Устройство защиты от потери питания электропривода буровой лебедки


 


Владельцы патента RU 2540947:

Общество с ограниченной ответственностью "Бурение" (RU)

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и эффективности защиты. Устройство включает блок контроля, вход которого подключен к току ввода секции шин распределительного устройства, первый, второй и третий таймеры с исполнительными блоками. Выход блока контроля максимального тока соединен к первому, второму и третьему таймерам, при этом выход первого таймера подключен к первому, второму, третьему исполнительным блокам и блоку сигнализации, а выход второго таймера подключен к четвертому исполнительному блоку, а выход третьего таймера подключен к четвертому исполнительному блоку, причем первый, второй и третий исполнительные блоки являются выходами первой ступени защиты от потери питания и действуют на отключение электроприводов бурового ротора, бурового насоса и системы верхнего привода, а четвертый исполнительный блок является выходом второй ступени защиты и действует на отключение электропривода буровой лебедки, при этом пятый исполнительный блок является выходом третьей ступени защиты и действует на отключение вводного выключателя секции шин распределительного устройства. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты.

Известна максимальная токовая защита распределительного устройства буровых установок КРНБ-6М /С.Г. Блантер, И.И. Суд «Электрооборудование для нефтяной промышленности», Изд. «Недра», 1973 г., стр.198-199, рис.6.2/., содержащая трансформаторы тока и реле максимального тока, установленные во вводной ячейке и в ячейках питания электродвигателей. Реле максимального тока настраиваются таким образом, чтобы при перегрузке двигателей отключался соответствующий контактор, а при коротких замыканиях - вводной выключатель.

Недостатками данного устройства являются:

во-первых, низкая надежность, выраженная в полном отключении буровой установки в случаях превышения максимального тока и отключении вводного выключателя. Это обусловлено тем, что на буровой установке суммарная номинальная мощность установленного оборудования почти в два раза превышает верхний предел теоретически возможных максимальных нагрузок, поэтому часть электроприемников буровой установки включается всегда разновременно. Например, невозможна совместная работа электроприводов буровых лебедки и ротора, всегда разновременно включаются электроприводы буровых насосов и буровой лебедки, в то же время могут одновременно работать электроприводы буровых насоса и ротора или системы верхнего привода и часть вспомогательного технологического оборудования и т.д. Поэтому в зависимости от конструкции скважины электрические нагрузки буровой установки имеют неравномерный характер, что приводит к ложному срабатыванию вводного выключателя;

во-вторых, низкая эффективность работы, обусловленная отключением вводного выключателя при коротком замыкании (КЗ) на шинах одного из электродвигателей, что приводит к полному останову процесса бурения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство защиты от потери питания (патент RU №2450404, МПК H02J 3/24, опубл. 10.05.2012 г., бюл. №13), включающее блок контроля направления мощности, входы которого подключены к току ввода секции шин распределительного устройства и напряжению секции шин распределительного устройства. К вышеуказанному напряжению подключены также входы двух блоков контроля минимального напряжения и пускового блока минимальной частоты, выходы блока контроля направления мощности и пускового блока минимальной частоты подключены к входам первого логического блока И, который выдает сигнал на первый таймер, выходы первого блока минимального напряжения и блока контроля направления мощности подключены к входам второго логического блока И, который выдает сигнал на второй таймер, причем логический элемент ИЛИ, подключенный к выходам первого и второго таймеров, подает сигнал на первый исполнительный блок, выход второго блока минимального напряжения подключен к входу третьего таймера, к выходу которого подключен второй исполнительный блок.

