Содержание к диссертации
Введение
Глава. 1. Анализ существующих электромеханических систем 7
1.1. История развития электрического бурения 7
1.2. Принципы построения электроприводов колебательного движения 9
1.3. Буровые электромеханические снаряды на грузонесущем кабеле 15
1.4. Режимы работы породоразрушающего инструмента 18
1.5. Особенности технологии бурения электробурами 21
1.6. Современное состояние электробурения 23
1.7. Асинхронные двигатели со специальным ротором 26
1.8. Погружной электродвигатель 28
1.9. Вентильный двигатель 32
1.10. Аспекты морского бурения 34
1.11. Пескопроявление 37
1.12. Цели и задачи исследования 38
Выводы к главе 1 40
Глава 2. Теоретические исследования электромеханического преобразователя 42
2.1. Конструктивная и расчетная динамические схемы бурового снаряда с электромеханическим преобразователем возвратно-вращательного действия 42
2.2. Математическая модель электромеханического преобразователя 45
2.3. Разомкнутая система со статическим модулем жесткости 52
2.4. Замкнутая система со статическим модулем жесткости 58
2.5. Методика определения основных параметров динамически уравновешенного бурового снаряда 61
2.6. Пример расчета основных параметров динамически уравновешенного бурового снаряда 65
2.7. Реализация знакопеременного момента на валу двигателя 68
Выводы к главе 2 70
Глава.3. Имитационное моделирование процессов в асинхронном электромеханическом преобразователе 71
3.1. Моделирование вынужденных колебаний в механической
системе с комбинацией сухого трения с вязким трением 71
3.2. Имитационное моделирование механических колебаний с разомкнутой системой управления 74
3.3. Имитационное моделирование механических колебаний с замкнутой системой управления 77
3.4. Имитационная модель с учетом электромагнитных процессов 80
3.5. Результаты анализа при питании асинхронного электромеханического преобразователя от преобразователя частоты 92
3.6. Результаты анализа при питании асинхронного электромеханического преобразователя от блока реверса 94
Выводы к главе 3 96
Глава.4. Лабораторно-экспериментальные исследования асинхронного электромеханического преобразователя 97
4.1. Экспериментальная установка 97
4.2. Конструкция лабораторной установки асинхронного электромеханического преобразователя 99
4.3. Определение момента инерции 105
4.4. Исследование режимов работы электромеханического преобразователя на физической модели 107
Выводы к главе 4 112
Заключение 112
Список использованной литературы 114
- Буровые электромеханические снаряды на грузонесущем кабеле
- Математическая модель электромеханического преобразователя
- Имитационное моделирование механических колебаний с разомкнутой системой управления
- Конструкция лабораторной установки асинхронного электромеханического преобразователя
Введение к работе
Повышение эффективности ряда поисковых, разведочных и вспомогательных буровых работ может быть достигнуто применением буровых снарядов на грузонесущем кабеле. Буровые установки при этом обладают высокой мобильностью, малой металлоемкостью и не требуют применения наземных систем циркуляции промывочных жидкостей.
К указанным работам можно отнести: бурение скважин в ледниковых отложениях в отдаленных областях Земли (Антарктида, Арктика, и т.д.), взятие проб грунтов со дна Мирового океана на больших глубинах, алмазное бурение с предельно допустимыми линейными средними скоростями движения породоразрушающего инструмента, очистка призабойных интервалов эксплуатационных нефтяных и газовых скважин в продуктивных пластах, склонных к пескопроявлению.
Работы по созданию колонковых буровых снарядов на грузонесущем кабеле проводились в СССР, России, США, Дании, Франции, Японии.
Наивысшие результаты, занесенные в Книгу рекордов Гиннеса, получены при бурении ледниковых отложений в Антарктиде (3623 м) электромеханическим буровым снарядом на грузонесущем кабеле, разработанным и изготовленном в России (Санкт-Петербургский Государственный горный институт).
