5 Определение оснастки талевой системы
ПОДЪЕМНОГО АГРЕГАТА И ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ
Для облегчения нагрузки на лебедке подъемного агрегата при спуске и подъеме скважинного оборудования применяется талевая система.
Если неподвижный конец каната закрепляется за низ вышки, то нагрузка от поднимаемого груза распределяется на 2n струн талевого каната, где n – число подвижных роликов талевого блока. Если же неподвижный конец каната закрепляется за серьгу талевого блока, то нагрузка на один конец каната определится делением общей нагрузки на удвоенное число подвижных роликов плюс один, т. е. на (2n+1). В соответствии с этим натяжение на ходовом конце каната Рхк, идущего от лебедки, будет рассчитываться следующим образом:
Рхк = Ркр / (2 n ),
или (5.1)
Рхк = Ркр / ((2n+1) ),
где Ркр – общая нагрузка на крюке от массы поднимаемого груза;
– коэффициент полезного действия талевой системы, зависящий от
числа шкивов в талевой системе (таблица 5.1)
Таблица 5.1 – Коэффициенты полезного действия талевой системы в
зависимости от числа роликов
Число шкивов |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
0,970 |
0,940 |
0,920 |
0,900 |
0,885 |
0,870 |
0,855 |
0,840 |
0,825 |
0,810 |
Формулы (5.1) не учитывают изменение силы трения в опорах канатного шкива в зависимости от изменяющейся нагрузки в них. Убывающее значение потерь на трение от крюка к барабану по мере снижения нагрузок на шкивах учитывает следующая аналитическая формула:
Рхк = Ркр
;
(5.2)
= 1 / , (5.3)
где - коэффициент, зависящий от жесткости каната и от силы трения
в опорах канатного шкива.
Задача 10
Подобрать
подъемный агрегат для проведения
подземного ремонта скважины, оборудованной
штанговой насосной установкой. Условный
диаметр насоса Dн
, глубина его спуска L,
диаметр труб НКТ dнтк,
штанговая колонна составлена из штанг
d1
и d2
. Штанги диаметром d1
составляют а % от общей длины. Захватное
устройство байонетного типа у насоса
не сработало: колонну НКТ придется
поднимать с жидкостью, плотность которой
995 кг/см
.
Определить усилие на ходовом конце
лебедки, подобрать кронблок, талевый
блок, крюк и штропы. Построить теоретическую
и фактическую степень использования
мощности подъемного агрегата, а также
построить графическую зависимость
использования мощности от времени.
Максимальное значение на крюке определяли согласно [4, с.13] по формуле
;
,
где qi – вес погонного метра штанг, Н/м;
L – глубина скважины, м;
K – коэффициент, учитывающий кратковременное превышение
нагрузки на крюке при страгивании поднимаемого оборудования,
согласно [4, с.14] К = 1,1 - 1,2.
Вес жидкости определится по формуле
;
;
;
;
.
Зная максимальную нагрузку на крюке, можно подобрать подъемный агрегат [3, 4].
Мощность привода лебедки определяется по формуле [4, с. 3]
,
где υ – скорость подъема крюка;
ηТ – суммарный КПД талевой системы и трансмиссии подъемного
агрегата.