Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Талевая система буровых установок служит для преобразования вращательного движения барабана лебедки в поступательное перемещение крюка, на котором подвешена колонна, а также для уменьшения силы натяжения струн и конца каната, навиваемого на барабан лебедки, за счет увеличения скорости его
движения.
Талевая система состоит из неподвижного кронблока, подвижного талевого блока, гибкой связи (талевого каната, соединяющего неподвижный и подвижный блоки), бурового крюка, штропов и элеватора, на которые подвешивают колонну бурильных или обсадных труб, устройства для крепления неподвижного конца талевого каната, допускающего перепуск каната.
В настоящее время талевый блок и подъемный крюк объединяют в один механизм – крюкоблок.
Назначения:
Кронблок и талевый блок служат для размещения свободно вращающихся шкивов по которым проходит канат талевой системы. Кронблок и талевый блок представляют собой конструкцию, в которой группа свободно вращающихся шкивов смонтирована на подшипниках. Оси закрепляют на раме. Конструкции шкивов и их подшипниковых опор выполняются одинаковыми в обоих блоках.
Буровой крюк предназначен для подвешивания бурильных и обсадных колонн. В процессе бурения крюк удерживает подвешанный на штропе вертикально перемещающийся вертлюг с вращающийся бурильной колонной; воспринимает крутящий момент, возникающий на опоре вертлюга при вращении бурильной колонны ротором. Состоит из трех рогов: двух боковых и одного центрального.
Талевые системы характеризуются максимальной допустимой нагрузкой, числом рабочих струн каната и его диаметром.
В талевых системах используются стальные канаты только круглого сечения двойной свивки из одинаковых канатов.
При выборе и оценке конструкции талевой системы следует иметь в виду, что от ее типа и конструкции во многом зависит скорость СПО, являющаяся важным фактором в процессе проводки скважин.
С увеличением числа шкивов и струн в оснастке больше истирается канат, с уменьшением их числа канат более нагружен и уменьшается число его перегибов при выполнении им той же работы. Практикой эксплуатации установлено, что целесообразнее применять такую оснастку, при которой число слоев навивки каната на барабан лебедки составляло не более двух-трех.
Под оснасткой талевой системы понимается навеска каната на шкивы кронблока и талевого блока в определенной последовательности, исключающей перекрещивание каната и трение его струн друг о друга. Существует два типа оснастки: параллельная, когда ось талевого блока параллельна оси кронблока, и крестовая, когда оси талевого блока и кронблока перпендикулярны.
|
параллельная |
Крестовая имеет преимущество – исключает закручивание талевого блока и трение струн каната друг о друга.
1.ТАЛЕВЫЙ КАНАТ.
Для изготовления талевых канатов применяется канатная проволока из высокоуглеродистой стали с содержанием углерода 50, 55, 60 ,65%, Mn - 0,5…0,8%, Cr - 0,07…0,17, Ni - 0,12%, Cu - 0,15%.По конструкции бывает с металлическим сердечником, с органическим трехпрядовым, с пластмассовым стержневым. Материал для органического сердечника: пенька из льна, жмута, жестких лубяных волокон, а также хлопок. Используется пряжа короткого и длинного прядения одинарного скручивания (однопрядный), или двойного скручивания (трехпрядный). Выносливость пластмассового сердечника на 45% выше чем у органического. Применяется сердечник с тугонавитой стальной пружиной. На выносливость каната влияет качество материала сердечника, равномерность и плотность свития каната, сопротивляемость поперечному сжатию.
Канаты подразделяются:
4) по направлению свивки: правой свивки (Пр), левой (Л), комбинированной (К);
5) по роду свивки: крестовые, односторонние, полые односторонние;
6) по назначению: грузолюдские, грузовые.
Нераскручивающиеся канаты свивают из деформированных проволок, предварительная деформация придает прядям геометрическую форму, соответствующую положению в канате. При крестовой свивке проволоки в пряди свиты в одну сторону, а пряди в канат в другую. При односторонней свивке проволоки и пряди свиты в одну сторону.
