Электропривод Буровой Лебедки 0200 000000 023ПЗ
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Мая 2013 в 13:01, дипломная работа
Описание работы
В настоящем дипломном проекте произведен анализ электроприводов буровой лебедки, выбран вид регулирования электропривода, выполнен расчет мощности приводного электродвигателя, построены механические характеристики, рассмотрена математическая модель электропривода по системе преобразователь-двигатель, модель нагрузки и выполнен экспериментальный анализ переходных процессов при подъеме колоны бурильных труб на стенде лаборатории электропривода. Также в дипломном проекте проработаны безопасность и экологичность проекта, произведены анализ опасностей и вредностей, а также выполнен расчет экономического эффекта от внедрения регулируемого электропривода буровой лебедки.
Содержание работы
Обозначения и сокращения
7
Введение
8
1 Электроприводы буровых установок
9
1.1 Электропривод буровых насосов
9
1.2 Электропривод роторного стола
14
1.3 Электропривод буровых лебедок
18
2 Патентные исследования и обзор публикаций
23
2.1 Обоснование предмета поиска
23
2.2 Поиск по патентам
23
2.3 Обзор публикаций
29
3 Расчет электропривода буровой лебедки
32
3.1 Выбор электропривода для буровой лебедки
32
3.2 Естественная и искусственные характеристики
39
3.3 Нагрузка на валу электродвигателя
42
4 Моделирование системы преобразователь-двигатель-лебедка
46
4.2 Модель нагрузки на валу двигателя
54
4.3. Модель тиристорного преобразователя
55
5 Экспериментальное исследование системы преобразователь-двигатель-буровая лебедка
59
5.1 Описание лабораторного комплекса
59
5.2 Экспериментальная реализация системы
66
5.3 Оценка полученных результатов
69
6 Безопасность и экологичность проекта
71
6.1 Характеристика производственной среды и анализ потенциальных опасностей и вредностей
71
6.2 Мероприятия по обеспечению безопасной эксплуатации электроустановок
74
6.3 Производство работ в действующих электроустановках на буровой
76
6.4 Мероприятия по промышленной санитарии
76
6.5 Мероприятия по пожарной безопасности
78
6.6 Расчет молниезащиты буровой установки
79
6.7 Мероприятия по обеспечению экологической безопасности
83
7 Оценка экономической эффективности от внедрения регулируемого электропривода по системе ТП-ДПТ
85
7.1 Краткая характеристика предприятия
85
7.2 Методика расчета экономической эффективности.
88
7.3 Расчет экономической эффективности внедрения регулируемого электропривода по системе ТП-ДПТ
90
Заключение
99
Список использованных источников
100
Приложение А. Параметры блоков для создания модели системы
102
Приложение Б. Универсальный лабораторный стенд
104
Приложение В. Осциллографирование переходных процессов
Файлы: 22 файла
06 1 Электроприводы буровых установок.doc
— 178.50 Кб (Просмотреть файл, Скачать файл)07 2 Патентная проработка.doc
— 89.00 Кб (Просмотреть файл, Скачать файл)08 3 Расчет электропривода буровой лебедки.doc
— 165.50 Кб (Просмотреть файл, Скачать файл)09 4 Моделирование системы преобразователь-двигатель-лебедка.doc
— 267.00 Кб (Просмотреть файл, Скачать файл)10 5 Экспериментальное исследование системы преобразователь-двигатель-буровая лебедка.doc
— 1.66 Мб (Просмотреть файл, Скачать файл)11 6 Безопасность и экологичность проекта.doc
— 133.00 Кб (Скачать файл)6 Безопасность и экологичность проекта
Темой дипломного проекта, как отмечено ранее, является разработка регулируемого электропривода буровой лебедки по системе ТП-ДПТ.
С
целью обеспечения безопасности
производства при монтаже, эксплуатации
и ремонте электрооборудования буровой
лебедки в данном разделе дипломного проекта
необходимо рассмотреть характеристику
производственной среды, в которой будет
эксплуатироваться электропривод буровой
лебедки, а также выполнить анализ производственных
опасностей
и вредностей. Безопасность производства
и экологическая безопасность должны
соблюдаться при всех видах работ, связанных
с монтажом, эксплуатацией и ремонтом
электрооборудования буровой установки.