Все известные электромеханические буровые снаряды включают в себя электродвигатель, редуктор, колонковую трубу, шламосборник, циркуляционный насос и распорное устройство для компенсации реактивного момента породоразрушающего инструмента (коронки). Одним из перспективных направлений совершенствования электромеханического бурового снаряда на грузонесущем кабеле может явится разработка безредукторного динамически уравновешенного бурового снаряда. Современное состояние силовой преобразовательной техники и систем управления позволяет создать электромеханический преобразователь на основе
5 короткозамкнутого асинхронного двигателя, обеспечивающего резонансные гармонические возвратно-вращательные движения коронки.
Анализу процессов в динамически уравновешенном колонковом электромеханическом буровом снаряде с возвратно-вращательным движением коронки на базе погружного маслозаполненного асинхронного двигателя посвящена настоящая работа.
Научные положения выносимые на защиту:
- Амплитуда возвратно-вращательных колебаний на собственной частоте
асинхронного динамически уравновешенного преобразователя при частотном
управлении формированием знакопеременного электромагнитного момента с
неизменным потокосцеплением статора на холостом ходу прямо
пропорциональна отношению амплитудных значений угловых скоростей
электромагнитного поля асинхронного двигателя и ротора относительно
статора, а под нагрузкой уменьшается обратно пропорционально отношению
моментов сопротивления на валу ротора и критического момента асинхронного
двигателя.
- Положительная регулируемая обратная связь по скорости ротора
относительно статора резонансного асинхронного преобразователя
обеспечивает устойчивую работу на собственной частоте в диапазоне
изменений значений коэффициента передачи этой связи от нуля до величины
прямо пропорциональной моменту нагрузки и обратно пропорциональной
коэффициенту жесткости линейной части механической характеристики
асинхронного двигателя и соотношению моментов инерции статорной и
роторной частей преобразователя.
- Номинальный тепловой режим работы резонансного преобразователя на базе погружного маслозаполненного короткозамкнутого асинхронного электродвигателя обеспечивается при питании от преобразователя частоты со скалярным управлением при средних действующих значениях фазных токов и моментов, равных номинальным (паспортным) значениям, а при питании от
реверсивных тиристорных блоков при скважности подачи номинального напряжения 0,4-0,6 в каждый полупериод колебаний и включением-отключением его при скоростях движения ротора относительно статора, соответствующих указанной скважности.
Работа базируется на результатах исследований отечественных ученых в
области бурения электромеханическими буровыми снарядами под
руководством заслуженного деятеля науки и техники, проф. Б.Б. Кудряшова,
Г.К. Степанова, В.Ф. Фисенко, В.К. Чистякова, Н.И. Васильева,
Н.Д. Михайловой, Г.К. Степанова., в области электропривода А.А. Булгакова, О.В. Иванова, И.П. Копылова, В.И. Луковникова, в области теоретической механики В.В. Болотина, Г.Ю. Бать, Р.Ф. Нагаева, СП. Тимошенко, в области автоматического регулирования В.А. Бесекерского, Л.С. Гольдфарба.
Диссертационная работа выполнена на кафедре «Электротехники и Электромеханики» Санкт-Петербургского государственного горного института (технического университета).
Автор выражает искреннюю глубокую благодарность заведующему кафедрой «ЭиЭМ» СПбГГИ(ТУ) д.т.н., проф. Козяруку А.Е., научному руководителю д.т.н., проф. Загривному Э.А., к.т.н., доц. Емельянову А.П., к.т.н., доц. Коновалову Б.П. за помощь в подготовке диссертационной работы.
Буровые электромеханические снаряды на грузонесущем кабеле
Разработанные электромеханические снаряды на грузонесущем кабеле не нашли широкого применения для бурения скважин. Это связано в первую очередь с отсутствием надежных устройств, воспринимающих реактивную нагрузку при работе коронки на забое. Наибольшее распространение такие снаряды получили при бурении ледников полярных областей Земли [61].
