44.Электрооборудование компрессорных станций магистральных газопроводах.

Для сжатия газа, транспортируемого по магистральным газопроводам, служат компрессорные станции (КС), обору­дованные поршневыми и центробежными компрессорами. Порш­невые компрессоры в большинстве случаев приводятся в дей­ствие от газовых двигателей внутреннего сгорания (газомотор­ные компрессоры). Мощность двигателей этих компрессоров достигает 2500—4000 кВт, а к. п. д. агрегата доходит до 40%.В других случаях используют электрический привод.

К омпрессорные станции с электроприводом центробежных нагнетателей, где устанавливаются крупные высоковольтные двигатели и где потребная мощность составляет десятки тысяч киловатт, как правило, получают питание от сетей энергоси­стем.

Компрессорные станции с газотурбинным приводом центро­бежных нагнетателей или с газомоторными поршневыми ком­прессорами также получают электроэнергию от сетей энергоси­стем, если они имеются в районе расположения компрессорной станции. Мощность, необходимая для потребителей электро­энергии на таких компрессорных станциях, составляет 500— 3000 кВт. Она определяется необходимостью работы электро­привода циркуляционных насосных установок систем водяного охлаждения и маслонасосов, вентиляционных агрегатов, насос­ных станций производственного и питьевого водопроводов, ко­тельных, механических мастерских, расходом электроэнергии на освещение, коммунальные нужды жилого поселка и др.

Когда сети энергосистемы в районе газопровода отсутствуют или не могут обеспечить надежного питания, на площадке такой компрессорной станции сооружают собственную электростанцию переменного тока с двумя-тремя синхронными генераторами, приводимыми в действие газовыми двигателями

13 Электропривод буровых лебедок с электромагнитными муфтами и тормозами

В электроприводах механизмов, требующих плавного регу­лирования частоты вращения в относительно небольшом диапа­зоне (1,5-2), применяются электромагнитные муфты скольже­ния. Для расширения диапазона регулирования частоты враще­ния используется система автоматического регулирования тока, возбуждения муфты с обратными связями. В зависимости от характера связи между входным и выходным элементами электромагнитные муфты делятся на муфты механической связи: (фрикционные), муфты электромеханической связи (ферропорошковые) с электромагнитным управлением и муфты со свя­зью через магнитное поле (муфты скольжения).

Фрикционные электромагнитные муфты в нефтяной и газо­вой промышленности применения не нашли. В приводе буровых установок электромагнитные муфты применяются в качестве электротормоза буровой лебедки, для оперативного соединения приводного вала лебедки с двигателем, сочленения двигателей (в первую очередь внутреннего сгорания) с групповой транс­миссией; в качестве пусковой муфты в приводе лебедки от по­стоянно вращающихся двигателей; для оперативного сое­динения бурового насоса с приводом, ограничения момента, передаваемого на ротор, регулирования частоты вращения ро­тора; для автоматизации подачи долота в процессе бурения.

Электромагнитная муфта скольжения (ЭМС) со­держит две концентрически расположенные вращающиеся ча­сти — якорь и индуктор, механически не связанные между собой. Одна из частей ЭМС закреплена на ведущем валу, а другая — на ведомом. Якорь обычно выполняется цилиндри­ческим, сплошным стальным или шихтованным. Индук­тор, на котором расположена обмотка возбуждения, изготов­ляется сплошным стальным и образует полюсную систему. По­стоянный ток к обмотке возбуждения подводят через кон­тактные кольца. Для получения тормозных свойств достаточно закрепить не­подвижно одну из частей муфты (обычно индуктор). Вторая часть связывается с вало, который необходимо тормозить.

В электромагнитной порошковой муфте (ЭПМ) слой ферромагнитного порошка в зазоре между ведущей и ведомой частями представляет собой пластичную среду с со­противлением сдвигу, зависящим от магнитной индукции. Это свойство использовано в ЭПМ для передачи движения от веду­щего элемента к ведомому. Ферромагнитный порошок, за­полняющий рабочий зазор, повышает магнитную проницае­мость зазора в 4—8 раз в зависимости от состава наполнителя и значения магнитной индукции в зазоре, создаваемой обмоткой возбуждения.