Не соблюдение требований безопасности производства при монтаже, эксплуатации и ремонте электрооборудования буровой лебедки может привести к производственным травмам, а также и к экологической опасности загрязнению окружающей среды
6.1 Характеристика производственной среды и анализ потенциальных опасностей и вредностей
Монтаж, наладка, испытание и эксплуатация электрооборудования буровых установок должны проводиться в соответствии с установленными требованиями.
Электропривод буровой лебедки
(рисунок 6.1) находится
в производственной среде, которая имеет
ряд особенностей. Буровой станок, рассматриваемый
в дипломном проекте, располагается в
условиях крайнего Севера на территории
Красноярского края. Необходимо отметить,
что на буровой возможен выход бурового
раствора, проявление нефти
и попутных газов, а также образование
их смесей с воздухом окружающей среды.
При выборе электрооборудования и электроаппаратуры
для объектов нефтегазового комплекса
следует руководствоваться классификацией
взрывоопасных зон.
Согласно ПБ 08-624-03 пространство вокруг
буровой вышки,
при открытом и огражденном подроторными
пространствами в соответствии
с классом и границами (рисунок 6.2) относится
к зоне 2.
Рисунок 6.1 – Схема расположения электропривода буровой лебедки
Рисунок 6.2 – Буровая установка с открытым подроторным пространством.
Согласно НПБ 105-03 зона установки
буровой лебедки
по взрывопожаробезопасности относятся
к категории производства А_н,
по ПУЭ-06 по степени взрывоопасности –
к зоне класса В-1г.
По ГОСТ 12.1.011-91 «Смеси взрывоопасные»
категория и группа взрывоопасных смесей,
которые могут образовываться в зоне электропривода
буровой лебедки – IIA и ТЗ.
По ПУЭ-06-06 и ГОСТ 12.1.019–96 «Строительство и электробезопасность» зону установки буровой лебедки по степени поражения электрическим током относят к особо опасным условием работы.
Анализ условий труда
- особенно опасными в отношении получения ушибов и механических травм являются работы по монтажу и демонтажу электропривода на буровой, спускоподъемные операции, так как возможны падения с высоты различных тяжестей на стоящего внизу человека;
- приближение к месту падения оборванного провода на близкое расстояние опасно, из-за возможности попадания под напряжение шага;
- осмотры и работы с электрооборудованием на буровой представляют особую опасность для электротехнического персонала из-за повышенной опасности в отношении поражения электрическим током;
- особую опасность представляют собой вращающиеся и движущиеся поступательно части электродвигателей и буровых механизмов;
- при работе обслуживающего персонала в ночное время возможны травмы вследствие недостаточной освещенности;
- во время работ на открытом воздухе в
зимнее время опасность представляет
возможные обморожения людей, обусловленные
неблагоприятными метеоусловиями. Большое
количество осадков и резкие колебания
температур могут быть причиной обрыва
проводов ВЛ вследствие обледенения, а
также отказа срабатывания устройств
релейной защиты
и автоматики; - большую опасность в отношении поражения электрическим током представляет наличие влажной площадки в зоне электропривода;
- при осмотре и обслуживании преобразовательной установки возможно поражение электрическим током электротехнического персонала от батарей статических конденсаторов.
- для буровых лебедок применяются мощные
электродвигатели, которые являются источниками
интенсивного шума и вибрации. Опасность
для обслуживающего персонала заключается в следующем, воздействие
на человека снижает остроту слуха, может привести к изменению кровяного давления, ослаблению внимания, ухудшению зрения; - вибрация вызывает в организме человека функциональные расстройства, а при длительном воздействии может привести к развитию вибрационной болезни. Источником вибрации на буровой является колебание частей талевой системы, вызываемой неуравновешенностью вращающихся деталей;
- пожарная опасность буровых установок
обусловлена возможностью выброса нефти
из скважины. Пожары могут возникать при
различных видах замыканий, при перегрузках,
вследствие перегрева мест соединений,
оставленных без наблюдения. Температура
наружной поверхностей оборудования и
кожухов теплоизоляционных покрытий не
должны превышать температуры самовоспламенения
наиболее взрывоопасного продукта,
а в местах, доступных для обслуживающего персонала, должны исключить возможность ожогов;
На основании приведенного анализа опасностей и вредностей разрабатываются мероприятия, исключающие их проявление.
