Модернизация крюкоблока буровой установки БУ 4500/270 ЭК-БМ

Анализ адаптер.doc

июня 2010 г. 9:37:36
Последнее изменение анализа:
июня 2010 г. 9:39:44
E:Дипломы 2010диплом крюкоблокинвентор адаптераадаптер.ipa
Программное обеспечение:
Autodesk Inventor Professional 2009
Модуль "Анализ напряжения" Autodesk Inventor Professional использован для имитации поведения механической детали в условиях нагрузки на конструкцию. Результаты представленные в данном отчете получены с помощью технологии ANSYS.
Не следует принимать или отклонять проект основанный исключительно на данных представленных в данном отчете. Проекты следует оценивать рассматривая информацию в соответствии с экспериментальными данными испытаний и практическим опытом инженеров-конструкторов и аналитиков. Качественный подход к техническому проектированию всегда предполагает физические испытания в качестве решающего средства обоснования конструктивной целостности с определенной погрешностью.
Геометрия и зацепление
Точность зацепления в данном анализе была определена с помощью параметра значимости. Для справки: при установке значения -100 создается грубое зацепление выдаются быстрые решения и сомнительные результаты. При установке значения +100 создается точное зацепление процесс поиска решения занимает больше времени и результаты получаются более точными. По умолчанию установлено нулевое значение значимости.
адаптер.ipt Статистика
Размеры ограничивающей рамки
Параметр значимости сетки
Размеры ограничивающей рамки представлены длинами в глобальной системе координат X Y и Z.
Следующее поведение материала предположительно для данного анализа:
Линейное - напряжение прямо пропорционально деформации.
Постоянное - все свойства термонезависимы.
Однородное - свойства неизменны на протяжении всего объема детали.
Изотропное - свойства материала одинаковы во всех направлениях.
Коэффициент Пуассона
Предел текучести при растяжении
Предел прочности при растяжении
Нагрузки и зависимости
Следующие нагрузки и зависимости действуют на отдельные области детали. Области были определены путем выбора поверхностей цилиндров ребер или вершин.
Описания нагрузок и зависимостей
Поверхностное усилие
Зависимость фиксации 1
Зависимость фиксации поверхности
Реакции зависимостей
Примечание: векторные данные соответствуют глобальным компонентам X Y и Z.
В таблице ниже приведены все структурные результаты полученные в ходе анализа. В следующем разделе представлены иллюстрации каждого результата нанесенного на поверхность детали.
Запас прочности рассчитан на основе теории прочности при максимальном эквивалентном напряжении пластичного материала. В качестве предельного напряжения указан предел текучести при растяжении материала.
Структурные результаты
Эквивалентное напряжение
Максимальное главное напряжение
Минимальное главное напряжение
Коэф. запаса прочности

Анализ барабан.doc

июня 2010 г. 0:21:18
Последнее изменение анализа:
июня 2010 г. 0:28:17
E:Дипломы 2010диплом крюкоблокинвентор адаптерабарабан.ipa
Программное обеспечение:
Autodesk Inventor Professional 2009
Модуль "Анализ напряжения" Autodesk Inventor Professional использован для имитации поведения механической детали в условиях нагрузки на конструкцию. Результаты представленные в данном отчете получены с помощью технологии ANSYS.
Не следует принимать или отклонять проект основанный исключительно на данных представленных в данном отчете. Проекты следует оценивать рассматривая информацию в соответствии с экспериментальными данными испытаний и практическим опытом инженеров-конструкторов и аналитиков. Качественный подход к техническому проектированию всегда предполагает физические испытания в качестве решающего средства обоснования конструктивной целостности с определенной погрешностью.
Геометрия и зацепление
Точность зацепления в данном анализе была определена с помощью параметра значимости. Для справки: при установке значения -100 создается грубое зацепление выдаются быстрые решения и сомнительные результаты. При установке значения +100 создается точное зацепление процесс поиска решения занимает больше времени и результаты получаются более точными. По умолчанию установлено нулевое значение значимости.
барабан.ipt Статистика
Размеры ограничивающей рамки
Параметр значимости сетки
Размеры ограничивающей рамки представлены длинами в глобальной системе координат X Y и Z.
Следующее поведение материала предположительно для данного анализа:
Линейное - напряжение прямо пропорционально деформации.
Постоянное - все свойства термонезависимы.
Однородное - свойства неизменны на протяжении всего объема детали.
Изотропное - свойства материала одинаковы во всех направлениях.
Коэффициент Пуассона
Предел текучести при растяжении
Предел прочности при растяжении
Нагрузки и зависимости
Следующие нагрузки и зависимости действуют на отдельные области детали. Области были определены путем выбора поверхностей цилиндров ребер или вершин.
Описания нагрузок и зависимостей
Поверхностное усилие
Идеальная опора поверхности
Реакции зависимостей
Примечание: векторные данные соответствуют глобальным компонентам X Y и Z.
В таблице ниже приведены все структурные результаты полученные в ходе анализа. В следующем разделе представлены иллюстрации каждого результата нанесенного на поверхность детали.
Запас прочности рассчитан на основе теории прочности при максимальном эквивалентном напряжении пластичного материала. В качестве предельного напряжения указан предел текучести при растяжении материала.
Структурные результаты
Эквивалентное напряжение
Максимальное главное напряжение
Минимальное главное напряжение
Коэф. запаса прочности