Разработанные электромеханические снаряды имеют различия в компоновки, но можно выделить следующие основные элементы конструкции. Снаряд состоит из вращающейся нижней и невращающейся верхней частей. Нижняя часть состоит из кольцевой коронки с резцами, кернорвательного устройства, колонковой трубы и шламоподъемных трубок. Верхняя часть состоит из полого или литого вала, если насос, фильтр и шламосборник находится в нижней части снаряда, редуктора, погружного электродвигателя, распорного устройства и кабельного замка, в котором закреплен грузонесущий кабель.
Первый колонковый электромеханический снаряд на основе электробура А. Арутюнова был разработан научно-исследовательской лабораторией холодных районов инженерного корпуса армии США при поддержке Национального научного фонда.
Испытания следующего электробура CRREL производились в 1965 г. на станции Кэмп Сенчури (Гренландия), где скважина была углублена с отметки до поверхности раздела ледника и подстилающих горных пород. На поверхность удалось поднять 3.6 м коренных пород (мерзлый глинистый конгломерат).
Оригинальная разработка по созданию колонкового электромеханического бурового снаряда на грузонесущем кабеле для бурения глубоких, залитых низкотемпературной жидкостью скважин в ледниковых толщах ISTUK, проведена в Геофизической изотопной лаборатории Университета Копенгагена (Дания). Отличительной особенностью новой системы электромеханического колонкового снаряда является передача электроэнергии по кабелю с использованием в снаряде электрических аккумуляторов как накопителей энергии.
В Гляциологической и геофизической лаборатории национального центра научных исследований (Гренобль, Франция) был разработан малогабаритный электромеханический снаряд, опробованный в 1978-79 гг. на Куполе С (Антарктида).
Большого успеха в разработке призабойных электромеханических снарядов на грузонесущем кабеле достигли в лаборатории антарктических исследований Санкт-Петербургского государственного горного института им. Г. В. Плеханова (технического университета) под руководством проф. Кудряшова Б. Б. [19]. В лаборатории разработан электромеханический снаряд на грузонесущем кабеле КЭМС-112 и КЭМС-152 для бурения скважин диаметром 112 и 152 мм в ледниковых покровах. С помощью этого снаряда в Антарктиде, на ст. Восток, пробурена самая глубокая скважина во льдах глубиной 3623 м.
Известны работы Шкурко О.А. по разработке призабойного электромеханического снаряда на грузонесущем кабеле. В лаборатории антарктических исследований СШТИ (ТУ) был собран макет бурового снаряда с электроприводом постоянного тока, подтверждена работоспособность установки и получен керн.
Устройства, воспринимающие реактивную нагрузку при работе коронки на забое, имеют различную конструкцию, но выполняют одну функцию, воспринимают реактивный момент, возникающий при разрушении льда на забое.
Распорное устройство в буровом снаряде Арутюнова состояло из четырех шарнирно установленных пристенных башмаков, которые в процессе бурения свободно скользят по стенкам скважины. Дополнительную жесткость распорному устройству придают две листовые пружины.
Распорное устройство электробура CRREL, выполненного в виде обычного бурового фонаря-центратора, и кабельного замка, в котором закреплен грузонесущий кабель. Реактивный момент невращающейся части снаряда ISTUK воспринимается с помощью трех плоских, симметрично расположенных стальных пружин. Номинальное прижимающее усилие пружины 200 Н обеспечивает восприятие реактивного момента 100 Нм.
В существующих теориях процесс разрушения породы на забое при колонковом бурении алмазами и твердосплавными резцами рассматривается как результат резания, строгания, раздавливания, смятия и скалывания породы внедряющимся в неё породоразрушающим элементом. В разных породах в зависимости от их пластичности и крепости, происходят процессы разрушения нескольких видов. Так, резание и строгание имеют место при бурении мягких и вязких пород, а смятие и скалывание - при бурении твердых и крепких кристаллических пород. Возможно, что в какой-то части резание происходит и при бурении тонкозернистых или аморфных разностей крепких пород импрегнированными алмазными коронками, когда толщина разрушаемого слоя измеряется сотыми и тысячными долями миллиметра. Процессы разрушения пород алмазами и их взаимосвязи ещё недостаточно изучены и поэтому они не всегда правильно выражены математически.