Способы многослойной свивки прядей:
1) свивка с линейным касанием проволок соседних слоев (ЛК);
2) свивка с точечным касанием (ТК);
3) комбинированная свивка (ТЛК).
Канаты маркируются по свивке:
ЛК-РО-6x(1+(6+6)+12)=150 (+1 если с металличесим сердечником);
где Р - в разных слоях разная толщина проволоки;
О - органический сердечник;
6 - количество применяемых канатов;
1+(6+6)+12 - конструкция пряди.
Диаметры применяемых канатов (мм): 22, 25, 28, 32, 35, 38, 40, 41.2, 44.
Требования к талевым канатам:
1) диаметр каната и число струн должно выбираться с учетом максимальной нагрузки на крюке, и при этом значении запас прочности должен быть не менее 2,5;
2) диаметр блоков талевой системы должен быть не менее чем в 40 раз больше диаметра каната, увеличение диаметра блоков снижает потери на трение и улучшает работу каната на трение.
Основные параметры талевых канатов:
1) шаг свивки каната наружных проволок (с уменьшением шага растет прочность и структурная плотность каната);
2) прочность каната на разрыв:
а) суммарное разрывное усилие всех проволок:
;
где F - площадь проволоки;
n - число проволок;
- предел прочности проволоки для соответствующего диаметра.
б) агрегатное разрывное усилие, определяется в результате испытаний готового каната на растяжение с помощью испытательных машин:
;
где - потеря прочности каната.
1-секция шкивов;
2-приемный конус;
3-желоб;
4-траверса;
5-стакан;
6-подшипник;
7-скоба-подвеска;
8-палец;
9-ось.
3) долговечность каната, зависит от материала и конструкции сердечника, которая препятствует смещению прядей и смятию каната под действием нагрузок.
Для защиты от износа и атмосферных воздействий канат покрывают специальными смазками (битум в сочетании с гудроном, технический вазелин, полиамидные смазки). Смазки должны обладать достаточными антикоррозионными и антифрикционными свойствами, а также прилепаемостью (адгезией) и температурной стойкостью. Эти свойства должны сохраняться от с до с. Органические сердечники пропитываются противогнилистыми и антикоррозионными смазками.
4) сопротивляемость каната упругой деформации при растяжении, характеризуется модулем упругости, величина которого зависит от конструктивных и технологических параметров каната:
;
где - модуль упругости каната;
- модуль упругости проволоки;
- коэффициент (0,33…0,35 для стальной свивки).
Конструктивное удлинение каната в пределах 0,2…6% от первоначальной длины каната.
Длина каната гостируется в зависимости от диаметра каната:
|
диаметр, мм |
25 |
28 |
32 |
35 |
38 |
|
длина, м |
1000 |
1200 |
1500 |
2000 |
2000 |
Шифр каната:
Канат 1-32-1600-В-ГОСТ 16853-71;
где 1 - исполнение;
32 - диаметр каната, мм;
1600 - предел прочности проволоки, МПа;
В - правая крестовая свивка марки В (1600-Л-В левая крестовая).
2.КРОНБЛОК.
Кронблок-неподвижный узел талевой системы, предназначен для поддержания на весу подвижной части и груза на крюке. Устанавливается на горловине вышки. Кронблок передает вышке нагрузку от веса колонны и собственного веса талевой системы. Кронблоки состоят из двух групп шкивов, смонтированных соосно на подшипниках качения. Кронблоки различаются грузоподъемностью, числом шкивов и их диаметром. По числу осей и их креплению
различаются:
а)-соосное с промежуточными опорами осей;
б)-многоосные;
в)-одноосные с двумя внешними опорами;
г)-одноосные многоопорные;
д)-комбинированные.
Маркировка кронблока:
У3-300;
где У-завод «Уралмаш»;
3-номер оборудования буровой установки;
300-грузоподъемность на крюке, тонн.
