Монтаж и капитальный ремонт асинхронных электродвигателей серии В250 для станков-качалок во взрывозащищённом исполнении мощностью 90 кВт

Введение

1. Краткая характеристика электрооборудования на объекте

1. Описание технологического процесса

2. Описание электроустановки

2. Разбивка объекта на монтажно-технологические зоны
3. Разработка технологических карт по видам монтажных работ

3.1 Описание  технологического процесса монтажа  электрооборудования

4. Организация планово-предупредительного технического обслуживания и ремонта
1. Описание технологического процесса технического обслуживания электрооборудования
2. Описание технологического процесса капитального ремонта электрооборудования
3. Описание технологического процесса испытания электрооборудования
4. Расчётная часть
5. Общие положения по технике безопасности и пожарной безопасности

5.1 Описание  безопасных методов работы по  обслуживанию и эксплуатации  электрооборудования

     6. Заключение

     7. Список использованной литературы

     8. Приложения

     9. Графическая часть

           9.1 Общий вид установки

           9.2 Принципиальная электрическая 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Темой курсового проекта является «Монтаж и капитальный ремонт асинхронных электродвигателей серии В250 для станков-качалок во взрывозащищённом исполнении мощностью 90 кВт».Для рассмотрения данной темы был выбран объект добывающая скважина №345 ЦДНГ-2 территориально-производственного предприятия «Урайнефтегаз» ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь». 
 
      Наиболее распространен в мировой практике штанговый насосный способ добычи нефти, который охватывает более 2/3 общего действующего фонда. 
       В России станки-качалки выпускаются по ГОСТ 5866-76, НКТ по ГОСТ 633-80, штанги – по ГОСТ 13877-80, скважинный насос и замковые опоры- по ГОСТ 26-16-06-86. 
      Скважинная штанговая насосная установка (УСШН) (рис.5.1) состоит из станка-качалки 1, оборудования устья 2, колонны НКТ 3, подвешенных на план шайбе, колонны насосных штанг 4, штангового насоса вставного 6 или не вставного типа. Вставной насос 6 крепиться в трубах НКТ с помощью замковой опоры5. Скважинный насос спускается под уровень жидкости. 
Возвратно-поступательное движения плунжера насоса, подвешенного на штангах, обеспечивает подъем жидкости из скважины на поверхность. При наличии парафина в продукции скважины на штангах устанавливают скребки, отчищающие внутренние стенки НКТ. Для борьбы с газом и песком на приеме насоса могут устанавливаться газовые или песочные якоря. 
 
 
 
                                            Приводы штанговых насосов. 
 
     ГОСТ 5866-76  предусматривает изготовление станков-качалок 13 типоразмеров. Основные параметры и их размеры  приведены в таблице 5.1-5.4. 
     Каждый тип станка-качалки характеризуется максимально допустимыми нагрузками на устьевой шток, длинной хода устьевого штока и крутящим моментом на кривошипном валу редуктора , числом двойных ходов балансира в минуту. 
     За рубежом станки-качалки обычной конструкции производят по спецификации 11Е стандарта АНИ. Диапазон показателей: грузоподъемность 2-20т; длина хода 0.5-6.0 м; крутящий момент до 12000 кг.м. В России наиболее известны фирмы «Lufkin»(США) «IndustrialCA» (Румыния). 
Станок-качалка (рис 5.2) состоит: из рамы с подставкой под редуктор 13 и поворотной плитой 12; стойки 3; балансира 2 с головкой и опорой траверсы 15; двух шатунов 4; двух кривошипов 5 с противовесами 14 (при комбинированном или кривошипном уравновешивании); редуктора 6; тормозов16; клиноременной передачи 7,8; электродвигателя 9; подвески устьевого штока 1 с канатом; ограждения 11 кривошипного-шатунного механизма. Рама из профильного проката изготовлена в виде двух полозьев, соединенных поперечными связями. Стойка- из профильного проката четырехногая. 
     Балансир- из профильного проката двутаврового сечения ; одноблочной или двубалочной конструкции.  Головка балансира- поворотная или откидывающаяся  вверх . Для ее фиксации в робочем положении в шайбе головки предусмотрен паз, в который входит клин защелки. 
     Опора балансира- ось, оба конца которой  устаовлены в сферических роликоподшипниках. К средней части от квадратного сечения приварена планка, через которую опора балансира соединяется с балансиром. 
     Траверса- прямая , из профильного проката. С ее помощью балансир соединяется с двумя параллельно работающими шатунами. 
Опора траверсы шарнирно соединяет балансир с траверсой. Средняя часть оси установлена в сферическом роликоподшипнике, корпус которого болтами прикреплён к нижней шелке балансира. 
     Шатун- стальная трубная заготовка, на одном конце которой вварена верхняя головка шатуна, а на другом – башмак. Палец верхней головки шатуна шарнирно соединен с траверсой. Палец кривошипа конусной поверхностью вставляется в отверстие кривошипа и затягивается с помощью гаек. 
     Кривошип- ведущее звено преобразующего механизма станка-качалки. В нем предусмотрены отверстия для изменения длинны хода устьевого штока. На кривошипе установлены противовесы, которые могут перемещаться. 
     Редуктор типа Ц2НШ представляет собой совокупность двух пар цилиндрических шевронных зубчатых передач, выполненных с зацеплением Новикова. Изготовления редуктора должно отвечать требованиям ОСТ 26-02-1200-75 (см. табл. 5.3)  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.2 Описание электроустановки 