Многие авторы инструкций и руководств определяют нормальное осевое давление на коронку, исходя из давления на один основной резец, что составляет от 30 до 100 кг на резец. Дж. Д. Камминг рекомендует очень внимательно определять удельное и осевое давление на коронку, так как они очень резко изменяются в зависимости от зернистости алмазов, количества заплавленных в коронку зерен и диаметра коронки [32, 40].
Математическая модель электромеханического преобразователя
Технические характеристики буровой установки: глубина бурения до 6 м, глубина моря до 4000 м, диаметр коронки 59 мм, частота вращения бурового снаряда 300 об/мин, расчетная скорость подачи бурового снаряда 3 м/час, усилие подачи - регулируемое - 8 до 25 кН, давление и расход до 2 МПа промывного насоса 13л/мин, потребляемая мощность 8кВт, габариты 2,0X2,5 м, высота от 4,5 до 8,5м, масса 3400 кг. С поверхности можно выполнять регулирование следующих параметров:нагрузка на электродвигателях, частота вращения и подача бурового снаряда, давление промывки, напряжение и степень разряда аккумуляторной батареи, угол наклона станка относительно вертикали, телевизионное изображение дна под станком или механизма вращения и подачи бурового снаряда. Для проведения бурения необходимо выполнение следующих требований к судну: динамическое позиционирование над точкой бурения, грузонесущий кабель и грузовая стрела на 100 кН. и Гидроударный способ бурения с прямой и обратной промывкой состоит из стабилизирующей опорной системы, бурового снаряда (гидроударника с керноприемной трубой) и вспомогательного оборудования для переноса опоры за борт и удержания снаряда в горизонтальном положении. Грузоподъемные механизмы и гидронасосы располагаются на палубе судна, для подачи давления к снаряду используются гибкие шланги. Позволяет отбирать керн в песчано глинистых отложениях различной плотности и консистенции [1,13,16,41]. Одной из главных причин, снижающих производительность добывающих скважин является вынос песка. На месторождениях Краснодарского края, вследствие этого, ежегодно приходится проводить до 600 дополнительных промывок скважин для очистки призабойной зоны, более 3000 текущих и более 300 капитальных ремонтов скважин [6, 52, 59]. По оценочным данным, на сегодня 23 % от общего фонда сеноманских скважин зафиксировано наличие выноса песка. Для снижения его поступления установлены ограничения по депрессии, число таких скважин в 2002 году было порядка 400, что привело к значительному снижению уровня добычи газа. Актуальность этой проблемы ещё более усиливается на перспективу вследствие постепенного увеличения доли трудноизвлекаемых запасов. Непрерывно ухудшаются структура коллекторов на действующих и ухудшаются характеристики на вновь открываемых месторождениях. Выработка запасов потребует массового применения, тепловых и других методов интенсификации.
Решение проблемы борьбы с выносом песка связано с необходимостью предотвращения пробкообразования в скважинах, повышения их производительности, снижения себестоимости нефти, уменьшения затрат на текущий и капитальный ремонты скважин.
Дальнейшее увеличение объемов добычи углеводородного сырья в России в ближайшее время будет обусловлено в основном не вводом в эксплуатацию новых месторождений, а повышением нефтеотдачи пластов на месторождениях, находящихся на поздней стадии разработки. В этом направлении особенно важно развивать новые методы и технологии, поскольку существующие методы дают низкие коэффициенты нефтеизвлечения (30 - 50 %).
