Технические требования к СВП

 

2.1. Состав и требования к конструкции.

2.1.1. ПВГ-100 состоит из модуля исполнительных механизмов (подвесная часть), направляющей балки.

2.1.2. Подвесная часть с направляющей балкой выполняет функции вертлюга, ротора и трубного манипулятора. Состоит из:

§ привода, выполненного на базе гидромотора;

§ стволовой части, опорных подшипниковых узлов, воспринимающих вертикальные и поперечные нагрузки в процессе бурения и спускоподъемных операций;

§ встроенных задвижек для перекрытия подачи бурового раствора, одна

§ из которых с оперативным дистанционным управлением, другая (дублирующая) – с ручным;

§ тормозного устройства;

§ верхней подвески вертлюга в составе верхних штропов и траверсы;

§ трубного манипулятора.

Подвесная часть обеспечивает возможность операции «расхаживания» при отказе гидроагрегата.

2.1.6. Направляющая балка с узлами крепления предназначена для обеспечения направленного перемещения вертлюга, восприятия реактивного момента с силовых элементов исполнительного механизма и передачи его на металлоконструкцию вышки.

Направляющая балка должна состоять из отдельных секций, обеспечивающих их удобный монтаж возможность крепления к металлоконструкции вышки.

2.1.7. Габариты и условия монтажа элементов ПВГ-100 должны обеспечивать их использование на буровой вышке с минимальными доработками в промысловых условиях без нарушения штатных условий функционирования.

 

Расчет редуктора СВП

Преимущества и недостатки электрических и гидравлических приводов

 

Наиболее известные зарубежные производители систем верхнего привода (Varco, Tesco, Canrig, National Oilwell, Bentec и др.) предлагают СВП как в гидравлическом, так и в электрическом (постоянного и переменного тока) исполнении. При этом электрические версии ВСП могут питаться как от источника электроэнергии буровой площадки, так и от автономного дизель-генератора.

Основные преимущества СВП с электрическим приводом:

· малая удельная масса подвесной части и, следовательно, минимальный износ талевого каната;

· высокая удельная мощность привода NУД (отношение выходной мощности к массе подвесной части) составляет 66 кВт/т;

· компактность подвесной части;

· бесступенчатое (частотное) регулирование скорости вращения вала вертлюга от 0 до 180 об/мин;

· реверсивность;

· автоматичность изменения момента от минимального до номинального значений при постоянной заданной скорости вращения выходного вала;

· свобода компоновки подвесной части.

Основными недостатками СВП с электрическим приводом являются:

- несоответствие максимума мощности СВП скоростным режимам работы отечественного бурового инструмента (пик мощности смещен относительно рабочих скоростей порядка 60-100 об/мин в сторону 200…250 об/мин),

· cущественное недоиспользование мощности привода (50-72%) в диапазоне частот 60-100 об/мин; низкий коэффициент использования мощности;

· отсутствие саморегулирования скорости вращения выходного вала в зависимости от нагрузки на рабочем инструменте, и, как следствие, снижение производительности привода;

· отсутствие самоторможения привода и возможность генерации тока при возникновении эффекта «пружины» в случае прихвата бурильной колонны и ее обратном вращении, разрушающего электронную систему управления СВП;

· большие тепловые потери в электродвигателе, в особенности при максимальных моментах, требующие наличия собственной системы охлаждения, что усложняет и удорожает конструкцию СВП;

· несоответствие электрических параметров СВП параметрам отечественной электрической сети, что приводит к необходимости использования автономной системы электропривода (дополнительный модуль дизель–генератора, дополнительный модуль частотного управления электродвигателем);

· дополнительные затраты на дизельное топливо и транспортные расходы при использовании дизель-генераторов. При годовой нагрузке СВП порядка 4000 моточасов расход топлива только одной дизель-генераторной установки с указанным выше коэффициентом использования мощности составит более 120 т;

· необходимость применения многоступенчатых механических редукторов в приводе электродвигателей для снижения частоты вращения выходного вала, что приводит к снижению надежности, усложнению и повышению стоимости конструкции СВП.

Основные преимущества и недостатки СВП с гидрообъемным приводом аналогичны преимуществам и недостаткам ВСП с электроприводом.

Дополнительными преимущества СВП с гидроприводом являются:

· расширение скоростного (силового) диапазона при меньшей входной мощности за счет применения гидромоторов с переменным рабочим объемом (привод оснащен системой клапанов, позволяющих изменять рабочий объем гидромотора в два раза). Это позволяет получить несколько ступеней на внешней характеристике и, в отличие от СВП с электроприводом, в диапазоне оборотов выходного вала от 50 до 200 об/мин работать на режиме, близком к режиму постоянной мощности.

· в гидравлическом приводе имеется возможность путем дросселирования жидкости гасить эффект «пружины» в случае прихвата колонны и ее обратном вращении;

· достоинством гидроприводных СВП является возможность сделать выбор в пользу применения безредукторного привода наоснове использованиявысокомоментных гидромоторов, что легло в основу создания семейства СВП отечественного производства.

Выбираем гидродвигатель.