Тема 7. Электрооборудование установок для насосной добычи нефти
Выбор мощности двигателей. Электродвигатели для станков-качалок. Серии, технические данные, КПД, cos у электродвигателей станков- качалок. Самозапуск станков качалок. Общая схема глубиннонасосной установки. Схема устройства глубинного плунжерного насоса. Определение мощности электродвигателя. Схема питания глубиннонасосных установок с напряжением распределительной сети 6 кВ; 0,38 кВ и по схеме блок-линия-трансформагор. Аппаратура управления электродвигателями станков-качалок. Схемы блоков управления СУС для электродвигателей станков-качалок. Синхронные двигатели с когтеобразными полюсами для станков-качалок. Трансформаторы для питания погружных электродвигателей. Схема станции управления ШГС- 5805. Основные элементы бесштанговой насосной установки. Устройство и принцип работы погружного электродвигателя. Технические данные погружных электродвигателей. Марки кабелей и технические данные автотрансформатора. Станции управления погружными электродвигателями ПЭД. Ручное, автоматическое управление. Выбор электрооборудования бесштанговой насосной установки. Электрические установки для депарафинизации скважин.
Методические указания
Значительную долю добываемой нефти в России получают из скважин, оборудованных глубиннонасосными установками. Вид применяемого насосного оборудования определяется сочетанием суточной производительности скважины и глубины подвески насосов. Познакомившись с общим вопросами применения глубиннонасосного оборудования, следует приступить к изучению глубиннонасосных штанговых установок, где необходимо рассмотреть принцип работы; конструктивные элементы и взаимодействие между ними; параметры, характеризующие установку. Далее следует изучить характер изменения мощности, момента на валу приводного двигателя установки неуравновешенной и уравновешенной и изменение КПД и коэффициент мощности электродвигателя станка-качалки. После чего изучить расчетные формулы для определения мощности двигателя для привода станка- качалки, но здесь надо иметь ввиду, что протекание пускового процесса зависит также от начального положения кривошипа станка и от того, как изменяется нагрузка непосредственно после начала пуска. Следует также учитывать, что в случае снижения напряжения в питающей сети во время пуска двигателя, соответственно уменьшается начальный пусковой момент двигателя. Следовательно, исходя из этих условий появляется дополнительное условие на выбор двигателя - это отношение моментов. Далее следует изучить типы применяемых двигателей, их характеристики и конструктивное исполнение, схемы блока СУС управления электродвигателем станка-качалки. При высоких дебитах скважин применяются в скважинах бесштанговые насосные установки. Необходимо ознакомиться с основными элементами установки. Поскольку двигатель работает в сложных условиях, то это обстоятельство обуславливает его конструктивное исполнение и применение средств защиты от проникновения внутрь двигателя пластовой жидкости. Все эти особенности надо изучить, а также рассмотреть схемы управления электродвигателями, электроснабжения и методику расчета и выбора оборудования.
Вопросы для самопроверки:
1. Перечислите область применения и основные элементы штанговой глубиннонасосной установки.
2.Какими параметрами характеризуется штанговая глубиннонасосная установка.
3. Какие различия в графике мощности на валу двигателя станка- качалки уравновешенной и неуравновешенной.
4. Как изменится цикл КПД и коэффициент мощности у двигателя станка- качалки.
5. Перечислите основные формулы для расчета мощности двигателя станка- качалки.
6. Какие условия выбора двигателя для привода станка- качалки.
7. Чем обусловлено применение для привода станка-качалки синхронных двигателей?
8. Схемы электроснабжения скважин и какие КТП применяются для этих целей.
9.Схемные решения блока СУС для управления электродвигателей СК
10.Основные элементы бесштанговой насосной установки, область применения.
11.Конструктивное исполнение погружных двигателей и их защита от проникновения внутрь пластовой жидкости.
12.Схемы электроснабжения ПЭД, схемные решения применяемых КТП
13. Схемные решения станции управления типа ШГС - 5805.
14.Расчет мощности двигателя для привода погружного насоса, условия выбора двигателя.
15. Объясните сущность депарафинизации скважин, какие методы применяются.
16.Перечислите электрические способы и электрооборудование, применяемые для депарафинизации скважин.
Тема 8. Электрооборудование промысловых компрессорных, насосных станций, установок обезвоживания и обессоливания нефти.
Типы компрессоров. Выбор мощности электродвигателя. Типы электродвигателей. Схемы питания компрессорной станции. Схема управления и защиты синхронного двигателя привода компрессора. Оборудование промысловых компрессорных станций. Типы насосов, типы электродвигателей. Электродвигатели типы СТД с безщеточной системой возбуждения, применяемые на КНС. Электрооборудование насосных станций внутрипромысловой перекачки нефти и электрооборудование насосных станций для закачки воды в пласт. Обезвоживание и обессоливание нефти электрическим полем. Термохимические и электрические методы. Электрообезвоживающие и обессоливающие промысловые установки. Технологическая схема обессоливающей установки. Устройство шарового и горизонтального электродегидратора 1ЭГ-160.