Недостатками данного устройства являются:

- во-первых, сложность конструкции устройства, обусловленная большим количеством узлов (блоки контроля минимального напряжения и пускового блока минимальной частоты, логический блок И, логический элемент ИЛИ);

- во-вторых, низкая надежность, выраженная в полном отключении буровой установки в случаях превышения максимального тока и отключении вводного выключателя. Это обусловлено тем, что на буровых установках суммарная номинальная мощность установленного оборудования почти в два раза превышает верхний предел теоретически возможных максимальных нагрузок, поэтому часть электроприемников буровой установки включается всегда разновременно. Например, невозможна совместная работа электропривода буровой лебедки и бурового ротора, всегда разновременно включаются электроприводы буровых насосов и буровой лебедки, в то же время могут одновременно работать электроприводы буровых насосов и ротора или системы верхнего привода и части вспомогательных механизмов буровой установки, и поэтому в зависимости от конструкции скважины электрические нагрузки буровой установки имеют неравномерный характер, что приводит к перебоям в работе и ложному срабатыванию вводного выключателя;

- в-третьих, низкая эффективность работы, обусловленная отключением вводного выключателя при коротком замыкании (КЗ) на шинах одного из электродвигателей, что приводит к полному останову процесса бурения, а также низкой степени защиты электропривода от потери питания.

Технической задачей изобретения является упрощение конструкции устройства, повышение надежности бесперебойной работы электропривода буровой лебедки за счет возможности аварийного подъема бурового инструмента в случае возникновения аварии в электроустановке с целью исключение прихватов бурового инструмента, а также повышение эффективности работы устройства за счет увеличения степени защиты от потери питания электропривода буровой лебедки.

Поставленная техническая задача решается устройством защиты от потери питания электропривода буровой лебедки, включающим блок контроля, вход которого подключен к току ввода секции шин распределительного устройства, первый, второй и третий таймеры с исполнительными блоками.

Новым является то, что выход блока контроля максимального тока соединен к первому, второму и третьему таймерам, при этом выход первого таймера подключен к первому, второму, третьему исполнительным блокам и блоку сигнализации, а выход второго таймера подключен к четвертому исполнительному блоку, а выход третьего таймера подключен к четвертому исполнительному блоку, причем первый, второй и третий исполнительные блоки являются выходами первой ступени защиты от потери питания и действуют на отключение электроприводов бурового ротора, бурового насоса и системы верхнего привода, а четвертый исполнительный блок является выходом второй ступени защиты и действует на отключение электропривода буровой лебедки, при этом пятый исполнительный блок является выходом третьей ступени защиты и действует на отключение вводного выключателя секции шин распределительного устройства.

На фигуре схематично изображено предлагаемое устройство.

В процессе бурения скважин осложнения, связанные с прихватами бурового инструмента, занимают большой процент времени в сравнении с другими авариями и требуют большого количества времени для их ликвидации. Одной из причин, приводящей к прихвату бурильных и обсадных колонн, является отключение электроэнергии.

Устройство защиты от потери питания электропривода буровой лебедки состоит из блока контроля максимального тока 1, вход которого подключен к току ввода секции шин распределительного устройства (на фигуре не показано).

Выход блока контроля максимального тока 1 соединен к первому 2, второму 3 и третьему 4 таймерам.

Выход первого таймера 2 подключен к первому 5, второму 6, третьему 7 исполнительным блокам и блоку сигнализации 8.

Исполнительные блоки: 5, 6 и 7 соответственно действуют на отключение электроприводов бурового ротора, бурового насоса и системы верхнего привода и являются первой ступенью защиты от потери питания электропривода буровой лебедки.

Выход второго таймера 3 подключен к четвертому исполнительному блоку 9 и является второй ступенью защиты от потери питания электропривода буровой лебедки.

Выход третьего таймера 4 подключен к четвертому исполнительному блоку 10 и является третьей ступенью защиты от потери питания электропривода буровой лебедки.

Устройство работает следующим образом.

При достижении уставки по току (I) срабатывает блок контроля максимального тока 1, который выдает сигнал на первый таймер 2, и начинается отсчет времени t1.

