Глава V
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ И ПОДСТАНЦИИ
§ 1. СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ БУРОВЫХ УСТАНОВОК
Буровые установки в масштабе нефтепромысла — крупные потребители электроэнергии.
В зависимости от удаленности буровой установки от питающей подстанции электроснабжение ее может осуществляться по воздушным и кабельным линиям напряжением 6—10 кВ или по воздушным линиям напряжением 35—110 кВ с самостоятельной подстанцией 35—110/6—10 кВ при буровой установке. При большой удаленности от источников питания для электроснабжения буровых установок применяют автономные источники.
Схема электроснабжения буровых установок определяется в проектах обустройства нефтяных промыслов, которые составляются проектными организациями.
При выборе схемы питания буровых установок определяют: 1) сечение проводов питающих линий электропередачи; 2) падение напряжения в питающей сети; 3) потери энергии в питающей сети; 4) уровень напряжения на шинах комплектного распределительного устройства буровой установки при пуске короткозамкнутого асинхронного электродвигателя 6 кВ или синхронного электродвигателя (буровой насос).
Путем технико-экономического сравнения нескольких возможных вариантов выбирается наиболее выгодный.
При определении таких показателей, как падение напряжения и уровень напряжения при пуске электродвигателей 6 кВ, исходят из требований правил устройств электроустановок (ПУЭ).
ПУЭ допускают отклонение напряжения на зажимах электродвигателей от номинального, как правило, не более ±5% при длительном режиме работы и в отдельных случаях отклонение выше номинального до +10%.
При кратковременных перегрузках (пуск электродвигателя) допускается отклонение напряжения до —20 % от номинального. При больших отклонениях напряжения от номинального возникает опасность «отпадания» магнитных пускателей, контакторов и реле механизмов, которые подключены к тем же шинам, что и пускаемый электродвигатель.
При выборе схемы электроснабжения буровых установок следует также руководствоваться требованиями ПУЭ в части надежности электроснабжения.
ПУЭ подразделяют все электроприемники на три категории:
- я категория—электроприемники, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение особо важных элементов городского хозяйства;
- я категория — электроприемники, перерыв в электроснабжении которых связан с массовым недоотпуском продукции, простоем рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушением нормальной деятельности значительного количества городских жителей;
- я категория — все остальные электроприемники, не подходящие под определения 1-й и 2-й категорий (например, электроприемники цехов несерийного производства, вспомогательных цехов, небольшие поселки и т. д.).
Согласно руководящим документам Министерства нефтяной промышленности и Госстроя СССР (СН-433-80) буровые установки, предназначенные для проходки скважин глубиной до 3000 м, относят к потребителям 2-й категории, а более 3000 м — к потребителям 1-й категории.
ПУЭ требует электроснабжение потребителей 1-й категории осуществлять от двух независимых источников питания, и перерыв их электроснабжения может быть допущен лишь на время автоматического ввода резервного питания.
Для электроприемников 2-й категории допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действием дежурного персонала или выездной оперативной бригады. Допускается питание электроприемников 2-й категории по одной воздушной линии напряжением 6 кВ и выше.
При питании электроприемников 2-й категории по кабелям допускается питание одной линией, но расщепленной не менее чем на два кабеля, присоединенных к одному аппарату. При наличии централизованного резерва допускается питание электроприемников 2-й категории одним трансформатором.
Для электроприемников 3-й категории возможны перерывы электроснабжения на время, необходимое для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, но не более суток.
При осуществлении электроснабжения буровых установок должны выполняться следующие условия:
в качестве второго источника питания для буровых установок, предназначенных для проходки скважин глубиной более 3000 м в неосложненных геологических условиях на эксплуатационных площадях и глубиной до 3000 м в сложных геологических условиях, может использоваться дизель-электростанция (ДЭС), поставляемая в комплекте с буровым станком, или передвижная ДЭС, дислоцирующаяся на участке бурения;
для буровых установок, предназначенных для проходки эксплуатационных и разведочных скважин глубиной до 3000 м в неосложненных геологических условиях, электроснабжение допускается радиальной воздушной линией 6 кВ (ВЛ 6 кВ) или отпайкой от магистральной ВЛ 6—10 кВ;
для буровых установок на электроприводе, предназначенных для проходки бурящих уникальных скважин (сверхглубокие) и скважин свыше 3000 м в особо тяжелых геолого-технических условиях, требуются два независимых источника питания по линиям 6—10, 35 и 110 кВ с резервированием по мощности на 100%, с учетом допускаемых перегрузок, или две автономные электростанции;
нельзя подключать к ВЛ 6—10 кВ (фидеру) более двух буровых установок, так как это не обеспечивает требуемую надежность их электроснабжения;
допускается на обустроенных площадях совместное питание от одной ВЛ 6—10 кВ буровой установки и нефтепромысловых технологических объектов (кроме скважин с центробежными электронасосными установками — УЭЦН), При этом к магистральной промысловой ВЛ 6—10 кВ подключается не более одной буровой установки; при длине отпайки от ВЛ 6—10 кВ к буровой менее 500 м в месте ее присоединения устанавливается разъединительный пункт, а при длине отпайки от ВЛ 6 кВ к буровой более 500 м — одиночная ячейка с масляным выключателем; подключаемая буровая установка должна осуществлять проводку скважины в течение не более 1 мес; подключение осуществляется к ВЛ, от которой питается не более 20 малодебитных или высокообводненных скважин;
при использовании в качестве второго источника питания буровых установок ДЭС следует учитывать, что время их запуска не должно превышать время, допустимое для неподвижного пребывания долота на забое в зависимости от местных геологических и технологических условий;
Рис. 66. Схемы электроснабжения буровых установок
допускается вместо содержания ДЭС на каждой буровой установке иметь на участке бурения одну передвижную ДЭС (на автомашине или тракторном прицепе), мощность которой достаточна для работы комплекса механизмов буровой, необходимого для обеспечения подвижности инструмента в стволе скважины;
на трассах ВЛ 6—10 кВ, предназначенных для длительного питания группы буровых установок, занятых разбуриванием сетки скважин, необходимо предусмотреть устройство анкерных ворот для возможности транспортирования блоков буровых станков и вышек;
питающую линию и подстанции буровых установок следует располагать таким образом, чтобы исключить возможность попадания на них пара и жидкостей из напорных трубопроводов.
На рис. 66 представлены примеры схем электроснабжения буровых установок.
