2 Описание мобильной буровой установки бу 2000/125-эбм

В настоящее время усовершенствование всех моделей мобильных установок направлено в основном на уменьшение их массы, на увеличение запаса по грузоподъемности, оснащение установок устройствами механизации и автоматизации. Все это способствует повышению производительности за счет снижения простоев и организационно-технических перерывов в работе (транспорт, установка на месте работы, маневрирование вспомогательного оборудования и пр.).

Мобильная установка для бурения скважин БУ 2000/125-ЭБМ, эксплуатируемая буровыми подрядчиками ОАО «Татнефть» на площадях Татарстана с недавнего времени, как и любое новое оборудование имеет некоторые недостатки или несовершенства конструкции узлов, деталей.

Спуско-подъемные операции на точках бурения проводимые подъемным агрегатом Р125, входящим в состав буровой установки БУ 2000/125-ЭБМ, нередко сопровождались незапланированным или аварийным ремонтом пальца для свечей, расположенного на полатях.

При проведении спускоподъемных операций нередко происходит раскачивание не нагруженного крюкоблока вызванного сильным боковым ветром или неправильным проведением технологических операций в процессе бурения, в результате, которого крюкоблок цепляясь за палец, производит его слом в месте крепления к полатям.

3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Проверочный расчет оснастки талевой системы для производства буровых работ мобильной буровой установкой БУ 2000/125-ЭБМ

(Расчет произведен в соответствии с литературой [19]).

Исходя из максимальной нагрузки на крюке от веса обсадной колонны, которая составляет 1125 кН (по техническим данным мобильной буровой установки БУ 2000/125-ЭБМ) определяем статическую нагрузку, действующую на крюк, с учетом облегчения веса обсадных труб в буровом растворе

Ркр=К·Gк·(1-ρбр/ρм)=1,25·1125(1-1260/7850)=1180,53 кН,

где К - коэффициент, учитывающий затяжки и прихват колонны (К=1,25÷1,30), принимаем К=1,25;

Gк - вес наиболее тяжелой колонны, кН; Gк=1125 кН;

ρбр - плотность бурового раствора, кг/м³; ρбр=1260 кг/м³;

ρм - плотность материала труб, кг/м³; ρм=7850 кг/м³.

Вес талевой системы

Ртс=qкб+qкр.б=15,20+24,00=39,2 кН,

где qкб- вес кронблока, кН; qкб=15,20 кН;

qкр.б- вес крюкоблока, кН; qкр.б=24,00 кН.

Число рабочих струн оснастки талевой системы

n=Ркр/ РI кр·ηтс=1180,53/173·0,82=8,32,

где РI кр - наибольшее тяговое усилие на набегающем конце талевого каната на первой скорости для подъемника, кН; РI кр=173 кН;

ηтс - коэффициент полезного действия талевой системы, ηтс=0,82.

Принимаем n=8.

Согласно расчету принимаем оснастку 4×5 с креплением неподвижного конца талевого каната к рамному брусу вышки через приспособление для крепления неподвижного конца талевого каната.

3.2 Выбор диаметра и типа каната для оснастки талевой системы.

(Расчет произведен в соответствии с литературой [19]).

Из выбранного оборудования для талевой системы видно, что оно рассчитано на канат диаметром 25,0 мм. Значит, для производства работ в данной скважине выбираем талевый канат диаметром 25,0 мм.

Натяжение ходового конца талевого каната

Рхк= Ркр+ Ртс·βⁿ·(β-1)/ (βⁿ-1)=(1180,53+39,2)·1,01⁸·(1,01-1)/( 1,01⁸-1)=101,61 кН,

где β- коэффициент, зависящий от жесткости каната и силы трения в опорах канатных шкивов β=1,01÷1,02; принимаем β=1,01;

n- кратность полиспаста, n=8.

Необходимое разрывное усилие талевого каната

Рр=К·Рхк=5·101,61=508,05 кН,

где К - коэффициент запаса прочности К=3÷5; принимаем К=5.

Исходя из полученного значения разрывного усилия, которое равно 508,05 кН, по табл., выбираем талевый канат диаметром 25 мм с органическим сердечником линейного касания (ЛК-РО 6×1+6+(6×6)+12=186), который при пределе прочности σр=1960 МПа имеет расчетное разрывное усилие Рр=517 кН.

3.3 Определение допустимой глубины бурения при оснастке 4×5.

(Расчет произведен в соответствии с литературой [19]).

Допустимая глубина бурения при оснастке 4×5

Lдоп=Рхк·(βⁿ-1)/q·βⁿ(β-1)-(lуqу+qт)/q=101,61·(1,01⁸-1)/0,33·1,01⁸·(1,01-1)-(100·1,88+19,62)/0,33=2600 м.

где Рхк - натяжение ходового конца талевого каната, кН; Рхк=101,61 кН;

β - коэффициент сопротивления подвижного ролика кронблока; β=1,01;

n- кратность полиспаста или число рабочих струн оснастки талевого каната; n=8;

q - вес одного метра бурильных труб, кН; q=0,33 кН;

lу - длина утяжеленных бурильных труб, м; lу=100 м;

qу - вес одного метра утяжеленных бурильных труб, кН; qу=1,88 кН;

qт - вес турбобура, Н; qт=19,62 кН.

Таблица 1 - Расчет допускаемого числа циклов нагружения.

Обозначение	Обечайка	Днище	Сварной шов днища с обечайкой	Крышка
Материал	09Г2С-6	09Г2С-6	08ГС	09Г2С-6
σт, МПа	345	345	-	345
σв, МПа	490	490	490	490
[σ], МПа	160	160	160	160
В, МПа	210	175	175	175
Ξ	1,2	1	1,2	1
Η	3,0	3,0	2,0	3,0
[р], МПа	1,6	2,1	1,3	1,1
σА, МПа	105	87,5	87,5	87,5
[N]	5105	5105	5105	5105

Произведенный расчет показывает, что конструкция воздухосборника требованиям прочности удовлетворяет. Максимально допускаемое избыточное давление внутри воздухосборника 1,1 МПа. Допускаемое число циклов нагружения за срок службы 10 лет превышает 510⁵, что подтверждает срок службы воздухосборника 10 лет.