УКБА-7-300;
где У-завод «Уралмаш»;
КБ-кронблок;
А-кронблок применим в комплексе АСП;
7-количество шкивов;
300-грузоподъемность, тонн.
3.ТАЛЕВЫЙ БЛОК.
Талевый блок является подвижной частью талевой системы. Существуют два вида талевых блоков: одноосные и соосные. В одноосном все шкивы смонтированы на одной оси, в соосном талевый блок состоит из двух блоков со шкивами, между которыми предусмотрено пространство для спуска свечи. На рисунке показан одноосный талевый блок.
1-боковая щека;
2-траверса;
3-ось с каналами для подачи
смазки к подшиникам;
4-шкив;
5-подшипник;
6-серьга;
7-палец.
Двухосный талевый блок применяется в талевых системах АСП (автоматического спуска-подъема). Особенности его конструкции в том, что между секциями шкивов расположен желоб с приемным конусом, который обеспечивает направление талевого блока вдоль свечи. В нижней секции вмонтированы две оси для подвески траверсы, в которой установлен стакан со скобой-подвеской.
Материалы для изготовления талевых блоков: шкивы - среднеуглеродистые стали легированные хромом и марганцом, оси - Сталь 40.
4.ШКИВЫ.
Шкивы у талевого блока и у кронблока имеют одинаковую форму и размеры.
На срок службы талевых канатов влияют диаметр шкива, профиль и размеры канавки. С увеличением диаметра шкива возрастает усталостная долговечность каната. Диаметр шкива определяют по формуле:
;
где диаметр каната;
запас прочности.
где радиус ложи канавки.
При увеличении радиуса канавки опорная поверхность каната уменьшается, возрастают контактные напряжения, вследствие чего уменьшается срок службы
каната. Для нормальной работы каната угол должен быть больше угла .
Для более правильной работы угол должен быть .
Канавка шкива подвергается поверхностной закалке на глубину не менее 3 мм, с твердостью поверхности , радиальное биение не должно превышать 2 мм, а смещение оси канавки от средней плоскости шкива не должно превышать 2 мм.
Шифр талевого блока:
ТБ-3-100; УТБА-5-300; ТБ-75-Бр; У4-300
расшифровка аналогична расшифровке шифра кронблока.
5 КРЮКИ
Предназначены для подвешивания вертлюга и буровой колонны, для подвешивания элеватора с помощью штропов, для подвешивания и перемещения тяжелого бурового оборудования при монтажно-демонтажных работах и инструмента при бурении скважин. Крюк входит в талевую систему и является ее третьим узлом после кронблока и талевого блока. По конструкции крюки бывают: литые, кованные, пластинчатые. Лучше всего применять пластинчатые крюки, т.к. это облегчает изготовление самого крюка и повышает его надежность. Пластины для такого крюка изготавливают из легированной конструкционной стали с пределом текучести свыше 700 МПа, пластины соединяют между собой потайными заклепками. Для защиты и предохранения зева основного крюка от износа в нем закреплена защитная подушка из материала 35ХНЛ.
1-подушка;
2-подпружиненный стопор;
3-основной рог;
4-дополнительный рог;
5-ствол крюка;
6,11-ось;
7-пружина;
8-корпус;
9-подшипник;
10,13-штроп;
12-стакан.
Материал изготовления: литой крюк - 30ХНЛ; штропы - 30ХГСА, 35; корпус - 30Л, 35Л; боковые рога - 38Х2Н2МА, 40ХН.
5.1.КРЮКО-БЛОКИ.
Представляют собой совмещенную конструкцию талевого блока и крюка. Преимущество: высота крюко-блока меньше суммарной высоты талевого блока и крюка, что позволяет уменьшить высоту вышки. Недостаток: крюко-блок тяжелее, чем крюк, и им труднее манипулировать при спуско-подъемных операциях.
1-талевый блок;
2-боковая щека;
3-крюк.