6.2 Мероприятия по обеспечению безопасной эксплуатации электроустановок
Персонал, допускаемый к работе
с электротехническими
Все работы, связанные с монтажом и эксплуатацией электропривода буровой лебедки, необходимо выполнять с соблюдением правил безопасного ведения работ с грузоподъемными механизмами и приспособлениями, правил безопасной эксплуатации электроустановок (ПУЭ-06, ПТЭ) и других правил, действующих на нефтедобывающих предприятиях (ПБ 08-624-03).
К работам по обслуживанию электроустановок
буровых допускаются лица не моложе
18 лет, имеющие специальное
в 12 месяцев.
Организация и порядок обучения,
проведения инструктажей, проверки знаний
и допуска работников к самостоятельной
работе должны соответствовать требованиям
Трудового кодекса Российской Федерации,
о «Положения о порядке подготовки и аттестации
работников организаций, осуществляющих
деятельность в области промышленной
безопасности опасных производственных
объектов, подконтрольных Госгортехнадзору
России» (РД 03-444-02),утвержденному постановлением
Госгортехнадзора России от 30.04.02 № 21 (зарегистрирован
в Минюсте России 31.05.2002
за № 3489).
Обслуживание
до 1000 В, не ниже III группы. При выполнении
работ в условиях повышенной опасности,
а также разовых работ, не входящих в круг
обязанностей, электромонтер по обслуживанию
буровых установок должен пройти разовый
(текущий) инструктаж. Сведения о проведении
инструктажа фиксируется
в специальных журналах с подтверждающими
подписями инструктируемого
и инструктирующего.
Приемка и сдача смены во время
ликвидации аварий, переключения
или операции по включению и отключению
оборудования, запрещается.
При длительном времени ликвидации аварий
(более двух смен) сдача смены должна производиться
с разрешения администрации. Оставлять
работающее электрооборудование без сдачи
вахты запрещается.
Все замеченные неисправности и
нарушения правил безопасности электромонтер
должен устранять до начала работ. При
невозможности
их устранения электромонтер должен поставить
в известность бурового мастера, а при
его отсутствии – помощника мастера, а
также ответственного
за электрохозяйство лицо.
6.3 Производство работ в действующих электроустановках на буровой
При эксплуатации электроустановок необходимо
производить плановый профилактический
ремонт, а также испытания изоляции
электрических машин, аппаратов,
кабелей и внутренних электросетей, наладку
электроприводов, релейной защиты и т.
п. Кроме того, возможны небольшие по объему
работы
по предупреждению и ликвидации аварий
и мелких неполадок. Одиночные установленное
оборудование должно иметь самостоятельные
заземлители
или присоединяются к общей заземляющей
магистрали установки при помощи отдельного
заземляющего провода согласно ГОСТ 12.1.030-96.
Запрещается последовательно включение
в заземляющую шину нескольких заземляемых
объектов. Производства работ в местах,
где имеется или может возникнуть повышение
производственная опасность, должна осуществляться
по наряду-допуску. До начала ремонтных
или наладочных работ должны быть выполнены
технические и организационные мероприятия,
обеспечивающие безопасность работающих,
согласно ПОТ Р М-016-2001 РД 153-34.0-03.150-00
6.4 Мероприятия по промышленной санитарии
План размещения производственных,
вспомогательных и бытовых
Производственные объекты
по классам опасности возможных выбросов
и утечек паров и газов в атмосферу в соответствии
с требованиями государственных стандартов
и санитарными нормами.
Во
всех случаях, когда в воздухе имеются
пары вредных газов,
в концентрациях, больше чем предельно
допустимые санитарными нормами, применяют
фильтрующие противогазы и противопылевые
респираторы.
Работы связанные с конкретными вредными веществами должны быть обеспечены, лечебно-профилактическим питанием, средствами и препаратами для оказания первой медицинской помощи.
Помещения для приготовления и приема пищи, отдыха вахты, узел связи и другие размещаются на расстоянии не менее 200 м от устья скважины.
