Пульт бурильщика взрывозащищенный для буровых установок с электрическим приводом типа ПБВ-ЭП1

Пульт бурильщика предназначен для дистанционного управления электроприводами главных механизмов буровой установки и контроля за их рабочими параметрами.

Рисунок 1 — Общий вид пульта ПБВ-ЭП

Пульт бурильщика имеет автономную систему продувки – шкаф подготовки воздуха (ШПВ), который является составляющей частью (комплектующим изделием) пульта бурильщика и поставляется вместе с ним.

С пульта бурильщика выполняются следующие операции управления:

• включение и отключение и снятие аварий: электроприводов лебедки, ротора; отключения и снятия аварийного привода буровых насосов;
• управление вспомогательными механизмами главных приводов, пневмосистемой лебедки;
• задание с помощью кнопок управления частоты вращения двигателей буровых насосов, частоты и направления вращения двигателя роторного стола, величины ограничения мощности или момента;
• задание с помощью кнопок усилия на долото в режиме бурения;
• остановка и аварийное отключение электроприводов.

Пульт бурильщика и ШПВ с маркировками взрывозащиты соответственно 2ЕхруIIT4 и 2ЕхemIIT4 пригодны для эксплуатации во взрывоопасных зонах и наружных установках согласно гл. 7.3 «Электроустановки во взрывоопасных зонах», «Правил устройства электроустановок» и другим нормативно – техническим документам, определяющим применяемость во взрывоопасных зонах.

Пульт бурильщика изготавливается в климатическом исполнении УХЛ категории размещения 1 по ГОСТ 15150-69.

Технические характеристики

Условия эксплуатации

Пульт бурильщика применяется для работы в следующих условиях эксплуатации:

• нижнее и верхнее значение температуры окружающего воздуха от -45 до +40 °С;
• относительная влажность окружающей среды (верхнее значение) до 98 % при температуре 25 °С;
• вибрационные нагрузки в местах установки должны соответствовать группе механического исполнения М18 по ГОСТ 17516.1-90.

Окружающая среда не должна содержать агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих детали и составные части пульта бурильщика и изоляцию.

Степень защиты пульта бурильщика от внешних воздействий – IP54 по ГОСТ 14254-96.

Электрическое сопротивление изоляции в нормальных климатических условиях должно быть не менее 20 МОм.

Контактные зажимы клеммника допускают подсоединение жил кабеля или проводов сечением до 2,5 мм2 .

Номинальный режим работы пульта бурильщика – продолжительный.

Пульт бурильщика имеет пять кабельных вводных устройства: два из них для ввода гибких кабелей диаметром 18-25 мм и три для ввода коаксиальных кабелей диаметром 13-18 мм. ШПВ имеет один кабельный ввод для ввода кабеля с наружным диаметром от 9 до 14 мм.

Средний срок службы пульта бурильщика 10 лет (допускается замена отдельных элементов).

Устройство и работа

Пульт бурильщика состоит из металлического корпуса, крышки, на которой размещены кнопки с подсветкой, кнопки без подсветки, командоаппарат, аварийная кнопка с фиксацией, смотровое окно дисплея, дисплей.

Для поддержания температуры внутри корпуса +10°С, необходимой для нормальной работы аппаратуры при отрицательной температуре окружающего воздуха, в пульте бурильщика установлен обогреватель. Внутри корпус и крышка утеплены пенопластом.

Пульт бурильщика имеет, выведенную на графическом дисплее визуальную информацию:

• готовности к работе или отказа электроприводов и системы управления, аварийной сигнализации;
• рабочих параметров электроприводов: тока, напряжения, частоты вращения;
• технологических параметров лебедки: нагрузки на крюке, усилия на долото, скорости движения талевого блока и скорость вращения ротора, высоты подъема талевого блока, подачи бурового раствора, момента на столе ротора;
• включения механизмов: тормоза лебедки, коробки перемены передач и др.

С целью упрощения работы с пульта бурильщика каждая кнопка выполняет несколько функций.

Командоаппарат служит для перебора кадров на дисплее перемещением рукоятки вправо или влево и одновременно перебора строк на данном кадре перемещением рукоятки вверх или вниз.

Командоаппарат – это командоаппарат на четыре направления в четыре стороны. К нему подсоединены с помощью винтовых соединений два контактных блока (нормально открытый контакт) на первом уровне и два контактных блока (нормально закрытый контакт) на втором уровне. Диаграмма замыкания контактов приведена в таблице.

Обеспечение взрывозащищенности

Пульт бурильщика имеет:

а) уровень взрывозащиты «повышенная надежность против взрыва» (2) по ГОСТ Р 51330.0-99;

б) вид взрывозащиты – «заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением р» по ГОСТ Р 51330.3-99;

в) маркировку взрывозащиты – 2ExруIIT4 по ГОСТ Р 51330.0-99.

В конструкции пульта бурильщика предусмотрены следующие основные меры и средства взрывозащиты:

а) подсоединение внешних цепей к нормально искрящим элементам производится в оболочке, удовлетворяющие требованиям ГОСТ Р 51330.0-99.

