Инженерный преобразователь частоты INVT GD880 для буровых насосов бурового раствора

В процессе стремительного развития технологий бурения в нефтегазовой отрасли за последние годы буровые насосы, как важная составная часть буровой установки, играют крайне важную роль.

При обычно используемом прямом циркуляционном бурении буровой раствор подается под высоким давлением для удаления отбитой породы с забоя скважины, что обеспечивает непрерывное бурение; одновременно охлаждается буровое долото для предотвращения фонтанирования и обвала скважины; передается движущая сила для привода забойного двигателя (турбинного, винтового забойного двигателя). Это играет крайне важную роль в процессе бурения для выполнения различных задач разведки и разработки нефтяных месторождений.

Проблемы проекта

Обычно используются буровые насосы поршневого или плунжерного типа. В рамках данного проекта система динамического управления бурового насосного агрегата состоит из низковольтного питания, преобразователя частоты, автоматизированной системы управления и т.д. и должна соответствовать следующим требованиям:

• (1) Позволяет транспортировать буровой раствор высокой концентрации и высокой вязкости.

• (2) Расход транспортируемой жидкости стабилен без таких явлений, как перелив, пульсация, перемешивание и сдвиг.

• (3) Позволяет поддерживать высокое давление нагнетания при низком расходе, обладает достаточной перегрузочной способностью.

• (4) Обладает высокой самовсасывающей способностью, позволяет перекачивать жидкость напрямую без установки донного клапана.

Решение от INVT

В соответствии с фактическими требованиями INVT предоставляет комплексное решение с точки зрения привода, при котором в качестве преобразователя частоты насосного агрегата используется оригинальный шкаф серии GD880. В шкаф преобразования частоты встроены вводный выключатель, фильтр LCL, выпрямительный блок, инверторный блок, коммуникационный модуль и вспомогательная цепь управления (220 В перем. тока); шкаф представляет собой модульную конструкцию, отличается удобным обслуживанием и заменой, высокой степенью интеграции, а также оснащен плавким предохранителем для защиты.

Подпорный насос приводится в действие одноприводным преобразователем частоты серии GD880 с реализацией режима управления преобразованием частоты «один к двум». Передача данных между преобразователем частоты и системой управления выполняется через протокол связи Profinet, при этом можно осуществлять переключение передачи данных и управления клеммами.

Топология системы

Ценность для заказчика

(1) Отличные характеристики: применяется структура управления с тремя микросхемами DSP+FPGA+ARM, сигналы ввода-вывода, шины, энкодера и другие сигналы, а также алгоритмы двигателя централизованно обрабатываются DSP, обладает высокоэффективным откликом, точностью постоянной скорости ±0,01% и точностью крутящего момента ±3%, обеспечивает стабильный расход транспортируемой жидкости без перелива.

(2) Высокая степень интеграции: представляет собой модульную конструкцию с гибким сооружением подобно конструктору, отличается высокой плотностью мощности, экономией пространства для шкафа и хорошей адаптацией к небольшому пространству для установки и обслуживания в контейнерных электропомещениях с VFD.

(3) Удобная наладка: оснащен ЖК-дисплеем с возможностью наладки без пролистывания руководства и интерфейсом Ethernet в стандартной комплектации, поддерживает диаграммы функциональных процессов главного компьютера и свободное программирование, отличается понятной организацией и удобным использованием, черный ящик неисправностей поддерживает 512 хранилищ данных в течение заданного времени по 10 каналам и может реализовать 100 групп хранения сигналов неисправностей (циклическое покрытие) без необходимости вторичного воспроизведения.

(4) Взаимосвязанность: поддерживает PG, ввод-вывод, передачу данных и другие расширенные функции для реализации взаимной связи между промышленным оборудованием, поддерживает основные протоколы связи, хорошо совместим с системами управления буровых установок, оснащен двухканальным адаптером шины, позволяет осуществлять внутреннюю коммутацию, решает проблему излишнего резервного копирования при управлении крупными процессами и обеспечивает бесперебойную передачу данных.

Успешное применение данного решения по буровым насосам на площадке стало возможным благодаря накопленному многолетнему опыту и технологическим инновациям, что в очередной раз подтвердило уровень продукции, решений и послепродажного обслуживания INVT. В дополнение к вышеуказанному применению для бурения нефтяных скважин, INVT достигла результатов в таких основных сферах, как добыча сырой нефти, транспортировка нефти и газа, нефтепереработка и т.д., и продолжает вносить свой вклад в государственную энергетическую отрасль.