При повы­шении тока возбуждения увеличивается магнитная индукция: в рабочем зазоре, увеличивается тангенциальная сила, необхо­димая для сдвига ведущей части относительно ведомой, и, сле­довательно, вращающий момент, передаваемый муфтой. Если момент сопротивления, приложенный к ведомой части, превос­ходит рабочий момент ЭПМ, происходит проскальзывание. При этом допустимое скольжение и время, в течение которого сколь­жение допустимо, определяются теплорассеивающей способ­ностью муфты, нагревостойкостью изоляции обмотки возбуж­дения, нагревостойкостью (окисляемостью) ферромагнитной смеси и допустимой температурой работы подшипников.

Для получения тормозных свойств достаточно закрепить неподвижно одну из частей ЭПМ, а вторую связать с валом, который необходимо тормозить. В момент начала торможения включается обмотка возбуждения, что вызывает затягивание ферромагнитной смеси в рабочий зазор и появление тангенци­альной силы, тормозящей ведущий вал. Энергия торможения выделяется в ферромагнитной смеси и деталях, прилегающих к рабочему зазору, которые необходимо интенсивно охлаждать.

Применение электромагнитных муфт в электроприводе буро­вой лебедки, устраняя скачкообразное изменение момента в про­цессе разгона, обеспечивает плавный и интенсивный разгон при­вода и открывает широкие возможности внедрения в электро­привод лебедки СД и АДК. Электропривод ле­бедки с электромагнитными муфтами позволяет значительно по­высить надежность электрооборудования, улучшить условия его эксплуатации, максимально использовать установленную мощ­ность приводных двигателей и соответственно увеличить произ­водительность, уменьшить износ механического оборудования, а также снизить толчки тока и, следовательно, стабилизировать напряжение в питающих линиях.

В электроприводе лебедки электромагнитные муфты уста­навливаются между приводными двигателями и трансмиссией. При производстве спуско-подъемных операций приводной дви­гатель работает в режиме постоянного вращения на естествен­ной характеристике.

Лебедку пускают включением электромагнитной муфты путем подачи тока в обмотку возбуждения. Система управления может быть выполнена автоматической или полуавтоматиче­ской с возможностью оперативного вмешательства бурильщика. Формирование необходимых динамических характеристик может быть получено регулированием тока возбуждения.

Привод с электромагнитными муфтами обеспечивает непре­рывный переход от натяжения талевой системы к подъему ин­струмента, остановку колонны бурильных труб на заданной вы­соте, полную загрузку приводных двигателей и равномерное рас­пределение нагрузки между ними.

В качестве вспомогательных тормозов буровых лебедок на­шли применение гидравлические и электрические тормоза. Наиболее целесообразным типом вспомога­тельного тормоза буровой лебедки является электромагнитный тормоз.

В электромагнитных индукционных и порошковых тормозах вся энергия торможения превращается в тепло, для отвода ко­торого предусматривается водяное или реже воздушное охлаж­дение. Электромагнитные тормоза обычно сочленяются с валом ба­рабана лебедки с помощью шинно-пневматических муфт. Уп­равление тормозом производится с пульта бурильщика и при необходимости может быть связано с рукояткой механического тормоза.

Процессом торможения при спуске инструмента управляют, изменяя силу тока возбуждения электромагнитного тормоза. Си­стема управления также, как и в электромагнитных муфтах, может быть выполнена автоматической или полуавтоматиче­ской с возможностью оперативного вмешательства бурильщика.

Основное преимущество электромагнитных тормозов заключается в возможности плавного регулирования в широких пределах тормозного момента, а также в относительной простоте и легкости автоматизации процесса торможения.