бежеде рамка1.doc

Безопасность и экологичность проекта
Проблема обеспечения безопасности в техносфере в ближайшее десятилетие приобретает особую актуальность в России в связи с массовым выходом в запредельный проектный ресурс большого парка энергетических химических транспортных и других систем и оборудования полная замена или модернизация которых требует значительных материальных и интеллектуальных затрат. Интенсивное развитие хозяйственной деятельности людей изменение структуры земной поверхности состава биосферы энергетического баланса деградация природных экосистем аварии и катастрофы на промышленных и оборонительных объектах явились разрушительным воздействием на окружающую среду и привели природу к состоянию кризиса грозящего экологическими катастрофами локального характера которые создают условия для катастроф планетарного масштаба.
Научно-технический процесс неизбежно приводит к увеличению действия антропогенного фактора на окружающую среду и с особой остротой требует разумного использования природных богатств. Поэтому перед человечеством встала задача рационального природопользования в сочетании с эффективным снижением отрицательного воздействия промышленного производства на окружающую природную среду - биосферу.
Целью проекта является уменьшение денежных затрат в результате простоты конструкции крюкоблока используемого при работе с СВП буровой установки БУ-4500.
Проектируемое устройство - система верхнего привода - является относительно новой разработкой позволившей объединить функции вертлюга и ротора некоторых технологических процессов. Отдельно расположенные ротор и вертлюг имеют много опасных открытых вращающихся частей. Использование СВП значительно повышает безопасность буровой бригады за счет того что единственным вращающимся элементом в зоне бурения на буровой площадке является гладкостенная бурильная свеча. В системе реализована надежная герметизация смазочных схем подвода бурового раствора что исключает их розлив и загрязнение окружающей среды. Мгновенное перекрытие буровой колонны при любой ее ориентации на мачте в режимах бурения и СПО с помощью двух встроенных пре-венторов являющихся предохранительными клапанами внутреннего открытия. Двигатели переменного тока не имеют угольных щеток следовательно исключается появление искр. СВП имеет только электрическую питающую линию состоящих из четырех кабелей: три силовых - на буровые двигатели и один - заземление.
Использование СВП приводит к увеличению подъема талевого блока что негативно сказывается на срок службы шкивов и талевого каната.
1 Недостатки базовой конструкции по обеспечению безопасности труда
В процессе бурения скважины и непосредственно эксплуатации верхнего привода а частности в результате обслуживания верхнего привода с балкона бурильщика возникает следующий ряд проблем:
верхвому рабочему необходимо обслуживать как СВП так и талевый блок который имеет высоту больше 2 м;
для обеспечения норм безопасности предлагается уменьшить высоту талевого блока почти на 15 м защет замены крюка на серьгу в процессе эксплуатации СВП.
Согласно ГОСТ «ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы» при работе противовыбросового оборудования возможны следующие физические опасные и вредные производственные факторы:
движущиеся машины и механизмы;
повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;
повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования материалов;
повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;
повышенное или пониженное барометрическое давление в рабочей зоне и его резкое изменение;
повышенная или пониженная влажность воздуха;
отсутствие или не достаток естественного света;
недостаточная освещенность рабочей зоны.
Проведен анализ опасных и вредных производственных факторов проектируемого технологического процесса.
Проектируемое изделие размещается на открытом воздухе что соответствует 1-й категории – на окрытом воздухе.
2Проектные решения по обеспечению безопасности труда на проектируемом оборудовании в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.003
К работе по обслуживанию СВП и крюкоблока допускаются лица не моложе 18 лет обученные профессии механик нефтяного оборудования слесарь бурового оборудования имеющего соответствующие удостоверение прошедшие медицинский осмотр инструктаж по технике безопасности стажировку и проверку знаний по технике безопасности.