В настоящее время в России используются различные способы для очистки фильтрационной зоны скважин. Известны различные устройства использующие взрывную волну, фильтры и поворотно-ударные механизмы, но одним из основных требований при очистке скважины является то, чтобы как можно быстрее вернуть скважину в действующий фонд. Вопросы по способам укрепления фильтрационной зоны скважины здесь не рассматриваются.
Данную проблему можно решить несколькими способами: 1. Увеличение объема извлекаемых горных пород за один рейс очистным механизмом. 2. Сокращение времени на проведение спускоподъемных операций. 3. Качественное улучшение способа очистки скважины или использование их комбинации. 4. Мобильность наземной очистной установки. Наиболее полно этим требованиям удовлетворяет «Колонковый электромеханический буровой снаряд» изобретенный в СПбГГИ(ТУ) [30]. Возможности обычного снаряда расширяются за счет предварительного бурения в фильтровой зоне продуктивного пласта для удаления осадков горной породы, накопленных за период эксплуатации скважины и последующей очистки фильтровой зоны пласта и обсадных труб скважины. Высокая скорость спускоподъемных операций гарантируется использованием грузонесущего электрического кабеля. Но основным недостатком этого механизма является наличие распорного устройства, воспринимающего реактивный момент.
Имитационное моделирование механических колебаний с разомкнутой системой управления
Подобные приводы обеспечивают колебания выходного вала (штока) по самым разнообразным законам, позволяют плавно, с высокой точностью и в широких пределах регулировать параметры режима колебаний, но необходимость иметь хорошо управляемое задающее устройство периодических сигналов заданной формы сильно усложняет их.
Наиболее просты в техническом исполнении системы разомкнутого типа. Классификация систем разомкнутого типа представлена на рис. 1.1. Они могут быть построены или с вынужденным периодическим реверсом электромагнитного усилия путем специального питания электродвигателей, или с самореверсом вследствие наличия автоколебательных процессов. Реверс может быть мягким, когда электромагнитное усилие в момент смены направления движения умещается до нуля, и жестким, когда магнитное усилие существенно не изменяется.
В ряде электроприводов колебательного движения с мягким вынужденным реверсом используются те же принципы, что и в следящих электроприводах колебательного движения: питание переменным напряжением обмоток якоря или возбуждения двигателя постоянного тока, применение различных видов модуляции напряжений питания первичного элемента двигателя переменного тока.
Наиболее перспективно использование линейной фазовой модуляции, которая, например, в двухфазных асинхронных электродвигателях, может быть реализована различными способами (рис. 1.2,а - г). Фазовый способ позволяет получить диапазоны плавного регулирования амплитуды, частоты и положения нейтрали колебаний до четырех порядков, дает возможность создавать колебания самых различных законов без специальных задающих устройств периодических сигналов[8,24,29,30].
Асинхронные двигатели с питанием постоянным и модулированным по амплитуде переменным напряжением просты, надежны, легко реализуются с помощью поочередного переключения управляемых вентилей и пригодны как для двухфазных, так и для трехфазных АД вращательного и линейного движения при питании как от однофазной, так и от трехфазной сети.
Колебательное движение в электродвигателях с жестким периодическим реверсом наиболее просто реализуется с помощью концевых контактных или бесконтактных переключателей полярности или фазы напряжения питания. Жесткий реверс в электроприводах колебательного движения на основе шагового режима АД осуществляется вследствие периодического изменения положения оси магнитного поля путем переключения вентилей, включенных в фазные обмотки по одному или по два, соединенных встречно-параллельно (рис. 1.2. д, ж). самореверс. Он возникает, например, при питании АД через конденсаторы или концевые переключатели, управляемые при движении бегуна (ротора). Самореверс происходит также в электродвигателях, выполненных из двух частей, в которых создаются электромагнитные усилия, направленные навстречу друг другу. Известны автоколебания АД, работающих на неустойчивой части механической характеристики (рис. 1.2, е), как при однофазном, так и при трехфазном включении трехфазного АД. Связь ротора с колеблющейся нагрузкой осуществляется обязательно через пружину - механическую или «электрическую». «Электрическая пружина» обычно выполняется в виде отрицательной обратной связи по положению бегуна (ротора) и дает возможность регулировать собственную частоту двигателя.