б) крышка для обслуживания электрооборудования пульта бурильщика имеет запорное устройство, открыть которое возможно только с помощью спецключа;

в) электроаппаратура пульта бурильщика размещена в оболочке, внутренняя полость которой заполняется защитным газом (воздухом) под избыточным давлением 2500 Па;

г) для контроля минимального допустимого значения избыточного давления воздуха в оболочке пульта бурильщика применен напоромер с релейным выходным сигналом, отключающий электрооборудование пульта бурильщика от всех электрических цепей при падении избыточного давления ниже допустимой величины;

д) степень защиты оболочки пульта бурильщика от внешних воздействий – не ниже IP54 обеспечивается путем применения прокладок в соединениях;

е) устройство подачи защитного атмосферного воздуха внутрь оболочки пульта бурильщика обеспечивает:

• необходимые значения избыточного давления и расхода воздуха в оболочке и газопроводах для обеспечения взрывозащиты и охлаждения электрооборудования;
• предпусковую продувку оболочки и газопровода;
• компенсацию утечки воздуха через неплотности оболочки и газопроводов при нормальной работе электрооборудования;

ж) предпусковой продувкой оболочки избыточным давлением 0,06 МПа (0,6 атм) в течение времени (Т = 180 °C) достаточного для удаления из нее первоначальной среды и в количество не менее пятикратного объема оболочки;

з) максимальная температура нагрева контактных соединений при нормальных режимах эксплуатации не превышает 70 °С;

и) температура нагрева наружных поверхностей оболочки пульта бурильщика не превышает допустимой ГОСТ Р 51330.0-99 для электрооборудования температурного класса Т4 (135 ºС) с учетом максимальной температуры окружающей среды.

к) конструкция кабельных вводных устройств пульта бурильщика обеспечивает надежное уплотнение подводимых кабелей. Невозможность выдергивания и скручивания кабеля обеспечивается специальными мерами, осуществляемыми при монтаже;

л) на крышке пульта бурильщика установлены таблички с маркировкой взрывозащиты 2ExpyIIT4 и предупредительной надписью «ОТКРЫВАТЬ, ОТКЛЮЧИВ ОТ СЕТИ».

Шкаф подготовки воздуха имеет:

• уровень взрывозащиты – «повышенная надежность против взрыва» (2) по ГОСТ Р 51330.0-99;
• виды взрывозащиты – «защита вида "е"» по ГОСТ Р 51330.8-99 и «герметизация компаундом (m)» по ГОСТ Р 51330.17-99;
• маркировку взрывозащиты 2ExemIIT4 по ГОСТ Р 51330.0-99.

Уровень и виды взрывозащиты ШПВ достигаются следующими мерами и средствами:

• заключением неискрящих токоведущих частей (зажимов контактных для подсоединения жил кабеля) в оболочку, имеющую высокую степень защиты от опасности механических повреждений по ГОСТ Р 51330.0-99 и степень защиты от пыли и влаги IP54 по ГОСТ 14254-96;
• конструкцией электрических контактных зажимов, которые соответствуют ГОСТ Р 51330.0-99 и исключают передачу контактного давления через электроизоляционный материал, имеются элементы от самоотвинчивания.
• Изоляционные части блока зажимов выполнены из трекингостойких материалов. Пути утечки и электрические зазоры соответствуют значениям, нормируемым ГОСТ Р 51330.8-99, ГОСТ Р 51330.20-99.
• ограничением максимальной температуры контактных соединений при нормальных режимах работы, которая не превышает 40 ºС над температурой окружающей среды;
• ограничением температуры наружной поверхности оболочки шкафа, которая не превышает 135 ºС, допускаемую ГОСТ Р 51330.0-99 для электрооборудования температурного класса Т4 с учетом максимальной температуры окружающей среды;
• наличием на крышке разветвительной коробки предупредительной надписи «ОТКРЫВАТЬ, ОТКЛЮЧИВ ОТ СЕТИ»;
• заключением изолированной активной части нагревателя между металлическими профильными пластинами (радиаторами) с последующей герметизацией изоляционным затвердевающим компаундом ее и предохранителей в соответствии с ГОСТ Р 51330.17-99.
• Дефекты в затвердевшем компаунде в виде раковин, трещин, воздушных пузырей, отслоений от проводов и залитых деталей не допускаются;
• применением проводов с термостойкой изоляцией и сечением не менее 1,5 мм2;
• применением компаунда с номинальной рабочей температурой более, чем на 20 ºС превышает максимальную температуру на изолированном нагревательном элементе;
• применением термовыключателя, отключающего нагреватель от электрической сети при температуре на поверхности нагревателя свыше 100 ºС;
• обеспечением высокой степени механической прочности оболочки нагревателя по ГОСТ Р 51330.0-99;
• заземлением нагревателя в соответствии с ГОСТ 12.2.007.0-75.

Хранение

Пульт бурильщика должен храниться в закрытых помещениях с естественной вентиляцией при температуре воздуха от -40 ºС до +40 ºС, относительной влажности 98 % при 25 ºС и при отсутствии в нем кислотных и других паров, вредно влияющих на материалы пульта бурильщика.
Срок хранения пульта бурильщика 12 месяцев. В случае, если срок хранения превышает 12 месяцев, пульт бурильщика подвергается ревизии и переконсервации
силами потребителя.

Транспортирование

Транспортирование пульта бурильщика осуществляется любым видом транспортом (железнодорожные вагоны, закрытые машины, контейнеры и т.п.) в соответствии с правилами перевозок, действующими для конкретного вида транспорта. При этом следует принять меры по обеспечению целостности выступающих частей, кабельных муфт.

Рисунок 2 — Общий вид пульта ПБВ-ЭП