведен в табл.13.
Для наиболее простых электроприводов постоянного тока с однозонным
регулированием скорости предназначен блок регулирования тока и ско­
рости БРТС-Б. Для электроприводов с двухзонным регулированием
скорости следует использовать два блока: БРС-Б, содержащий необхо­
димые входные элементы, регулятор скорости и узел ограничения мощ­
ности, и БРТ-Б, содержащий регуляторы тока якоря, тока возбуждения
и ЭДС двигателя. Блок БРД-Б включает вое необходимые ячейки для
системы регулирования динамического торможения лебедки. Блок
50

51. Т а б п и ц а 13
Состав блоков У БСР-А И , применяемых на буровых установках
Нанменованне
и тип блока
Тнп
ячеек
Количество
ячеек
Назначение блока
Блок регулирования тока
и скорости Б Р Т С -Б
Блок регулирования скоро­
сти Б Р С -Б
Блок регулирования тока
Б Р Т -Б
Блок датчиков Б Д -Б
Блок регулирования системы
подгрузкн ди зел ь^^н ер ато -
ров Б Р П -Б
Блок датчиков активной
мощности Б Д М -Б
Я В С -Б
ЯЗИ-Б
Я РП -Б
Я РИ -Б
Я РГ -Б
ЯФ
ЯВС -Б
ЯЗИ -Б
Я РП -Б
Я Р Г -Б
ЯДВ -Б
ЯПФ-Б
ЯФ
Я ВС -Б
ЯРИ -Б
ЯУ В-Б
Я РГ-Б
Я РГ-Б
ЯЗИ-Б
Я РП -Б
Я РГ-Б
ЯПК-Б
ЯПФ-Б
ЯДМ -Б
1
1
1
1
1
1
1
1
3
2
1
1
1
1
2
1
3
Построение систем однозонного ре­
гулирования скорости (или систем
регулирования ЭДС ). Используется
в приводе насосов н ротора
Построение контура скорости для
систем двухзонного регулирова­
ния с возможностью автоматиче­
ского регулирования мощности
в зависимости от массы колонны.
И спользуется в приводе лебедки
Построение контуров тока якоря,
тока возбуждения н ЭДС для
систем двухзонного регулирова­
ния скорости. И спользуется
в приводе лебедки
Содержит датчик тока и датчик
напряжения (с делителем
8 0 0 / 1 0 В ). Используется для
всех приводов
Построение системы автомати­
ческого регулирования мощности
подгрузки дизель-генераторов.
И спользуется только на морских
буровых установках
То же
БРП-Б имеет специфическое назначение - управление системой авто­
матической подгрузки дизель-генераторов в периоды пауз в работе
главных электроприводов и используется на морских буровых установ­
ках (с автономным электроснабжением). Блок датчиков постоянного
тока БД-Б содержит две ячейки гальванической развязки, одна из ко­
торых применяется как датчик напряжения, другая - как датчик тока.
Блок датчиков мощности переменного тока БДМ-Б содержит несколько
датчиков активной мощности, используется для системы подгрузки.
Кроме ячеек, в каждом блоке установлены: контрольный вольтметр
с переключателем для измерения основных сигналов; контрольные гнез­
да для проверки основных сигналов с помощью внешнего вольтметра;
вспомогательные потенциометры; реле контроля питания. Особенность
блоков для буровых установок состоит в том, что в них отсутствуют
объединяющие ячейки печатные платы, монтаж между ячейками вы­
полняется проводным "навесным" монтажом для повышения надежности.
Для питания блоков регулирования и блоков датчиков используется
блок питания типа БП-УХЛ4, содержащий пять независимых (погенци-
5 1

52. апьно разделенных) источников стабилизированного напряжения посто­
янного тока. В блоке имеется пять ячеек стабилизаторов напряжения
Я801Н и три ячейки силовых транзисторов ЯСТМ, а также ряд вспо­
могательных элементов; трансформаторы, предохранители, контрольный
вольтметр с переключателем и т.д. Один блок может обеспечить пита­
ние нескольких блоков регулирования и блоков датчиков. При проекти­
ровании систем регулирования целесообразно схемы питания выбирать
таким образом, чтобы устройства регулирования были объединены в оп­
ределенные функциональные группы, разделенные потенциально по всем
цепям, в том числе и по цепям питания, с цепью уменьшения влияния
помех.