Непосредственная добыча нефти из скважин при отсутствии фонтанирования производится с использованием:

• глубинно-насосных установок с электродвигателем, установленным на поверхности земли, от которого движение к насосу передается посредством колонны штанг (ШГН) (рис.2.2 и 2.3);

•центробежных насосных установок с погружным электродвигателем, расположенным непосредственно в скважине – это так называемые бесштанговые насосные электроцентробежные  установки (УЭЦН)(рис 2.4).

      Наиболее  распространенными   на  нефтепромыслах  станками-качалками   являются   станки   типа   СКН   2-615,   СКН   3-1515 СКН 5-3015, СКН 10-3315, СКН 10-3012.

По ГОСТ 5866-87 изготавливают девять базовых моделей СКН от 1 до 9СК с наибольшей допустимой нагрузкой 1-20 т, мощностью электродвигателя для привода этих станков 1,7-55 кВт.

К специфической особенности работы станка-качалки относится пульсирующий характер графика его нагрузки, на котором отчетливо можно выделить пиковые значения тока статора приводного двигателя. Вследствие этой особенности КПД и cosφ приводного двигателя снижаются по сравнению с номинальными, соответствующими постоянной нагрузке.

Погружные бесштанговые центробежные насосы приводятся в действие погружным электродвигателем (ПЭД), помещенным в скважине совместно с насосом. Благодаря этому устраняется длинная движущаяся механическая связь (штанги) между приводом и насосом, входящая как основной элемент в глубинно-насосную установку с плунжерными насосами. Это позволяет повысить мощность погружного насоса (его напор и подачу), применять центробежный тип насоса, наиболее подходящий для высоких отборов жидкости из скважины. Полезные мощности бесштанговых насосов, достигаемые при эксплуатации скважин, в 1,5-3 раза больше, чем мощности штанговых. Вместе с тем при использовании бесштанговых насосов, хотя и упрощается комплекс сооружений на поверхности, но существенно усложняется погружное оборудование.

    

В настоящее время широкое распространение получило кустование скважин, т.е. компоновка на одной площадке нескольких установок механизированной добычи нефти. Количество скважин, оборудованных УЭЦН и подключенных к одной линии электропередачи, обычно не превышает 12, а оборудованных УЭЦН и станками-качалками, а также газлифтных – 20 
 
 
 
Рис.2.2. Схема глубинно-насосной установки 1 - плунжерный глубинный насос; 2 - плунжер; 3 - насосные трубы; 4 - штанга; 5 - полированный шток; 6 - головка балансира; 7 - балансир; 8 - шатун; 9 - кривошипный противовес;10 - редуктор; 11 - клиноременная передача;12 — электродвигатель; 13 — балансирный противовес;14 - кривошипный противовес 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
рис.2.3. Плунжерный насос 1 -муфта крепления;                  Рис.2.4. Погружной двигатель электроцентробежного насоса

2- верхний клапан; 3 - цилиндр; 4-плунжер;

5 - нижний (приемный) клапан

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Разбивка объекта на монтажно-технологические зоны 
 

