Глава VI

ПОДЪЕМНЫЙ МЕХАНИЗМ, ЕГО КИНЕМАТИКА И ДИНАМИКА

§ 1. Процесс спуско-подъемных работ, устройство подъемного механизма

Процесс подъема бурильной колонны из скважины состоит из циклически повторяющихся систематически и определенной после­довательности операций:

а) подъема всей колонны на длину немного более длины одной свечки;

б) остановки колонны в подвешенном состоянии;

в) установки колонны на стол ротора и освобождения поднятой свечи от растягивающейся нагрузки;

г) отвинчивания свечи от колонны ц установки ее внутри буровой в специальный магазин или укладка на мостики около буровой;

д) спуска ненагруженного крюка и элеватора для захвата ко­ лонны;

е) остановки крюка для захвата колонны;

ж) захвата и подъема колонны на длину следующей свечи. Спуск колонны производят в обратной последовательности. При спуско-подъемных операциях подъем крюка под нагрузкой

осуществляется во время извлечения колонны из скважины, а с нена­груженным элеватором — спуска колонны.

Спуск крюка под нагрузкой осуществляется при опускании колонны в скважину, а без нагрузки — во время ее подъема.

На рис. VI-1 и VI-2 показаны диаграммы цикла подъема и.спуска свечи, из которых виден порядок операций и соотношение машинного и машинно-ручного времени при подъеме и спуске бурильной ко­лонны. При каждом единичном подъеме с определенной глубины число циклов изменения нагрузок равно числу свечей в колонне.

Подъемный механизм буровой установки для бурения глубоких скважин (рис. VI-3) состоит из талевой системы и лебедки, при­водимой в движение от силового привода.

154

1икл подъема све

цикл

с Установка свечи

Спуск ненагруженногз элеватора

подъема следую­щей свеча

Последую

щцё свечи

i s-

*-чеи и развинчивание^— ^ сбечи

Развинчибание свеча ротором

\

\

.

нныхкл

^--

~ Z

2 g

\

V ,

— ;

>

— 4

t^

Vti

"к t3

g I- a

из

ta t

э «51

&

?

И У

У

t tt

ез •**

ie е

i

I

1

4 *

§

£ м

1

^ еэ

i сэ *:

>э

ts £

i=> w

<ta s

"ь 5

ta f>:

£з '-i

'а

'т3

^

'5S

\

\

•дъе

М С

'evu

j

^

\

\

.

Время t,tmn. ]>чс. VI-1. Диаграмма цикла подъема колонны на длнну свечи.

-Цикл спуска, свечи.

Время t. мин

Цикл

Рис. VI-2. Диаграмма цикла спуска колонны на длину свечи.

155

Таловая система (рис. VI-4) состоит из кронблока, установленного ь верхней части буровой вьттпки, подвижного талевого блока, соеди-

Г

R--P,

Рпс. VI-3. Кинематическая схема подъемного механизма.

А — двигатель; Б — трансмиссия с коробкой передач; В — ле­бедка; Г —талевая система.

ненного с кронблоком талевым канатом, один конец которого кре­пится к барабану лебедки, а второй через приспособление к под-

яышечному основанию.

К талевому блоку присоеди­нен крюк, на котором подвеши­вается на штропах элеватор для захвата колонн или вертлюг.' Для бурения глубоких скважин применяются талевые системы с числом шкивов от 2 х Здоб X 7, где первая цифра — число шки­вов талевого блока, вторая — кронблока. Основными характе­ристиками, определяющими на­значение подъемного механизма и размеры его частей, являются: грузоподъемность на крюке Т_к, мощность n-l, скорости движе­ния крюка г?_к, высота вышки и число ветвей i в талевой системе. Для ориентировочного сопо­ставления подъемных механиз­мов пользуются показателями удельных мощностей и масс, определяющих производитель­ность и мобильность установки.

Риг. VI-4. Таловая система.

1 — кронблок; 2 — талевый канат; 3 — та­левый блок; 4 ~- крюк.

150

Удольныш показателем мощности k_n назы-

вается отношение суммарной мощности N в кет всех двигателей главного подъема к номинальной грузоподъемности Т_н в кн.

.,

[квт/кн]. (VI-1)

Удельным показателем массы k_g называется отношение массы всех механизмов подъемной части G в Т к номи­нальной грузоподъемности Т_п в кн.

K_G ^ J- [т!кн\. (VI-2)

Г>олее экономичная и производительная конструкция характе­ризуется меньшим значением K_Q и большим значением k_n.