Блок питания может подключаться к однофазной сети с различным
уровнем напряжения. Выбор величины напряжения осуществляется пу­
тем соответствующей установки перемычек внутри блока. Для питания
блоков регулирования и датчиков на буровых установках объединяются
попарно источники Е2 и ЕЗ (первым каналом питания) и источники
Е4 и Е5 (второй канал питания) таким образом, чтобы для общей
точки каждого канала напряжения составляли + 15, -1 5 В. Источник
Е1 используется при необходимости независимого питания цепей сме­
щения, цепей опорных напряжений и т.п.
Основный технические данные блока БП-УХЛ4
Напряжение питания однофазное, В ........................... 3 8 0 (или 2 2 0 )
Допустимые отклонения напряжения питания, % .. +10, -1 5
Частота напряжения питания, Гц ................................. 50
Напряжение источников Е1, Е 2, ЕЗ постоянного
тока, В 15 (или 5 )
Ток нагрузки источников Е 1, Е 2, ЕЗ, А .................... 1,5
Напряжение источников Е4, Е5 постоянного тока,
В 15 (или 2 4 )
Ток нагрузки источников Е 4, Е5, А ........... 0 ,5
Точность установки напряжения источников, не
хуже, % ..................................................................................... +5
Стабильность напряжения источников, не хуже, % ±0,4
Переменная составляющая в напряжении источни­
ков (двойная амплитуда), не более, мВ .................. 20
Все ячейки и блоки выполнены в блочных унифицированных конструк­
циях БУК-МЗК, соответствующих нормам МЗК. Габариты блоков пи­
тания и регулирования одинаковы - 4 4 0 x 1 3 0 x 2 2 5 мм (ширина х вы­
сота X глубина), в одной кассете устанавливается один блок. Блок
датчиков имеет ширину в два раза меньшие, т.е. в одной кассете уста­
навливается два блока датчиков.
Для подачи командных задающих сигналов на системы регулиро­
вания обычно используются сельсинные командоаппараты типов СКАР
(рычажные) и СКАЗ (с маховичком и редуктором, обеспечивающим
5 2

53. плавность регулирования задающего сигнала). В командоаппаратах при­
менен сельсин типа Б Д -404А . Однофазная статорная обмотка С 1-С 2
сельсина подключается к источнику питания 8 0 - 1 0 0 В переменного
тока частотой 5 0 Гц, ток потреблешя не более 0 ,4 4 А, мощность не
более 1 5 .Вт. Напряжение на выходных клеммах роторной обмотки Р1,
Р 2, РЗ при повороте ротора на 6 0 составляет 4 0 -4 5 В. Сигнал за­
дания снимается с любых двух клемм ротора. Статор сельсина может
поворачиваться и закрепляться в любом положении, что необходимо
для настройки нулевого положения командоаппарата. Командоаппараты
типа СКАР снабжены микропереключателями, которые могут обеспе­
чить получение сигнала о положении рукоятки (нулевое, вперед, назад).
Более подробные сведения о командоаппаратах приведены в f 3, 1 9 j,
вывода
1. Главным направлением совершенствования приводов буровых
установок на ближайшие годы является применение различных видов
электропривода на базе тиристорных преобразователей и современных
систем автоматического управления на микроэлектронных элементах.
Технологическим требованиям в наибольшей степени отвечает глубоко
регулируемый электропривод постоянного тока, который, однако, при­
меняется еще в ограниченных масштабах в связи с его сложностью,
высокой стоимостью и недостаточной степенью отработки.
2. Тиристорные преобразователи и системы автоматического управ­
ления, создаваемые для буровых установок, должны обладать высокой
надежностью и отвечать специфическим требованиям эксплуатации как
по электрическим характеристикам (работоспособность при значитель­
ных колебаниях и искажениях напряжения в системах соизмеримой
мощности), так и по конструкции (малые габариты, устойчивость к тя­
желым условиям работы по климатическим и механическим воздейст­
виям). В связи с ограниченной мощностью систем электроснабжения
весьма важно также создание соответствующих фильтрокомпенсирующих
устройств,
3. Применение электропривода постоянного тока позволяет значи­
тельно упростить кинематику буровых механизмов; в приводе буровых
шсосоБ исключаются пневматические муфты и специальные устройства
для разгрузки насосов при пуске, в приводе ротора - пневматические
муфты и многоскоростные трансмиссии. В приводе буровой лебедки .