Электромонтер по обслуживанию буровых
установок должен работать
в спецодежде, которая зависит от времени
года. В летнее время выдается специальные
костюмы защиты от комаров и гнусов. В
зимнее время выдается метеокостюм, рассчитанный
на климатические условия данного региона.
При выполнении работ, электромонтер должны использовать соответствующие средства индивидуальной защиты (диэлектрические галоши, ковры, перчатки), которые в свою очередь должны располагаться в специально отведенном месте и испытаны в электрической лаборатории.
Все закрытые, и полузакрытые помещения буровой установки оборудуются приточно-вытяжной вентиляцией с автоматическим или ручным включением загазованного помещения выше предельно-допустимого концентрации.
Шум и вибрация, создающие неблагоприятные
условия труда
для электромонтеров обслуживающих электрооборудование
буровой установки, уменьшаются за счет
упрощения кинематики буровых механизмов,
оптимального использования механизмов,
применением шумо– и виброгасящих материалов,
разделением рабочей зоны и зоны отдыха,
согласно ГОСТ 12.1.003-83 и ГОСТ 12.1.012-90. Освещенность
буровых установок светильниками должно
обеспечивать освещенность в соответствии
с СНИП 23.05.95. Выбор вида освещения объектов
и вспомогательных помещений должны производиться
с учетом максимального использования
естественного освещения.
Рабочие места, объекты, проезды и
проходы к ним, проходы и переходы
в темное время суток также должны быть
освещены.
Замеры уровня освещенности следует,
проводит перед вводом объекта
в эксплуатацию, а также ежегодно на рабочих
местах и в зоне расположения буровой
лебедки она должна составлять:
- роторного стола – 100 лк;
- пути движения талевого блока – 30 лк;
- лестниц помещения буровой лебедки – 19 лк.
В производственных помещениях, кроме
рабочего, необходимо предусматривать
аварийное освещение. В зонах работ в ночное
время
на открытых площадках – аварийное или
эвакуационное освещение, а также для
освещения внутри аппаратов должны применяться
переносные светильники во взрывозащищенном
исполнении с лампами напряжения не выше
12 В.
6.5 Мероприятия по пожарной безопасности
В соответствии с требованиями строительных
норм и правил, государственных стандартов
устанавливаются основные требования
пожарной безопасности, указывается
расположение средств пожарной сигнализации,
прогнозируется возможные пути распространения
пламени, пути эвакуации персонала из
опасной зоны в случае возникновения пожара.
Указывается периодичность и методы контроля
за образованием в процессе эксплуатации
производства взрывоопасной концентрации.
На территории буровой предусмотрены
следующие мероприятия по пожарной безопасности
в соответствие с ПУЭ-06, ППБ 01-03 и ГОСТ 12.1.004-91,
ССБТ
и ВППБ 01 04-98:
- у каждого телефонного аппарата должны быть вывешены таблички
с указанием номера телефона пожарной части для вызова ее при возникновении пожара; - на буровой площадке должно находиться противопожарное оборудование такого типа и производительности, которые достаточны для противопожарной защиты. Это оборудование должно размещаться в удобных и легко доступных местах;
- на буровой должен быть пожарный щит с комплектом пожарных инструментов и первичных средств пожаротушения. В качестве первичных средств рекомендуется применять: огнетушители, асбестовые полотна, грубошерстные полотна (войлок, кошма), песок. Огнетушители,
ящики
для песка, ведра, бочки, щиты, лопата и топор, футляры для кошмы должны быть окрашены в соответствии с требованиями государственного стандарта; - огнетушители в лебедочном блоке, буровой установки должны находиться на пожарных щитах в количестве 6 штук, тип огнетушителя ОП-5;
- курение разрешается в местах, обозначенных специальными плакатами
и специальным оборудованием для этого; - на территории буровой должен быть разработан оперативный план тушения пожара и противопожарная инструкция. Индивидуальные
и коллективные средства защиты работающих, подъездные пути не должны загромождаться оборудованием; - запрещается производить самовольное установку электрооборудования, прокладывать временную электрическую проводку, устанавливать некалиброванные предохранители, а также пользоваться самодельными электронагревательными приборами.