![](/user_photo/_userpic.png)
книги / Нефтепромысловые машины и механизмы
..pdfНа вышку действует ветровая нагрузка, стремящаяся ее опро кинуть, и собственный вес, придающий ей некоторую устойчивость (рис. 184).
Для обеспечения устойчивости вышки должно быть соблюдено условие
|
|
> P*h, |
(VI. 4) |
где QB— вес вышки; |
Р в — общая ветровая нагрузка, определяемая |
||
по формуле |
(VI. 1); |
h — расстояние от основания вышки |
до точки |
приложения |
нагрузки Р в, которая расположена в центре |
тяжести |
грани вышки:
димо кренить оттяжками. |
г |
5 |
Силу, действующую на от- |
а |
тяжки, определяют следующим образом (см. рис. 184).
Обозначим Т — усилие в плоскости оттяжек, а — угол наклона плоскости оттяжек к горизонту, I — расстояние от ребра А А ниж ней рамы вышки до основания плоскости оттяжек, h — плечо силы 7\ у — угол наклона оттяжек к горизонту в плоскости оттяжек.
Уравнение моментов сил относительно AAi:
Q*~Y + ^ sin а “ Rh = Q,
откуда
R h — Q D
Усилие в каждой из двух оттяжек
|
|
R h - Q u - j- |
(VI. 5) |
|
1 |
2sinY |
2/sin a sin у |
||
|
Из рис. 184 имеем
sin а = -----— Н
При установке двух ярусов оттяжек усилие в оттяжках прини мают приблизительно одинаковыми для обоих ярусов:
р п р /
Для |
надежности принимают |
коэффициент |
запаса устойчивости |
к = 1,5 |
-f- 2, поэтому оттяжку рассчитывают |
на нагрузку ГраСч = |
|
= 1,5 ^ |
2Т х. |
|
|
|
Расчет треноги |
|
|
Вертикальные (нагрузка на |
крюк), горизонтальные (ветровые) |
и наклонные (ходовой конец каната) силы приводят в пространстве к равнодействующей, не совпадающей по направлению с вертикалью.
Обозначим через R эту равно
|
|
|
|
|
|
действующую, лежащую в плос |
|||||
|
|
|
|
|
|
кости АОСЕ (рис. 185а). |
|||||
|
|
|
|
|
|
Разложим |
силу R по напра |
||||
|
|
|
|
|
|
влениям ОА и ОС (рис. 1856). |
|||||
|
|
|
|
|
|
Тогда |
по |
теореме синусов |
|||
|
|
|
|
|
|
Pi |
_ |
|
sinp |
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
sin (a + P) |
|||
|
|
|
|
|
|
Отсюда усилие в ноге ОА |
|||||
|
|
|
|
|
|
Pi = R |
sin Р |
|
|||
|
|
|
|
|
|
sin (a + |
P) ’ |
||||
|
|
|
|
|
|
соответственно |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Р с= R |
sin a |
|
|||
|
|
|
|
|
|
sin (a + |
P) |
||||
|
|
|
|
|
|
Силу P c можно, в свою оче |
|||||
|
|
|
|
|
|
редь, разложить |
по |
направле |
|||
|
|
|
|
|
|
ниям ОБ и OD (рис. 185в) при |
|||||
Рис. 185. Схема |
распределения |
сил |
углах ее наклона к этим напра |
||||||||
влениям |
у |
и |
ср |
в |
плоскости |
||||||
в треноге. |
|
|
|
DOB• Тогда |
усилие |
в ноге OD |
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||
р |
_ |
р |
sin у |
_ |
р _____ sin a sin(p |
|
|
|
|
||
|
2 ~~ |
с |
sin(Y + <p) |
— |
|
sin (a + P) sin (Y + |
Ф) |
|
|
||
Усилие в ноге ОВ находим аналогично |
|
|
|
|
|
||||||
р |
_ |
р |
sin Y |
_ |
D |
sin a sin Y |
|
|
|
|
|
|
3 |
с |
sin(Y + <p) |
|
|
sin (a + P) sin (Y+ Ф) |
|
|
Основание треноги представляет собой равносторонний треуголь ник. Поэтому, если ходовой и мертвый концы каната направить под разными углами к горизонту, то равнодействующая вертикальных
сил будет направлена вертикально, а все три ноги будут одинаково нагружены, т. е.