Литература: 1. глава 9; 2. глава 9; 3. глава 6; 7. глава 17, 18; 8. глава 6.
Методические указания:
Эта тема является одной из самых важных в курсе, так как рассматриваемые в ней объекты имеют самое широкое распространение на предприятиях газовой и нефтяной промышленности. Вначале необходимо ознакомится с технологическими процессами. Далее следует изучить типы применяемых компрессоров, область использования, их технические характеристики, положение и состояние агрегатов в момент запуска, дополнительные условия по выбору двигателя- пусковой момент не должен быть меньше номинального. Это обстоятельство учитывает то положение, когда в случае кратковременного исчезновения или резкого снижения напряжения в питающей сети с последующим восстановлением нормального питания, двигатель будет разгоняться при нагруженном компрессоре. Рассмотреть приближенную формулу для определения мощности электродвигателя для привода компрессора, обращая внимание на параметры в неё входящие и на их размерность
Газовые компрессорные станции на промыслах являются взрывоопасными установками, поэтому надо изучить тщательно типы применяемых двигателей и другое оборудование, их конструктивное исполнение.
Следует изучить тщательно схемы электроснабжения станции и компрессорного агрегата, т.к. это объекты относятся к потребителям первой категории по надежности электроснабжения. Надо обратить внимание на схемные решения, обеспечивающие необходимую надежность. Рассмотреть схемы управления двигателями и их защиты. Следует иметь ввиду, что сейчас все шире стали применяться для привода синхронные двигатели с безщеточной системой возбуждения.
На нефтепромысловых нефтеперекачивающих станциях электропривод применяется тот же, что и на компрессорных станциях. Возможность работы насосного агрегата на магистраль определяется сравнением работы характеристик насоса и магистрали.
Потребители водяных насосных систем поддержания пластового давления - центральные, относятся к первой категории надежности, а кустовые насосные станции в ряде случаев могут быть отнесены к третьей. В последние годы широко применяются блочные КНС и для привода в них применяются двигатели серии СТД, единичная мощность их имеет тенденцию к увеличению.
При изучении вопроса обезвоживания и обессоливания нефти электрическим полем надо тщательно изучить физику поведения дисперсной среды при воздействии на неё электрическим полем, а затем приступить к рассмотрению характеристики электродегидраторов и их конструктивному исполнению, схемных решений управления и защиты.
Вопросы для самопроверки
1.Перечислите типы применяемых компрессоров, их характеристика
2.Напишите формулу для определения мощности двигателя для привода компрессора, условия выбора двигателя.
3.Типы применяемых двигателей, их компоновка с компрессорами на КС.
4.Каким образом достигается надежность электроснабжения КС, схемные решения.
5.Схемные решения при самозапусЛ двигателей компрессорных станций.
6.Как определяется возможность работы насосного агрегата магистрали.
7.Какими параметрами характеризуется рабочая характеристика насоса.
8.Назначение КНС и БКНС, типы применяемых насосов.
9.Написать формулу для расчета мощности двигателя для привода насоса, для перекачки нефти.
10.Физика процесса воздействия электрического поля на стойкость эмульсии.
11 .Перечислить другие способы воздействия на эмульсию и как они реализуются на практике. 12.Назначение и конструктивное исполнение электродегидраторов. 13.Схемные решения управления работой электродегидраторов. 14.Объяснить процесс обессоливания нефти.
Тема 9. Электрическое освещение нефтяных, промыслов
Источники света и осветительная арматура. Лампы накаливания, люминесцентные лампы и прожекторы. Переносные и стационарные светильники. Методы расчета осветительных установок. Освещение буровых установок. Освещение скважин, резервуарных парков и открытых установок. Освещение взрывоопасных помещений.
Литература: 1. глава 6; 2. глава 10; 4. глава 7; 8 глава
Методические указания
Большинство предприятий нефтяного и газового промысла работают в три смены. Для создания нормальных условий для работающих необходимо искусственное освещение.
Для изучения этой темы необходимо повторить из курса физики основные светотехнические определения, затем изучить конструктивное исполнение ламп накаливания и люминесцентных, их техникоэкономические показатели, а также влияние величины питающего напряжения на них. Рассмотреть конструктивное исполнение светильников на буровой установке и других объектах. Методов расчета осветительных установок несколько, выбирают в зависимости от характера освещаемого объекта. Число и мощность светильников для общего освещения небольших помещений (при равномерном распределении светильников) определяют методом коэффициента использования светового потока. Освещение открытых пространств больших цехов, местное и комбинированное освещение рассчитывают точечным методом. Для приближенного расчета общего освещения прибегают к методу удельной мощности. Используя тот или иной метод и производя выбор светильников надо пользоваться справочной литературой, например, Кнорринг Г.М. Справочная книга для проектирования освещения. Энергия, 1976
Вопросы для самопроверки
1.Дайте определение освещенности и светового потока.