может быть сокращено число механических передач (до четырех и да­
же двух ступеней вместо обычных шести), однако при минимальном
числе передач вынужденным является применение низкооборотных дви­
гателей с увеличенн1 .1ми габаритами и массой,
4 . Для привода буровых насосов и ротора применяются нереверсив­
ные тиристорные преобразователи, при этом целесообразно предусмат­
ривать системы автоматического управления с однозонным регулирова­
нием скорости. При Необходимости регулирования скорости во второй
53

54. зоне оно может выполняться неавтоматическим. Реверс привода ротора
целесообразно осуществлять путем оперативного (неавтоматического)
реверсирования тока возбуждения.
5. В приводе буровой лебедки в целях упрощения и унификации ти­
ристорных преобразователей для всех главных электроприводов целе­
сообразно применение нереверсивных силовых преобразователей. Для
полного использования мощности двигателей при широком диапазоне
изменения нагрузки следует предусматривать автоматическое двухзон­
ное регулирование скорости, С целью достижения максимальной произ­
водительности лебедки возможно применение системы реверса поля
с автоматическим управлением,
6 . Системы торможения лебедки при наличии электропривода посто­
янного тока могут быть различными. Для четырехскоростных лебедок
наиболее рационально применение отдельного электромагнитного тор­
моза. В случае двухскоростной лебедки приводной эпектродвигатепь
может быть использован в качестве электрической тормозной машины,
что успешно реализуется на установках сверхглубокого бурения. На
автономных буровых установках применяется система динамического
торможения двигателя, на установках с питанием от электрической
сети - системы динамического или рекуперативного тормохсения.
7. Применение тиристорного электропривода создает новые широкие
возможности, унификации электрооборудования как между отдельными
приводами на одной буровой установке, так и между установками раз­
личных классов и модификаций. Этому способствует блочная конструк­
ция тиристорных преобразователей и возможность наращивания мощно­
сти при сохранении основных схемных и конструктивных решений.
8 . Достаточно близкое к оптимальному использование электрических
машин для всего ряда серийных буровых установок может быть обес­
печено применением всего двух типоразмеров электродвигателей посто­
янного тока - порядка 6 5 0 - 7 5 0 кВт и 1 0 0 0 - 1 1 0 0 кВт. Примене­
ние для всего ряда буровых установок единого электродвигателя при­
влекательно с точки зрения унификации, однако при этом на части
установок мощность двигателей будет неизбежно завышена; кроме того ,
возникают затруднения с выполнением кинематических схем и конст­
рукции передаточных механизмов.
9 . Внедрение перспективных моделей тиристорного электропривода
буровых установок позволит получить высокий технико-экономический
эффект, формируемый, главным образом, за счет повышения произ­
водительности и надежности главных механизмов, увеличения КПД,
облегчения монтажа и транспортировки, унификации применяемого обо­
рудования, улучшения условий труда буровиков.
1 0 . Весьма актуальной является задача разработки нового, обосно­
ванного глубокими технико-экономическими исследованиями парамет­
рического ряда буровых установок и соответствующего ряда электро­
приводов. При этом целесообразно, учитывая разнообразные требова­
ния к характеристикам буровых механизмов, предусмотреть возмож­
ность комплектации установок одной грузоподъемности электропривода­
ми различной мощности (в зависимости от глубины' бурения), что
сейчас практически неосуществимо.
5 4

55. 1 1 . Следует считать перспективным дальнейшее расширение приме-
пеиия на буровых установках тиристорного электропривода постоянного
тока, в первую очередь - на установках сверхглубокого и глубокого
оурения, где он уже доказал свои конструктивные, эксплуатационные
и технико-экономические преимущества. Задачей ближайшего будущего
■лБляется применение систем автоматизации технолоп.ческих процессов
па базе применения тиристорных электроприводов и управляющих мик-
роЭВМ. Необходимо также приступить к исследованиям вопроса при­
менения ■ для буровых механизмов систем электропривода переменного
тока с частотным регулированием скорости.
1 2 . Важнейшими условиями развития тиристорных электроприводов
применительно к буровым установкам являются тщательная отработка
новых технических решений и коренная переориентация обслуживающе­
го персонапа на освоение новых для отрасли бурения систем электро­
привода и автоматического управления.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Унифицированные системы тиристорных электроприводов пере­
менного тока наземных буровых установок. - М.: Информэлектро,
1 9 8 4 . - 4 2 с.
2. Жеваго К.А., Портной Т.З., Школьников Б.М, Привод буровых
установок. - М.: Недра, 1 9 6 4 . - 4 0 8 с.