При напряжении 6кВ энергия подаётся к буровым установкам, компрессорным станциям, насосным перекачки нефти, водяным насосным системы поддержания пластового давления, трансформаторным подстанциям 6/0,4 кВ, питающим электрооборудование скважин насосной эксплуатации. Для новых месторождении планируется применение напряжения 10 кВ вместо 6кВ. 
     На буровых установках напряжения питания основных двигателей  (ротора, лебедки, буровых насосов,) 6кВ, а двигатели вспомогательных механизмов питаются напряжением 0,38 кВ через понижающие трансформаторы 6/0,4кВ. На некоторых буровых установках двигатели ротора и лебедки получают электроэнергию напряжением 500 В от бурового трансформатора 6/0,5 кВ. 
     Двигатели станков-качалок и установки погружных центробежных электронасосов получают питание напряжением 380 В от устанавливаемых на скважинах понижающих трансформаторов 6/0,4 кВ или от промысловых подстанций 6/0,4кВ, от которых питаются и другие потребители  с двигателями мощностью, не превышающей 150 кВт (насосы артскважин, внутрипромысловая  перекачка нефти и др.). В последнее время применяют систему глубокого ввода, при котором более высокое напряжение подводится непосредственно к узлам потребителей, в частности на буровые установки, а чаще- на кустовые насосные станции закачки воды в пласт, при этом непосредственно заводятся линии электропередачи 35кВ или 110 кВ. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                 Монтаж Электродвигателей 
Проверка исправности электродвигателей состоит из внешнего осмотра, осмотра вводного устройства со снятием с него крышки и проверкой мегомметром состояние изоляции обмоток. Ревизия взрывонепроницаемых электродвигателей с полной или частичной разборкой на месте монтажа не допускается, так как может быть нарушена фланцевая защита (см. § 2).  
      Внешним осмотром устанавливается отсутствие повреждения оболочки оборудования , подшипниковых крышек , крепежных лап и т. п. Поворачивая рукой вал электродвигателя , убеждаются в отсутствии заеданий и задеваний крыльчатки вентилятора обдува взрывонепроницаемых электродвигателей с принудительным охлаждением.  
       Вывернув болты крышки вводного устройства и удалив крышку, проверяют целость проходных изоляторов выводов, разбитые изоляторы заменяют новыми. Недопустимо при разбитых изоляторах пропускать провода выводов обмоток во вводную коробку через отверстия для изоляторов, так как в этом случае объем оболочки электродвигателя окажется соединенным с объемом вводного устройства через небольшие отверстия При взрыве смеси в нутрии оболочки взрыв будет передан сквозь эти отверстия во вводную коробку где и произойдет резкое увеличение  резкое увеличение давление взрыва, так как передача давления во вводное устройство опережает передачу взрыва из оболочки. Повышенное давление может разрушить корпус вводного устройства и вызвать взрыв в окружающей среде.  
      Присоединив мегомметр 1000в к зажимам двигателя, проверяют состояние изоляции по отношению к корпусу и целость обмоток. Если обмотки  имеют  изоляцию ниже 0,5 мом или электрически не соединены между собой, то электродвигатель должен быть отправлен в мастерскую для ревизии с разборкой и сушкой.  
      Если электродвигатель выпущен заводом более года назад, необходимо снять крышки подшипников и проверить в них  наличие смазки. Смазка должна заполнять 2/3 объема подшипников гнезда. При добавлении следует применять смазку УБМ (ГОСИТ 3005-51).  
      Взрывозащищенные электродвигатели применяются главным образом для непосредственного привода технологического оборудования, их установка существенно не отличается от установки электродвигателей в нормальном исполнении, кроме необходимости иметь расстояние не менее 100мм от стен, конструкций или оборудования до фланцевых зазоров оболочки или вводного устройства. Это требование объясняет тем, что при наличии преграды для выброса газов взрыва через узкие щели фланцевой защиты не достигается достаточно быстрого охлаждения газа до безопасности температуры, из-за чего может возникнуть передача взрыва в окружающую среду. 
      Электродвигатели в продуваемом специальном исполнении устанавливаются по заводским инструкциям и по чертежам проекта  силового электрооборудования. Главной особенностью монтажа  взрывонепроницаемых электродвигателей является присоединение проводов и кабелей к вводным коробкам. 
      Вводная коробка - ответственная часть электродвигателя. Вследствие вибрации может иметь место ослабление контактного давления в зажимах и образование искрения или перегрева, способные вызвать воспламенение или взрыв горючей смеси внутри коробки; при несоблюдении всех требований к монтажу может произойти выброс пламени в окружающую среду при наличии в воздухе взрывоопасной концентрации горючих паров, газов или пылей, вызвать тяжелую аварию взрыва или детонации. 
 