По истечению времени t1 на первом таймере 2 срабатывают исполнительные блоки 5, 6 и 7, которые отключают соответствующие электроприводы бурового ротора, бурового насоса и системы верхнего привода. Электропривод буровой лебедки остается включенным.

Одновременно с этим блоком сигнализации 8 подается сигнал на пульт бурильщика «Аварийный подъем инструмента», сигнализирующий о необходимости подъема бурового инструмента (колонны бурильных или обсадных труб на фигуре не показаны) с целью избежания прихвата вследствие возникновения аварии в системе электроснабжения буровой установки, что позволяет либо полностью исключить прихват бурового инструмента, или минимизировать его последствия.

В случае дальнейшего роста тока (I) блок контроля максимального тока 1 выдает сигнал на второй таймер 3 и начинается отсчет времени t2 (t2>t1).

По истечению времени t2 на втором таймере 3 срабатывает исполнительный блок 9 (вторая ступени защиты от потери питания), который отключает электропривод буровой лебедки, при этом остаются в работе вспомогательные механизмы буровой установки, в числе которых аварийный электропривод буровой лебедки, позволяющий осуществить подъем бурового инструмента.

Если же рост тока (I) продолжается, блок контроля максимального тока 1 выдает сигнал на третий таймер 4 и начинается отсчет времени t3 (t3>t2>t1).

При истечении времени t3 на третьем таймере 4 срабатывает исполнительный блок 10 третьей ступени защиты, отключающий вводной выключатель секции шин распределительного устройства.

Предлагаемое устройство в сравнении с прототипом имеет три ступени защиты от потери питания электропривода буровой лебедки:

- первая ступень (отключение электроприводов бурового ротора, бурового насоса и системы верхнего привода);

- вторая ступень (отключение электропривода буровой лебедки);

- третья ступень (отключение вводного выключателя секции шин распределительного устройства).

Это позволяет повысить эффективность работы технологических систем буровых установок за счет ускорения действия защиты, исключить ложные срабатывания и снизить время простоя технологических агрегатов (бурового насоса и ротора, системы верхнего привода, вспомогательных механизмов буровой установки).

Предлагаемое устройство защиты от потери питания электропривода буровой лебедки имеет простую конструкцию, высокую надежность бесперебойной работы электропривода буровой лебедки за счет возможности аварийного подъема бурового инструмента в случае возникновения аварии в электроустановке с целью исключения прихватов бурового инструмента, а также высокую эффективность в работе за счет увеличения степени защиты от потери питания электропривода буровой лебедки.

Устройство защиты от потери питания электропривода буровой лебедки, включающее блок контроля, вход которого подключен к току ввода секции шин распределительного устройства, первый, второй и третий таймеры с исполнительными блоками, отличающееся тем, что выход блока контроля максимального тока соединен к первому, второму и третьему таймерам, при этом выход первого таймера подключен к первому, второму, третьему исполнительным блокам и блоку сигнализации, а выход второго таймера подключен к четвертому исполнительному блоку, а выход третьего таймера подключен к четвертому исполнительному блоку, причем первый, второй и третий исполнительные блоки являются выходами первой ступени защиты от потери питания и действуют на отключение электроприводов бурового ротора, бурового насоса и системы верхнего привода, а четвертый исполнительный блок является выходом второй ступени защиты и действует на отключение электропривода буровой лебедки, при этом пятый исполнительный блок является выходом третьей ступени защиты и действует на отключение вводного выключателя секции шин распределительного устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, а именно к противоаварийному управлению. Технический результат заключается в решении задач распределенного контроля загрузки элементов сети сложного энергообъединения, основным для предлагаемого способа является перераспределение перетоков мощности в сложном энергообъединении с целью снижения загрузки перегруженных элементов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано преимущественно в сельской местности и в садоводческих товариществах при использовании трансформаторных подстанций (ТП) относительно небольшой мощности.

Изобретение относится к области электротехники, в частности, для управления насосными установками и может быть использовано в поочередном управлении трехфазной и однофазной нагрузками по одной четырехпроводной сети.