P ±= P 2= P Z = P.
Величину этих сил можно определить из условия, что алгебраи ческая сумма проекций составляющих сил P i, Рч и Р з на ось OOi и проекция равнодействующей R на ту же ось равны. Направление R
и OOi совпадают, а силы JPI , |
Р ч и Р з образуют с осью OOi угол а |
||
(рис. 185г), откуда |
|
|
|
Pi sin а + Рч sin а + |
jP8sin а = i?, |
|
|
3Р sin а = R |
или |
Р = ■^— |
; |
|
|
3 sin а |
’ |
но
h sm а — — ,
тогда
пЫ
|
|
3h ’ |
где |
I — длина ноги треноги; |
h — высота треноги. |
|
Имея усилие в ноге треноги, ее рассчитывают на продольный |
|
изгиб. |
с |
|
|
Расчет мачты |
|
|
Рассмотрим схему мачты с указанием действующих сил, изобра |
|
женную на рис. 186, а. |
|
|
ки; |
Примем следующие обозначения: OOi — мачта; кг и кч — оттяж |
|
Qx — нагрузка на крюке, |
включая натяжение «мертвого» конца |
каната (при креплении его к блоку); Рх — натяжение ходового кон ца каната; Т — натяжение оттяжки ki\ а и р — соответственно углы наклона мачты и оттяжки к горизонту.
В процессе спуско-подъемных операций передняя оттяжка кч не нагружена. Ее устанавливают для предохранения мачты от рас шатывания.
Мачта подвержена также действию ветровой нагрузки, направле ние которой принимают горизонтальным. Эта нагрузка вызывает изгиб мачты. Поэтому ее рассматривают как балку на двух опорах длиной А, равной вертикальной проекции длины мачты.
Ветровые нагрузки определяют, пользуясь формулой (VI. 1). Если обозначить через q нагрузку на 1 м вертикальной проекции мачты, то изгибающий момент от равномерно распределенной нагруз ки будет
M - f . .
Тогда общее напряжение в каждой ноге двуногой мачты
К + М
(VI. 7)
FMcp - w ’
где FM— площадь поперечного сечения ноги мачты; <р — коэффи циент продольного изгиба; w — момент сопротивления ноги мачты.
При малых величинах изгибающих сил формула (VI. 7) примет вид:
Оттяжку мачты рассчитывают |
на растяжение |
под действием |
силы 74, найденной выше (VI. 6). |
|
|
Напряжение |
|
|
а - J ± L L |
(VI. 8) |
|
0Р “ |
ябз i |
|
где б — диаметр проволоки в канате; i — количество проволок в ка нате.
ОБОРУДОВАНИЕ И ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ СПУСКО-ПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЙ
§ 110. Талевая система
Для уменьшения натяжения каната, наматываемого на барабан лебедки подъемника, которым осуществляются спуско-подъемные операции при подземном ремонте скважин, применяют талевую систему, представляющую собой обыкновенный полиспаст. Умень шение натяжения каната достигается, таким образом, за счет умень шения скорости спуска или подъема груза.
Талевая система состоит из неподвижной части — кронблока, уста навливаемого на вышке или мачте, и подвижной части — талового
блока.
Шкивы кронблока и блока попеременно огибает талевый канат, один конец которого через оттяжной шкив направляют к барабану подъемной лебедки, на котором его закрепляют, а другой конец,
называемый «мертвым», прикрепляют к верхней серьге талевого блока, а иногда к рамному брусу вышки.
К нижней серьге талевого блока подвешивают крюк, также входящий в талевую систему.
Кронблоки
Кронблоки изготовляют с различным числом канатных шкивов и на разную грузоподъемность. Шкивы кронблока расположены на общей оси, закрепленной на чугунных опорах. У кронблока КБН5-50 (рис. 189) эти опоры смонтированы на раме, которую
Рис. 189. Кронблок КБН5-50.
1 — ось; 2 — роликоподшипник; з — канатный шкив; 4 — к ож ух; 5 — опора; 6 — рама.