3 . Справочник электромонтера буровых установок/ А.А.Кощеев,
Б.И.Моцохейн, В.И.Ерохин и др. - М.: Недра, 1 9 7 4 , - 3 0 4 с.
4 . Ильинский Н.Ф., Юньков М.Г. Перспективы развития автомати­
зированного электропривода. - В кн.; Автоматизированный электропри­
вод, силовые полупроводниковые приборы, преобразовательная техника
/Под общей ред. Н.Ф.Ильинского, И.А.Тепмана, М.Г.Юнькова. - М.;
Энергоатомиздат, 1 9 8 3 , с .5 -1 3 ,
5 . Моцохейн Б.И. 1 Парфенов Б.М. Электропривод буровых лебедок. -
М.: Недра, 1 9 7 8 . - 3 0 4 с.
6 . Состояние и перспективы применения микропроцессорной техники
для управления технологическими процессами нефтяной промышленности,
вып.4 /В.В.ЖиликоБ, А.И.Коган, Б.И.Моцохейн, Б.М.Парфенов. - М.:
ВНИИОЭНГ, 1 9 8 1 . - 6 8 с.
7 . ГОСТ 1 6 2 9 3 -8 2 . Установки буровые комплектнью для эксплуа­
тационного и глубокого разведочного бурения. Основные параметры.
8 . Алексеевский Г.В. Буровые установки "Уралмашзавода". -
3 -е изд., перераб. и доп. - М'.: Недра, 1 9 8 1 . - 5 2 8 с.
9. Поляков В.П., Смирнов В. П., Константинов А.А, Буровые уста­
новки завода "Баррикады". - М.; Недра, 1 9 7 2 . - 2 8 8 с.
10. Парфенов Б.М., Моцохейн Б.И, Разработка и внедрение новых
систем регулируемого электропривода буровых установок, - В кн.; Ав­
томатизированный электропривод в народном хозяйстве, т.2 /Под об­
щей ред. М.Г.Чиликина, И.И.Петрова, М.М.Соколова. - М.: Энергия,
1 9 7 1 , с .2 3 0 -2 3 5 .
55

56. 1 1 . Хушпупян м .м ., napqjeHoB Б,М., Тверитнева Э.П. Современное
состояние энергоустановок привода в бурении и критерии их выбора. -
М.; ВНИИОЭНГ, 1 9 7 1 . - 181 с.
12. Мопохейн Б.И. Современные тенденции развития электропривода
буровых установок за рубежом. - Электротехн. пром-сть. Сер. Элек­
тропривод, 1 9 8 0 , вып. 6 (8 6 ) , с .1 4 -1 7 .
1 3 . Мопохейн Б.И. Тиристорные преобразователи зарубежных буро­
вых установок. - М.: ВНИИОЭНГ, 1 9 7 9 . - 5 6 с.
1 4 . Мопохейн Б.И., Свердлова Т.Т. Применение управляющих вычи­
слительных машин в электроприводах зарубежных буровых установок. -
М.: ВНИИОЭНГ, 1 9 7 7 . - 7 6 с.
1 5. Основные направления развития электрооборудования буровых
установок "Уралмашзавода" /В.М.Мамкин, А.Г.Никитин, Б.В.Опьхови-
ков и др. - Машины и нефтяное оборудование, 1 9 8 3 , N? 6, с. 1 3 -1 5 .
1 6 . Бутаев Ф.И., Эттингер Е.Л. Вентильный электропривод. - М.:
Госэнергоиздат, 1 9 5 1 . - 2 5 6 с.
17. Справочник по автоматизированному электроприводу. - М.:
Энергоатомиздат, 1 9 8 3 . - 6 1 6 с.
1 8 . Полупроводниковые выпрямители /Под ред. Ф.И.Ковалева,
Г.П.Мостковой. - М.: Энергия, 1 9 6 7 . - 4 8 0 с.
1 9 . Управление вентильными электроприводами постоянного тока
/Е.Д.Лебедев, В.Е.Неймарк, М.Я.Пистрак, О.В.Слежановский, - М.:
Энергия, 1 9 ^ 0 . - 2 0 0 с.
2 0 . Шипипло В.П. Автоматизкрованный вентильный электропривод. -
М.; Энергия, 1 9 6 9 , - 4 0 0 с.