Наиболее целесообразно использование схемы колебательного движения с жестким периодическим реверсом (рис. 1.3). Жесткий реверс в электроприводах колебательного движения построен на основе периодического изменения направления вращения оси магнитного поля, путем включения вентилей соединенных встречно-параллельно, а нагрузка и двигатель соединены пружиной [66].
Электромашинный безредукторный электропривод колебательного движения интенсивно развивается, поскольку он практически не уступает по техническим возможностям наилучшим из существующих электродинамических и гидравлических виброприводов по линейным колебаниям и превосходит их по угловым. Техническая реализация электромашинного колебательного электропривода существенно проще, чем других типов виброприводов. следующим перспективным направлениям: улучшение координатной точности маломощных электроприводов калибровочных и испытательных переносных и стационарных вибростендов; создание мощных электромашинных безредукторных вибраторов с повышенными энергетическими показателями; разработка, исследование и создание резонансных электроприводов колебательного движения с электрическим управлением амплитудой и положением резонансного пика; реализация простыми техническими средствами многокоординатных электромашинных приводов колебательного движения; выявление простых способов формирования различных законов колебаний и создание реализующих их электромашинных вибраторов [31,32].
Конструкция лабораторной установки асинхронного электромеханического преобразователя
Режимы работы асинхронных двигателей (АД) определяются конструкциями роторов, АД со специальным ротором и АД с обычным короткозамкнутым ротором. К специальным роторам следует отнести ротор с двойной «беличьей» клеткой (АДДР) и массивный ротор (АДМР). АД с специальными роторами обладают более высокими пусковым характеристикам, хорошими регулировочными свойствами, благодаря особенностям конструкции и большей механической прочности ротора.
Известен эксперимент по сравнению нагрева обмоток при повторно-кратковременном режиме работе АДКР и АДДР, сравнивали скорости нагрева обмотки статора в зависимости от числа периодических пусков (3 сек - работа, 3 сек - пауза).АДДР нагрелся до критической температуры в 4 раза медленнее, чем АДКР.
Замена ротора АДКР на двухслойный ротор ведет к уменьшению пусковых потерь в обмотке статора более чем в 5 раз, что обусловлено уменьшением пускового тока, увеличением пускового момента и соответствующим уменьшением времени пуска. В таких же отношениях уменьшаются потери при реверсах и торможениях.
Важнейшей характеристикой для АД со специальным ротором является коэффициент использования габаритной мощности кр=Р2/Рн, под которой подразумевается отношение номинальной мощности АДДР или АДМР к номинальной мощности АДКР того же габарита в рассматриваемом режиме и добротность пуска Dn =(МП/Мн)/(іп/1Н), где Мп, Мн, 1П, 1Н, соответственно, пусковой и номинальный момент, пусковой и номинальный ток.
Хотя Dn в АДДР немного хуже, чем у АДМР, то кр АДДР превосходит кр АДМР почти в два раза. Так как АДМР является частным случаем АДДР, то достаточно просто получить двигатель с промежуточными свойствами, изменяя относительную магнитную проницаемость (д.) стали ротора [22, 31, 44, 46, 47, 56].
Желательно применение АДМР в электроприводах, где необходимо снижение пусковых потерь. Таким образом, применение материала с оптимальной магнитной проницаемостью не только улучшить КПД АДМР, но может и свести к минимуму пусковые потери, особенно в обмотке статора.