2.Дайте характеристику лампам накаливания, их конструктивное исполнение.
3.Дайте характеристику люминесцентным лампам, их конструктивное исполнение.
4.Как изменяются основные технико-экономические показатели ламп от величины напряжения.
5.Конструктивное исполнение светильников, применяемых на промыслах
6.Перечислите виды освещения и область применения.
7.Конструктивное исполнение светильников, применяемых во взрывоопасных помещениях.
8.Перечислите методы расчета освещения и область применения.
Тема 10. Коэффициент мощности и экономия электрической энергии.
Коэффициент мощности. Средневзвешенный коэффициент мощности. Потребители реактивной энергии на промыслах. Методы повышения коэффициента мощности. Схемы включения конденсаторов и векторных диаграмм токов и мощности.
Размещение компенсирующих устройств. Схемы включения конденсаторных батарей. Вопросы экономии электроэнергии. Удельные нормы расхода электроэнергии на основные процессы в нефтяной и газовой промышленности.
Литература: 1.глава10; 2 глава 13; 8 глава 9.
Методические указания
Работа асинхронных двигателей, трансформаторов и других устройств переменного тока, обладающих индуктивным сопротивлением, сопровождается процессом непрерывного изменения возникающего в них магнитного потока. При изменении потока возникает ЭДС самоиндукции. Это составляющая мгновенной мощности называется реактивной мощностью, а как известно, реактивная энергия не производит полезной работы. Между тем обмен реактивной мощностью между потребителями и их источниками приводит к добавочным потерям активной энергии. Количественные соотношения между активной и реактивной мощностью оцениваются коэффициентом мощности. Повышение cos у является народно-хозяйственной задачей. Поэтому следует изучить все способы повышения cos у и пути рационального использования электроэнергии. Необходимо овладеть методикой расчета компенсирующих устройств и рассмотреть схему их включения и защиты. За последнее время совершенствуется система нормирования потребления электроэнергии на основные процессы, оно выражается в определении удельных расходов электроэнергии в нефтяной и газовой промышленности, с которыми можно ознакомиться в учебнике и на предприятиях. Удельные нормы являются оценочными, которые позволяют осуществлять контроль рационального использования электроэнергии.
Вопросы для самопроверки
1.Объясните сущность появления реактивной мощности.
2.Способы определения коэффициента мощности за период (смену, месяц, квартал).
3.Назовите основные потребители реактивной энергии на промыслах
4.Перечислите основные технические мероприятия, способствующие повышению коэффициента мощности.
5. Схемы включения компенсирующих устройств.
6.Как подсчитать необходимую мощность компенсирующего устройства для повышения заданного коэффициента мощности.
7.Назовите основные пути экономии электроэнергии на предприятии.
8.Что выражают удельные нормы расходов электроэнергии и как при помощи их можно оценить рациональность использования электрической энергии.
Тема 11. Техника безопасности и защитные заземляющие устройства.
Основные правила эксплуатации и безопасного обслуживания электроустановок. Неисправности электрооборудования и способы их устранения. Опасность поражения электрическим током. Категории помещений. Защитные средства: основные и дополнительные, напряжением до 1000 В и свыше 1000 В. Защитное заземление. Шаговое напряжение. Отключение поврежденного оборудования. Норма сопротивления заземляющего контура. Оказание первой помощи при поражении электрическим током. Защита от перенапряжения. Защита окружающей среды.
Литература: 1. глава 11; 2. глава 14; 3. глава 10; 4. глава 10; 8. глава 11;6..глава 9-5, 10-4, 12-10,13-9, 14-3.
Методические указания
Прежде всего необходимо изучить организацию эксплуатации электрооборудования по учебным материалам и у себя на предприятии, должностные инструкции и инструкции по технике безопасности на рабочих местах. Рассмотреть классификацию помещений по степени опасности поражения людей электрическим током, электроустановок в зависимости от напряжения. Надо знать условия и порядок проведения работы во взрывоопасных помещениях и наружных взрывоопасных установок. Четко представлять устройство и назначение заземления и его работу, изменение потенциала в зависимости от расстояния до заземлителя, схемы защитного отключения. Изучить способы и методы освобождения пострадавшего от действия тока и правила оказания пострадавшему первой помощи.
Вопросы для самопроверки
1.Классификация помещений по степени опасности поражения электрическим током.
