1.3. Условия эксплуатации машин и оборудования для бурения скважин
- отдалённость от ремонтных баз, источников энергии;
- разнообразие климатических условий (средняя полоса, Крайний Север, пустыни, субтропики и т.д.);
- частое перемещение на новые точки бурения (монтаж, демонтаж, транспортирование);
- загрязнённость рабочих мест (буровыми растворами, отходами бурения и т.д.);
- высокая абразивность и коррозионная активность буровых растворов;
- бесперебойность процесса бурения (нельзя допускать простоев);
- стеснённость рабочих мест;
- вероятность нефтегазовых выбросов и пожаров.
60 Пути снижения расхода талевых канатов
Предназначены для соединения буровой лебёдки с талевым блоком и кронблоком.
Подвергаются многократным растяжениям и перегибам на шкивах блоков и барабане лебёдки.
Представляют собой свивку из 6 прядей вокруг сердечника. Изготавливаются с сердечниками: металлическим (м.с.), органическим (о.с.) из пеньки, сизаля, манилы, пластмассовым (п.с.). Выпускаются диаметрами: 25, 28, 32, 35, 38 мм.
Шаг свивки измеряется по расстоянию между 2-мя одноимёнными точками, расположенными через К+1 прядей, где К – число прядей.
Талевые канаты изготавливаются путём двойной свивки: проволок в пряди и прядей в однослойные шестипрядные канаты (тросы). По способу свивки подразделяются на обыкновенные и нераскручивающиеся (свиваются из предварительно деформированных проволок и прядей). Выносливость последних на 30 % выше, поэтому они и выпускаются в основном для буровых установок. Каждая прядь состоит из 31 проволоки, которые свиты в 3 слоя: (1+6), (6+6), (12). 1-й слой состоит из центральной проволоки и 6-ти проволок одинакового диаметра. 2-й слой – из 6- ти тонких и 6-ти толстых. 3-й слой – из 12 проволок более толстых, чем в 1-м и 2-м слоях (Рис. 11 на доске). По роду свивки различаются канаты крестовой и параллельной свивки (Рис. 12 на доске). В основном используются канаты правой крестовой свивки.
Условное обозначение канатов, например, талевый канат 1-32-1600-В. Исполнение 1 (с металлическим сердечником), 32 – диаметр, мм, 1600 – предел прочности, МПа, В – правой крестовой свивки.
Длина талевого каната устанавливается заказчиком.
Прочность талевого каната на разрыв характеризуется суммарным разрывным усилием всех проволок в канате Рс и агрегатным разрывным усилием Ра. Рс рассчитывается по формуле
,
где f1, f2, f3 – площади поперечного сечения проволок каната,
n1, n2, n3 – число проволок разного диаметра,
σb1, σb2, σb3 – пределы прочности проволок разного диаметра.
Агрегатное разрывное усилие Ра определяется в результате растяжения готового каната на испытательных машинах.
Проволоки изготавливаются из высокоуглеродистой стали с добавками до 0,7 % Мn и 0,3 % Si. Пряди и металлические сердечники – из светлой проволоки с В =1600 ÷ 1800 МПа.
Канаты с органическим сердечником наиболее мягкие, а с металлическими, пластмассовыми более жёсткие, дольше служат.
При изготовлении канат покрывают специальными смазочными материалами (технический вазелин, гудрон, битум, полиамидные смазки и др.). В основном используется смазка 39У. Органические сердечники пропитывают антигнилостными и антикоррозионными составами. Физико-механические свойства смазок должны сохраняться при температурах от –50 до + 50оС.
Технический ресурс каната составляет 40 ÷ 55 тыс. т · км (тонно-километров)
По правилам безопасности канат должен быть заменён на новый, если:
оборвана одна прядь каната,
на шаге свивки число оборванных проволок составляет > 10% от числа всех проволок в канате,
одна прядь вдавлена вследствие обрыва сердечника,
канат вытянут или сплюснут и его наименьший диаметр составляет < 75% от первоначального.
на канате имеется скрутка (жучок),
при износе (или коррозии) достигшем > 40% первоначального диаметра проволок.
61 Конструктивные схемы кронблоков
а, б, в – соосное расположение шкивов; г, д – несоосное расположение шкивов
Рисунок 2 – Конструктивные схемы кронблоков
62 Назначение главной и вспомогательной опор роторов, опор ведущего вала
По конструктивной схеме они представляют собой угловой редуктор с конической зубчатой передачей, установленный внутри станины, поддон которой заполняется маслом. В настоящее время используются роторы,
Стол ротора устанавливается на 2-х опорах – главной и вспомогательной.
Главная опора воспринимает:
1) динамические нагрузки:
- радиальную от передаваемого крутящего момента,
- осевую от трения ведущей трубы о вкладыши ротора;
2) статическую осевую нагрузку от веса колонны труб при её установке на стол ротора.
Вспомогательная опора воспринимает:
1) радиальные нагрузки от зубчатой передачи,
2) осевые удары вверх от долота при бурении или от замков труб при подъёме бур. колонны.
Ведущий горизонтальный вал с конической малой шестерней вращается в двух подшипниках.
Ближний к шестерне испытывает радиальные и осевые нагрузки от конической передачи и фиксирует вал от осевых смещений.
Дальний – только радиальные нагрузки.
В роторах небольшой мощности трущиеся детали смазываются разбрызгиванием масла, при больших мощностях применяют принудительную смазку шестерённым насосом.Для облегчения СПО роторы поставляются по заказу с пневматическими клиновыми раскрепителями (ПКР). При бурении клинья убираются, и на их место устанавливается зажим ведущей трубы. Рычаги, встроенные в стол ротора, поднимающие и опускающие клинья во время СПО, при бурении вращаются вместе с ротором, а пневмоцилиндр с рычагами, закреплёнными на станине – неподвижны. Во время СПО бурильная труба при установке на ротор охватывается 3-мя или 4-мя клиньями с укреплёнными на них плашками, имеющими зубья, и производится её отвинчивание или свинчивание.
63 Условия замены талевого каната на новый
По правилам безопасности канат должен быть заменён на новый, если:
оборвана одна прядь каната,
на шаге свивки число оборванных проволок составляет > 10% от числа всех проволок в канате,
одна прядь вдавлена вследствие обрыва сердечника,
канат вытянут или сплюснут и его наименьший диаметр составляет < 75% от первоначального.
на канате имеется скрутка (жучок),
при износе (или коррозии) достигшем > 40% первоначального диаметра проволок
64 Назначение и виды силовых передач буровых установок
Силовые передачи
Это устройства для передачи мощности от двигателей лебедке, насосам, ротору и другим потребителям энергии буровой установки.
Их функции:
1) регулирование момента (М) и частоты вращения (n) лебедки и ротора;
2) регулирование числа ходов поршней насоса;
3) суммирование мощности двигателей при групповом и многомоторном приводе;
4) распределение мощности между лебедкой, насосами и ротором при групповым приводом;
5) плавное включение и защита двигателей от перегрузок;
6) реверсирование лебедки и ротора, приводимых от ДВС.
В приводе используются механические, гидравлические, электрические и пневматические передачи. Гидравлические и электрические используются в сочетании с механическими, образуя гидромеханические и электромеханические передачи.