Накопленный в середине прошлого века опыт разработки, испытаний и эксплуатации забойных электродвигателей на трубах и на кабеле [60] привел к ошибочному мнению о непреодолимых технических трудностях широкого практического освоения электробурения скважин, тем более малого диаметра. Основными минусами этой технологии считалось, что неизбежны потери напряжения из-за неполной герметичности соединений, дороговизна и трудности в эксплуатации бурильных труб с заранее проложенным кабелем. Электробурение на кабеле связано с труднорешаемыми проблемами промывки и восприятия реактивного момента. С уменьшением диаметра скважины обеспечение достаточной мощности электродвигателя связано с увеличением количества его секций, а, значит, общей его длины.
На современном этапе развития технологий, ранее существующие проблемы, решены новым подходом к созданию забойного электродвигателя малого диаметра. Канализацию тока без утечек и существенных потерь напряжения целесообразно осуществить по тонкому грузонесущему кабелю, на быстроходной лебедке. Само собой разумеется, что для условий алмазного бурения скважин малого диаметра забойный двигатель должен быть съёмным и агрегатирован со съёмным керноприемником. Ко всем известным преимуществам бурения снарядами со съёмным керноприемником добавляется отсутствие нужды во вращении бурильной колонны, роль которой сводится к подаче снаряда с заданной осевой нагрузкой, обеспечении устойчивой циркуляции очистного агента любой разновидности и восприятия реактивного момента электродвигателя.
Погружной электродвигатель применяется в качестве привода погружного центробежного насоса для добычи нефти. При наружном диаметре корпуса 103, 117, 123 мм. Длина электродвигателя достигает 6-8 метров для односекционной конструкции и 16 метров для двухсекционной и представляет собой маслонаполненный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором вертикального исполнения, который предназначен для работы в среде пластовой жидкости на глубине до 2000 метров. Наружный диаметр ПЭД определятся внутренним диаметром обсадной колонны, размерами и конструкцией кабельного ввода, толщиной плоского кабеля, необходимым зазором между обсадной колонной и электродвигателем. Обычно диаметр электродвигателя выбирается на 8-20 мм меньше внутреннего диаметра обсадной колонны нефтяной скважины. Полость электродвигателя заполнена маслом с высокой диэлектрической прочностью. Погружной электродвигатель состоит из статора, ротора, головки и основания.
В 80-е годы прошлого века отечественная промышленность серийно выпускала погружные электродвигатели ПЭД-БВ5 мощностью 32, 45, 63, 90 и 125 кВт и напряжением 2000 В при частоте питающего напряжения 50 Гц. Двигатели выполнены на основе применения оригинальных конструктивных решений, новых материалов и прогрессивных технологий. Технические данные погружных электродвигателей серии ПЭД-БВ5 приведены в таблице 1.3:
За рубежом лидирующее положение в производстве погружных электродвигателей для привода УЭЦН занимают фирмы США: Byron Jackson, TRW Reda Pump Division, Kobe, Cenntrilift Hughes, Oil Dynamics Inc.. Они впускают трехфазные погружные двухполюсные асинхронные маслонаплненные электродвигатели мощностью от 5 до 1000 кВт (одно- и много-секционные) в обычном и коррозионно-стойком исполнении.
Охлаждение электродвигателя осуществляется потоком пластовой жидкости при её прохождении вокруг корпуса. Циркуляция в двигателе масла поддерживает равномерное распределение температуры по всей его длине. Основные характеристики погружных электродвигателей одной из ведущих фирм США TRW Reda Pump Division (табл. 1.4).
Двигатели серии 456 имеют КПД 81-82%, cos( ) =0.8-0.83. Большинство погружных электродвигателей одной мощности зарубежных фирм имеют несколько исполнений по напряжению. Это объясняется тем, что двигатель одной и той же мощности можно опускать в скважину на небольшую глубину с насосом большой подачи и на большую глубину с насосом малой подачи. В целях сокращения потерь электроэнергии в кабеле при больших подвесах применять двигатели с более высоким напряжением и меньшей силой тока.
Похожие диссертации на Асинхронный электромеханический преобразователь возвратно-вращательного движения для динамически уравновешенного бурового снаряда на грузонесущем кабеле