Использование - в области электроэнергетики. Технический результат -обеспечение возможности выявления источника возникновения синхронных колебаний.

Использование: в противоаварийной автоматике энергосистемы для предотвращения каскадных аварий, связанных с лавинообразным снижением напряжения. Технический результат - ликвидация дефицита реактивной мощности в энергорайоне и предотвращение лавинообразного понижения напряжения.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для энергопитания. .

Изобретение относится к электроэнергетике и к информационно-измерительной технике и может быть использовано для автоматического контроля и управления энергетической эффективностью потребительских энергетических систем.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - упрощение и повышение надежности способа при большом числе мест измерений сети энергоснабжения. Согласно способу каждое значение, измеренное с помощью векторного измерительного прибора, привязывается к опорному значению с образованием нормированного измеренного значения, для каждого измеренного значения предоставляется пороговое значение, указывающее порог, с которого наступает критическое состояние сети энергоснабжения на соответствующем месте измерений, каждое пороговое значение привязывается к опорному значению с образованием нормированного порогового значения, из каждого нормированного порогового значения и относящегося к нему нормированного измеренного значения определяется нормированное разностное значение, нормированные разностные значения с совпадающими временными метками подвергаются статистической оценке, из результата которой формируется функция статуса, и функция статуса индицируется в устройстве (12) центра управления сети энергоснабжения. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для оценки корректности функционирования автоматических регуляторов возбуждения в составе бесщеточных систем возбуждения генераторов электроэнергетических систем. Технический результат - обеспечение контроля работоспособности устройств АРВ в составе БСВ при управлении режимами ЭЭС по данным текущей регистрации параметров режима работы генераторов и бесщеточных возбудителей в различных режимах работы. Система мониторинга указанного АРВ содержит: датчики режимных параметров генераторов и бесщеточных возбудителей; измерительные преобразователи для формирования привязанных к системе единого времени цифровых режимных параметров контролируемых генераторов; анализатор функционирования АРВ в составе БСВ генераторов электростанции с программным обеспечением для выполнения алгоритмической обработки полученных данных; выходной регистратор ЭЭС, на который поступают сигналы о состоянии указанного АРВ; датчики дискретных сигналов штатной автоматики системы возбуждения контролируемых генераторов и локальную сеть для связи измерительных преобразователей и датчиков дискретных сигналов с анализатором функционирования указанного АРВ. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - определение в режиме реального времени в контролируемой точке электроэнергетической системы (ЭЭС) синхронизирующей мощности (СМ), представляющей реакцию на возникновение колебательного процесса для последующего принятия диспетчером или соответствующей автоматикой мер воздействия по устранению этих колебаний. Система включает цифровой регистратор параметров электрического режима и параметров, установленный в контролируемой точке энергосистемы; комплекс вычислительных средств и выходной регистратор, содержащий человеко-машинный интерфейс. Комплекс вычислительных средств содержит расчетно-аналитический блок, который включает блок контроля состава измерений, поступающих от цифрового регистратора параметров электрического режима и параметров работы СМ, вход которого соединен с выходом цифрового регистратора параметров электрического режима и параметров работы СМ; блок хранения проектных и экспериментальных параметров и характеристик СМ, вход которого соединен с одним из выходов блока контроля состава измерений, поступающих от цифрового регистратора параметров электрического режима и параметров работы СМ; блок расчета синхронизирующей мощности СМ на основе параметров электрического режима и параметров работы машины, входы которого соединены с одним из выходов блока контроля состава измерений, поступающих от цифрового регистратора параметров электрического режима и параметров работы СМ, и выходом блока хранения проектных и экспериментальных параметров и характеристик СМ, а выход соединен со входом выходного регистратора, содержащего человеко-машинный интерфейс и отображающего информацию о рассчитанной синхронизирующей мощности. 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.
Наверх