2.Классификация оборудования и установок от номинального напряжения.
3.Перечислите основные неисправности электрооборудования и способы их устранения.
4.Правила работы в электроустановках до 1000 В и свыше 1000 В.
5.Какие дополнительные средства защиты применяются в установках низкого и высокого напряжения.
6.Классификация основных и дополнительных средств защиты (приведите примеры)
7.назначение и конструктивное исполнение защитного заземления
8.Дайте определение - шаговое напряжение и напряжение прикосновения, способы их уменьшения.
9.Как действует в схемах защиты защитное отключение.
10.Приемы освобождения пострадавших от действия тока.
11.Основные приемы и способы оказания пострадавшему первой помощи.
V. Задание на контрольную работу
При изучении курса «Электрооборудование промыслов» студенты выполняют контрольную работу. Она выполняется после изучения всего материала программы. Контрольная работа выполняется в отдельной тетради, желательно в клетку. Условия задания и задач обязательно переписываются. Оставляются поля шириной 25-30 мм и для замечания рецензента, а в конце тетради 2-3 свободных страницы для рецензии.
Условия задач, исходные данные берутся по своему варианту которые должны соответствовать последней цифре шифра студента. Текстовая и расчетная часть должны выполняться чернилами; чертежная графика следует выполнять аккуратно, простым карандашом с соблюдением ГОСТа. Решение задач следует вести в международной системе единиц измерения (СИ).
Сначала нужно напечатать расчетную формулу в буквенном выражении, затем написать все буквенные параметры, входящие в эту формулу с указанием размерности. Далее исходные параметры по размерности перевести в размерность параметра формулы, подставить эти численные значения в расчетную формулу и вычислить результат. Работу, выполненную согласно задания, выслать для рецензии в сроки, установленные учебным планом. После получения работы из учебного заведения с рецензии преподавателя, необходимо исправить отмеченные ошибки, выполнить все его указания, соответственно проработав недостаточно усвоенный материал. Если в ходе выполнения контрольной работы возникают затруднения, с которыми студент не может самостоятельно справиться после изучения рекомендуемой литературы, то он может обратиться в ННК для получения консультации.
Ниже приведены номера вариантов конкретно для теоретических вопросов и задач.
№
Вариа
нта
|
№
п/п
|
Вопросы
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
|
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
1
2
3
|
Объяснить, каково состояние электрификации предприятий нефтяной и газовой промышленности в стране Начертить и описать работу схемы управления асинхронным двигателем буровой лебёдки.
Показатели качества электроэнергии и их влияние на работу потребителей
Записать условие выбора силовых выключателей. Общая характеристика масляных выключателей, их конструктивное выполнение.
Начертить и описать работу схемного управления синхронным двигателем бурового насоса.
Описать конструктивное исполнение асинхронного двигателя.
Объяснить назначение распределительных устройств, их конструктивное исполнение
Начертить и описать схему управления электробуром.
Перечислить конструктивные элементы кабельных линий, дбдааъ.их. применения
Объясните, как производится пуск и регулировка скорости вращения двигателей постоянного тока.
Начертить и описать схему управления автоматическим регулятором подачи долота на забой типа РПДЕ-3.
Основные конструктивные элементы воздушных линий, область ее применения
Объяснить как производится регулирование угловой скорости асинхронного двигателя.
Начертить и описать схему реверсивного управления синхронного коротко замкнутого двигателя.
О Объяснить физику процесса разрушения поверхностной
П пленки водонефтяной эмульсии в электрическом поле.
К Какие существуют методы обезвоживания и обессоливания
нефти, физика процесса.
Начертить и описать схему распределения электроэнергии
на буровой установке БУ-75 БрЭ.
О Объяснить устройство ламп накаливания, их параметры,
область применения.
О Объяснить, как производится пуск, регулирование угловой
скорости синхронного двигателя
Начертить и описать схему управления станком-качалкой
при помощи блока СУС-01.
Ч Что называется релейной защитой, какие функции она
выполняет, основные требования.
О Объясните назначение, область применения схем АВР и
А АПВ.
Н Начертить и описать схему питания электрооборудования
компрессорной станции.
Объяснить, как производится расчет и выбор сечения
проводов линий электропередачи.
Д Дать классификацию электродвигателей по роду тока,
напряжения и механическим характеристикам.
Н
Начертить и описать схему управления и защиты
электродвигателя привода компрессора.
О Объясните сущность повышения коэффициента мощности
при помощи статистических конденсаторов.
Ч
Что понимается под коротким замыканием, виды короткого
замыкания, причины, для чего определяется ток короткого замыкания в электрических сетях.
Н Начертить и описать схемы токовой защиты от замыканий на землю
П
Перечислить основное оборудование глубиннонасосной установки, какими параметрами характеризуется.
|
|
