Задача 1

Определите ожидаемую нагрузку на крюке буровой установки, натяжение в подвижной ветви талевого каната и произведите выбор талевого каната.

Исходные данные: проектная глубина бурения L – 2400 м; вес одного метра бурильных труб диаметром 114 мм q_бт – 233 Н/м; вес одного метра обсадных труб диаметром

146 мм q_от – 280 Н/м; вес талевой системы G =24.8 кН; оснастка талевой системы 4 –5.

Методические указания по выполнению задачи

определите вес бурильной колонны:

Q_бк = L ▪ q_бт

определите вес эксплуатационной колонны:

Q_эк = L ▪ q_от, кН

исходя из наибольшей нагрузки с учётом коэффициента запаса k = 1.5, определяется максимальная нагрузка на крюке

Q_макс = Q_наиб ▪ k, кН

определяется максимальное усилие в подвижной ветви талевого каната при движении крюка на подъём

βⁿ (β – 1)

P_пв = (Q_макс + G) ----------------- , кН

βⁿ - 1

где n - число рабочих струн, β = 1.02 – обратная величина КПД канатного шкива

определяется величина разрывного усилия R

R = P_пв ▪ k

где k = 3 - коэффициент запаса прочности

по таблице выбирается диаметр талевого каната .

задача 2

Расчётным путём определите усилие на концах тормозных лент, прочности тормозной ленты.

Исходные данные: усилие на подвижном конце талевого каната P_пк – 234 кН; диаметры: барабана – 0.7 м, тормозного шкива – 1.45 м; угол охвата тормозного шкива αμ– 290 град; коэф. динамичности k_д = 1.1; КПД тормозной системы η_т = 0.85

Методические указания по выполнению задачи

4. определите натяжение на подвижном конце талевого каната при торможении

k_д

P_пкт = P_пк ———

η_т

5. определите величину крутящего момента на барабане лебёдки при торможении

D_б

M = P_пкт ————;

2

6. определите натяжение на набегающем и сбегающем концах тормозной ленты

- на набегающем

e^μα

S_н = k F_т ——— е=2.72 – осн. натурального логарифма, μ= 0.45 коэф. трения

e^μα - 1 α – в радианах

M_б

F_т = ———

D_т

- на сбегающем

S_н

S_с = ————

e^μα - 1

Задача 3

определите значение фактические напряжения растяжения в опасном сечении тормозной ленты, сравнить с допускаемыми.

исходные данные: максимальное усилие на конце тормозной ленты S_н = 83 кН

Ширина тормозной ленты b, мм	Толщина тормозной ленты δ, мм	Число заклёпок в ряду, z	Диаметр отверстий под заклёпки d, мм
25	6	4	18

S_н

σ_р = ——— ; f = δb - z δd

2f

задача

Расчётным путём определите усилие на шток и шатун бурового насоса, крутящий момент и значение приводной мощности насоса.

Исходные данные:

Методические указания по выполнению задачи: давление нагнетания p_наг = 15 Мпа; диаметры поршня насоса D_п = 180 мм, штока d _ш = 70 мм; частота двойных ходов n = 66 в минуту; длина хода поршня S = 0.6м

1. определите усилия сжатия и растяжения на шток насоса

• усилие сжатия штока

P_сж = 0,785 p_наг D_п

• усилие растяжения штока

P_рас = 0,785 p_наг (D² _п – d² _ш);

2. определите усилия в шатуне

P_сж

P_шат = ————;

сos β_макс

3. определите максимальное окружное усилие на эксцентриковом валу приводной части

на одном кривошипе:

T_макс1 = P_сж sin (α ₁+β₁ ) α₁ = 240^о β₁ = 11^о 15¹

На другом кривошипе, сдвинутом на 90^о

T_макс2 = P_сж sin (α₂ +β₂ ) α₂ = 330^о β₂ = 6^о 27¹

Σ T = T_макс1 + T_макс2

определите значение максимального крутящего момента на эксцентриковом валу

M_{кр макс} = Σ T_макс ▪ r ; где r = S/2 значение эксцентриситета

определите значение приводной мощности

N_пр = M_{кр макс}ω / η_н

Задача 4