Силовые передачи

ЛЕКЦИЯ № 10

Газотурбинный привод

Дизель-электрический привод

Состоит из дизель-генераторов постоянного тока и электродвигателей постоянного тока. Этот вид привода обеспечивает широкий диапазон регулирования, мягкость характеристик и улучшает монтажеспособность буровых установок.

Газотурбинные двигатели преобразуют тепловую энергию в механическую не циклически, а непрерывно. На рис. 8.1 показана схема двухвального газотурбинного двигателя.

На рис. 8.2 приведены характеристики двигателя. Как видно из рисунка двухвальный газотурбинный двига­тель обладает сравнительно высоким запасом крутящего мо­мента. Максимальный момент в 1,5÷2 раза превышает момент при номинальном режиме. По сравнению с дизелем упрощаются пусковые устройства в приводе буровой ле­бедки, насосов и ротора.

к – компрессор; кс – камера сгорания; тк – турбина компрессора; тс – свободная турбина; р – редуктор; в – выходной вал

Рисунок 8.1 – Схема двухвального газотурбинного двигателя

Рисунок 8.2 – Характеристика двухвального газотурбинного двигателя

Техническая характеристика стационарного газотурбинного двигателя АИ-23СГ

Частота вращения ротора, об/мин:

- турбокомпрессора.................9000—14 600

- свободной турбины.„........... 8000—11000

Тип редуктора …..................... Планетарный, двухступенчатый

Передаточное отношение.........................0,087

Топливо для двигателя............ Природный или попутный нефтяной газ

Компрессор................................Осевой 10-ступенчатый

Масса, кг…………………………….1290

Габариты, мм………………………. 3650х760х975

Удельная масса газотурбинного двигателя составляет при­мерно 1,22 кг/кВт и почти в 7 раз меньше, чем дизеля. Отсутствие водяного охлаждения облегчает запуск и эксплуатацию двигателя в зимних условиях. Моторесурс при эксплуатации в бурении достигает 9500 ч, а расход масел почти в 10 раз меньше, чем у дизелей.

Основные недо­статки – повышенный расход топлива и высокий уровень шума, удельный расход топлива в 2 раза больше, чем у дизелей.

Это устройства для передачи мощности от двигателей лебедке, насосам, ротору и другим потребителям энергии буровой установки.

Их функции:

1) регулирование момента (М) и частоты вращения (n) лебедки и ротора;

2) регулирование числа ходов поршней насоса;

3) суммирование мощности двигателей при групповом и много­моторном приводе;

4) распределение мощности между лебедкой, насосами и рото­ром при групповым приводом;

5) плавное включение и защита двигателей от перегрузок;

6) реверсирование лебедки и ротора, приводимых от ДВС.

В приводе используются механические, гидравлические, электрические и пневматические передачи. Гидравлические и электрические используются в сочетании с механическими, образуя гидромеханические и электромеханические передачи.