2 1 . Специфика электропривода по системе ТП-Д при питании от ав­
тономного источника соизмеримой мощности /Г.Б.Онищенко, Б.М.Пар-
(Idghob, А.В.Шинянский. - В кн.: Автоматизированный электропривод
/Под общей ред. И.И.Петрова, М.М.Соколова, М.Г.Юнькова. - М.:
Энергия, 1 9 8 0 , с .3 7 9 -3 8 9 .
2 2 . Сапяк И.И., Скоклюк Н.И., Парфенов Б.М. Выбор конденсато­
ров для компенсации реактивной мощности автономного синхронного
генератора. - Электротехника, 1 9 7 7 , N? 9, с .3 6 -3 9 .
2 3 . Конструирование силовых полупроводниковых преобразователь­
ных агрегатов /С.Р.Резинский, В.С.Лабковский, И.Х.Евзеров и др. -
М.: Энергия, 1 9 7 3 . - 2 8 6 с.
24- Мощные тиристорные выпрямители для электроприводов посто­
янного тока /Э.М.Аптер, Г.Г.Жемеров и др. - М.: Энергия, 1 9 7 5 . -
2 0 9 с.
2 5 . Фишбейн В.Г. Расчет систем подчиненного регулирования вен­
тильного электропривода постоянного тока. - М.: Энергия, 1 9 7 2 . -
1 3 6 с.
2 6 . Системы подчиненного регулирования электроприводов перемен­
ного тока с вентильными преобразователями /О.В.Слежановский,
Л.Х.Дацковский, И,С,Кузнецов и др. - М.; Энергоатомиздат, 1 9 8 3 , -
2 5 6 с.
2 7 . Моцохейн Б.И. Основные достоинства буровых установок с ти­
ристорным электроприводом. - Электротехн. пром-сть. Сер. Электро­
привод, 1 9 8 2 , вып. 9 (1 0 7 ) , с ,1 0 -1 2 .
56

57. 2 8 . Результаты промышленных испытаний привода бурового насоса
1111 систомо асинхронного вентильного каскада /И.И.Саляк, И.В.Чупыло,
().Я.Турянский, Б.И.Моцохейн. - Машины и нефтяное оборудование,
I !)82, М 7 , с .2 2 -2 4 .
2SJ. Устройства подачи долота для бурения нефтяных и газовых
скиажип /Э.А.Вольгемут, В.Х.Исаченко, О.М.Котляр, М.Г.Эскин. -
М.; Иодра, 1 9 6 9 . - 2 3 4 с.
,40. Сапяк И.И., Моцохейн Б.И. О результатах испытаний электро­
динамического тормоза опытной буровой установки "Уралмаш-ОД", -
Машины и нефтяное оборудование, 1 9 6 4 , № 11, с .4 -8 .
( ■ ■ О Д Е Р Ж А Н И Е
Ииодение ................................................................................................................. 1
1. Электропривод по системе тиристорный преобразователь-дви­
гатель (ТП-Д) .............................................................................................. 4
1 .1 . Основы выбора тиристорных преобразователей ............... 4
1 .2 . Электропривод буровых лебедок .............................................. 9
1 .3 . (Зистема динамического торможения ...................................... 14
1 .4 . Электропривод буровых насосов и ротора по системе
ТП-Д ...................................................................................................... 19
2. Технико-экономические предпосылки выбора электроприводов
новых буровыхустановок ........................................................................... 25
2 .1 . Основные факторы формирования экономической эффек­
тивности новых буровых установок средствами элек­
тропривода .............................................................................................. 2 5
2 .2 . Повышение производительности буровыхмеханизмов ....... 27
2 .3 . Сокращение эксплуатационных затрат .................................... 3 0
2 .4 . Сокращение энергетических затрат ......................................... 33
2 .5 . Блияние выбора системы электропривода на конструктив­
ные характеристики буровых установок .............................. 3 4
3. Номенклатура электрооборудования главных буровых механиз­
мов ............................................................................................................ ........... 36
3 .1 . Бысоковольтные распредустройства .......................................... 36
3 .2 . Силовые трансформаторы и реакторы ....................................... 3 6
3 .3 . Двигатели переменного тока ................................................. 3 8
3 .4 . Эпектромагштные тормоза .......................................................... 4 2
3 .5 . Двигатели постоянного тока ........................................................ 43
3 .6 . Тиристорные преобразователи ..................................................... 46
3 .7 . Унифицированные устройства регулирования ........................ 4 7
Вг,шоды ....................................................................................................................... 53
Список литературы ............................................................................................... 55