6 Электробур. Конструкция: схема электроснабжения, защиты и контроля изоляции силовой цепи

Электробур предназначен для бурения вертикальных, наклонных, наклонно-направленных и горизонтально-разветвленных нефтяных и газовых скважин. Электробур вместе с долотом опускается в скважину на бурильных трубах, соединенных между собой замком. Бурильные трубы связаны с ведущей трубой. Вращение бурильных труб для проведения вспомогательных операций осуществляется при помощи ротора.

Глинистый раствор, прокачиваемый через буровой шланг, вертлюг, ведущую трубу, бурильные трубы, полый вал электробура, долото, выходит в затрубное пространство. Электрический ток по кабелю, прикрепленному к буровому шлангу, подводится к контактным кольцам, расположенным внутри кольцевого токоприемника, устанавливаемого между вертлюгом и ведущей бурильной трубой и служит для создания непрерывной электрической цепи питания электробура как при вращающейся, так и при неподвижной бурильной колонне.

Подвод электроэнергии от источ­ника тока (трансформатора) к элек­тробуру осуществляется при помощи двухжильных кабельных секций, размещенных внутри труб, используе­мых в качестве третьего провода.

Скорость и качество проходки скважины определяются основными параметрами режима бурения: осе­вой нагрузкой на долото, частотой вращения долота, количеством и ка­чеством подаваемой на забой промы­вочной жидкости.

Электробур состоит из специального маслонаполненного трехфазного погружного АДК и шпинделя, служащего для передачи осевой нагрузки и вра­щающего момента долоту.

В бурильных трубах смонтированы двухпроводные кабельные сек­ции с двухконтактным стержнем вверху и двухконтактной муфтой внизу. К токоприемнику подводится трехфазное напряжение. Одна фаза заземляется в токоприемнике, а две другие подключаются к токоподводу в бурильных трубах.

Сопротивление изоляции системы измеряется мегомметром при от­соединенных от системы бурильных трубах. Отсоединение труб осущест­вляется при помощи устройства контроля изоляции (УКИ) или погруж­ного контактора автоматически, при снятии напряжения станцией управ­ления.

Управление двигателем электробура осуществляется комплектным устройством управления и защиты электробура, состоящим из высоко- и низковольтного шкафов, а также шкафа с измерительными приборами.

Устройство обеспечивает ряд защит: блокировку повторного включения при аварийных ситуациях; контроль напряжения; контроль сопротивления изоляции; защиту от токов КЗ и т.д.

Двигатель электробура через высоковольтную распределительную ячейку получает питание от одной из обмо­ток трансформатора и вращает долото 10. Высоковольтный шкаф управления содержит механические и электрические блокировки. Низковольтный шкаф управления содержит устройство контро­ля за режимом бурения, блок преобразования электрических сигналов. В шкафу с измерительными приборами сконцентрирована контроль­но-измерительная аппаратура.

Устройство контроля сопротивления изоляции и отсутствия обрыва токоподвода и устройство токовой защиты связаны с блоком управ­ления контактором, который подает сигнал при несоответствии значения сопротивления изоляции или обрыве токопровода.

Ячейка защиты от перегрузки осуществляет функции выбора максимального тока фазы, подачи сигналов на отключение контактора при перегрузке двигателя и на сигнализацию о перегрузке, заклинке двигателя.

Ячейка защиты от короткого замыкания осуществляет функ­ции измерения силы тока и подачи сигналов на отключение контактора при достижении током двигателя значения 1,2I_ПУСК.

Электроснабжение буровой установки при электробурении осуществляется с помощью КРУ, состоящим из семи унифицированных шкафов, объединенных в два блока.

В настоящее время электробурение ведется как нерегулируемыми двигателями электробуров, так и редукторными электробурами. К числу перспективных направлений относится применение регулируемых электробуров постоян­ного и переменного тока.