устанавливают на вышке. Другие кронблоки устанавливают на мачте непосредственно своими опорами (без рамы). В каждый канат ный шкив вмонтировано по два роликоподшипника, которыми они опираются на ось. Кронблок снабжают защитным кожухом.
|
|
|
^ |
__ „ |
Таблица 41 |
||
Техническая характеристика кронблоков КБН |
|
|
|||||
|
|
|
|
Условное обозначение крон- |
|||
|
Показатели |
|
|
|
блока |
|
|
|
|
|
К Б Н 4 -25 |
КБН З-15 |
|||
|
|
|
К Б Н 5 -50 |
||||
Грузоподъемность, Т |
. . . . |
|
50 |
|
25 |
15 |
|
Максимальное натяжение каната, кГ |
|
6950 |
|
4480 |
4000 |
||
Число канатных шкивов |
|
|
5 |
|
4 |
3 |
|
Диаметр шкива, |
мм |
|
|
600 |
|
500 |
400 |
Диаметр каната, |
м м ......................... |
|
21,5 |
|
18,5 |
18.5 |
|
Применяемые роликоподшипники |
№ 2220 |
№ 42217 |
№ 42215 |
||||
Вес, кг |
|
|
|
620 |
|
148 |
105 |
Роликоподшипники смазываются масленкой; смазка подается по продольному и поперечным каналам оси кронблока.
Буква Н в условном обозначении кронблока указывает на его принадлежность к нормализованной конструкции, цифра после указанной буквы указыва ет на число шкивов, а число после тире — грузоподъем ность в т (табл. 41).
Талевые блоки
Шкивы талевых блоков расположены на общей оси. В их ступицы вмон тировано по два ролико подшипника (рис. 190). Щеки в верхней части со единены мостом, к кото рому прикрепляют непод вижный, или «мертвый», конец талевого каната, а в нижней части — паль цем, на который надета серьга для подвески крю ка. Шкивы блоков и крон блоков унифицированы.
Смазка к роликоподшипникам шкивов подается масленкой через общий продольный канал в оси и затем через радиальные каналы
ккаждой паре подшипников.
Вусловном обозначении нормализованных талевых блоков (табл. 42) содержатся показатели, аналогичные показателям кронблоков.
|
|
|
|
|
Таблица 42 |
Техническая характеристика талевых блоков БТН |
|
||||
|
|
|
Условное обозначение блока |
||
Показатели |
БТН 4-5 0 |
БТН З-25 |
БТН 2-15 |
Б Т Н 1-10 |
|
|
|
||||
Грузоподъемность, Т |
50 |
25 |
15 |
10 |
|
Число канатных шкивов |
4 |
3 |
2 |
1 |
|
Диаметр шкива, |
мм |
600 |
500 |
400 |
400 |
Диаметр каната, |
мм . |
21,5 |
18,5 |
18,5 |
18,5 |
Применяемые роликоподшипники |
№ 2220 |
№ 42217 |
№ 12215 |
№ 12215 |
|
Вес, кг |
|
345 |
164 |
128 |
59 |
Крюки
В процессе подземного ремонта скважин к крюку подвешивают штропы трубных или штанговых элеваторов для спуска или подъема труб или штанг, а при промывке скважин подвешивают вертлюг. Крюки КН (рис. 191) однотипные по конструкции и снабжены амор
тизирующими пружинами, упорными подшипниками и защелками у зева для безопасности работы. Только крюк КН-10 отличается от остальных крюков тем, что не имеет амортизационной пружины (табл. 43).
Техническая характеристика крюков КН |
Таблица 13 |
|||
|
|
|||
|
Условное обозначение крюка |
|||
П оказатели |
К Н -50 |
К Н -25 |
К Н -15 |
К Н -10 |
|
||||
Грузоподъемность, Т |
50 |
25 |
15 |
10 |
Размер зева, мм . . |
105 |
75 |
50 |
42 |
Диаметр гнезда под штроп, мм |
120 |
90 |
55 |
50 |
Грузоподъемность пружины, кГ |
450 |
450 |
320 |
— |
Ход пружины, мм |
90 |
70 |
70 |
—■ |
Упорный подшипник |
№ 8322 |
№ 8314 |
№ 8311 |
№ 821! |
Вес, кг |
182 |
64 |
38 |
19,5 |
![](/html/65386/197/html_2uw7Tzvj0g.Ix83/htmlconvd-Ybpj1_360x1.jpg)