        
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
    5 Техника безопасности  
1. Требования к помещениям и рабочим местам

1.1. Рабочие места, ремонтные площадки  должны содержаться в                                       чистоте и не загружаться посторонними  предметами, отходами металла, изоляционными  материалами и пр.

1.2. Механизмы, оборудование, инвентарь, инструмент и приспособления, находящиеся  на ремонтной площадке, должны  соответствовать характеру выполняемых  работ.

1.3. На рабочей площадке должны  быть установлены первичные средства  пожаротушения, исправно работать  освещение и вентиляция, вывешены  плакаты по ПТЭ, ПТБ и др.

Плакаты и ограждения, установленные при подготовке рабочих мест, запрещается убирать или переставлять до полного окончания работы.

2. Требования к работам с грузоподъемными  механизмами

2.1. Стропы перед применением  должны быть тщательно осмотрены. Отбраковка стальных канатов  производится в зависимости от  количества обрывов проволок, поверхностного  износа и глубины коррозии  проволок на длине одного шага  каната.

2.2. При применении нескольких  строп точка приложения равнодействующей  силы должна находиться на  одной вертикали с центром  тяжести груза. Натяжение строп  должно быть одинаковым. На острые  ребра груза под стропы необходимо подкладывать прокладки.

2.3. При производстве особо ответственных  работ обязательно присутствие  руководителя ремонта.

2.4. При подъеме и транспортировке  деталей и сборочных единиц  запрещается: поднимать груз с  находящимися на нем людьми  или незакрепленными предметами;   находиться или работать под  грузом; перемещать груз над людьми;

перемещать груз при недостаточном освещении пути на всех участках; оставлять груз в подвешенном состоянии в течение длительного времени; поднимать груз под углом по отношению к грузоподъемному механизму (оси подъема);

3. Требования безопасности при  работе на активной части.

3.1. При работе на активной части  следует соблюдать осторожность, так как незначительные повреждения  и загрязнения изоляционных деталей  или попадание внутрь посторонних  предметов могут стать причиной  развития неполадок при работе  асинхронного двигателя.

3.2. Работы  должны выполняться квалифицированными  и опытными специалистами.

3.3. Одежда  работающих специалистов должна  быть чистой, без металлических  застежек, а обувь - без металлических  гвоздей. Карманы спецодежды должны  быть очищены от посторонних  предметов.

3.4. Количество  применяемого инструмента и приспособлений  должно быть учтено и проверено  до начала и после окончания  работ на активной части.

4. Требования  к инструменту и приспособлениям

4.1. Перед  началом ремонтных работ весь  инструмент должен быть проверен  на соответствие требованиям  Государственных стандартов.

4.2. Не  допускается к работе инструмент  с повреждениями (выбоины, сколы) рабочих  зон, сзаусенцами и острыми ребрами на затылочной части и боковых гранях.

4.3. При  работе зубилом, зачистной машинкой работающий обязан для защиты глаз надевать защитные очки.

4.4. Напильники, ножовки, отвертки должны иметь  прочно насаженные ручки с  бандажными кольцами.

4.5. Гаечные  ключи следует подбирать строго  по размерам. Рабочие поверхности  зева ключей не должны быть  сбиты и скошены.

5. Требования  безопасности и противопожарные  мероприятия при сборке асинхронного  двигателя.

5.1. Не  допускается, во избежание ожогов  парами воды, производить охлаждение  деталей при пайке прямым смачиванием  водой.

6. Требования безопасности при  испытаниях асинхронного двигателя  груз в подвешенном состоянии  в течение длительного времени  поднимать груз под углом по  отношению к грузоподъемному  механизму (оси подъема);

6.1. Персонал, выполняющий  работы по испытаниям асинхронного  двигателя, должен быть годен  по состоянию здоровья для  работы в действующих электроустановках, знать правила по технике безопасности, иметь квалификационную группу  и именное удостоверение по  технике безопасности. 

6.2 Допуск людей к месту проведения  испытания должен быть ограничен, посторонние люди должны быть  выведены из опасной зоны.

6.3. Не допускается производить  испытания оборудования при наличии  видимых дефектов и неудовлетворительных  результатах предыдущих испытаний.

При испытаниях должны применяться только исправное оборудование и приборы.

6.4  Испытание асинхронного двигателя  и комплектующих узлов выполнять  только с разрешения руководителя  работ по ремонту.