Специфика работы буровых бригад заключается в том что они ведутся круглый год в любое время суток за исключением следующих погодных условий при которых запрещены все виды работ на буровой: -50°С; -40°С и скорости ветра 6 мс; -30 и скорости ветра 12 мс. Дополнительные перерывы для обогрева работающих приостановка работы на объектах осуществляется в зависимости от установленных для субъекта Российской Федерации предельных значений температуры (указанные выше) наружного воздуха и скорости ветра в данном климатическом районе.
В зимнее время площадки проходы для обслуживания СВП очищаются от снега и льда рабочее место должно содержаться в чистоте.
На рабочих местах а также в местах где возможно воздействие на человека вредных и (или) опасных производственных факторов выставляются предупредительные знаки и надписи. На рабочих местах помещаются инструкции по безопасности труда по профессиям и видам работ инструкции по пожарной безопасности эксплуатации оборудования агрегатов и т.п.
При получении во время работы травмы необходимо немедленно принять меры к оказанию первой медицинской помощи и сообщить о несчастном случае начальнику цеха или любому инженерно - техническому работнику сохранить обстановку при которой произошел несчастный случай если это не влечет за собой повторения несчастных случаев с другими. До начала производственных работ обслуживающий персоналу проверить и привести в порядок одежду средства индивидуальной защиты. Запрещается находиться в загазованной зоне в обуви со стальными гвоздями и подкладками.
При ремонте (профилактике) оборудования запрещается:
мыть детали бензином и керосином в неприспособленных помещениях разбрасывать использованные обтирочные материалы их следует собирать в специальные емкости а затем утилизировать;
пользоваться зубилами и молотками для открывания бочек с ГСМ так как при ударе возможно высекание искры и воспламенение горючего;
Проверить наличие и исправность инструмента его соответствие характеру выполняемой работы.
Оборудование инструмент и контрольно-измерительные приборы должны соответствовать требованиям «Положения о порядке разработки (проектирования) допуска к испытаниям изготовлению и выдачи разрешений на применение нового бурового нефтегазопромыслового геологоразведочного оборудования для магистрального трубопроводного транспорта и технологических процессов» утвержденных постановлением Госгортехнадзора России от 08.02.2000 №4 и «Требованиям безопасности к буровому оборудованию для нефтяной и газовой промышленности» утвержденным постановлением Госгортехнадзора России от 17.03.99 №19.
3 Санитарная характеристика выполняемых работ
В соответствии с СНиП 2.09.04-87 работники: диспетчер-оператор оператор слесарь-ремонтник оборудования и т.д. обеспечины в соответствии с типовыми нормами спецодеждой и средствами индивидуальной защиты.
3.1Санитарно-гигиенические требования к работе выполняемой на открытом пространстве
Буровая установка находиться в условиях крайнего севра и бурение скважины выполняется в трудных климатических условиях – в условиях арктического климатического пояса.
Арктический климатический пояс практически не пригоден для обитания человека по крайней мере не имеющего современного технического обеспечения и поэтому практически сразу выпадает из списка. Жизнь в арктическом поясе бурлит на суше только во время короткого лета и замирает на время долгой полярной ночи. Единственно где жизнь продолжается вне зависимости от времён года - это глубины океана. Исключение составляют хищники побережья - белые медведи для которых Арктика - родная стихия и которые основную свою добычу получают из вод моря-океана.
Охлаждение человека как общее так и локальное способствует изменению его двигательной активности нарушает координацию и способность выполнять точные операции; вызывает тормозные процессы в коре головного мозга способствует развитию патологии.
Во избежание локального охлаждения тела работников и уменьшения общих теплопотерь с поверхности тела их обеспечивают рукавицами обувью головными уборами имеющими соответствующую теплоизоляцию.
3.2 Освещение площадки буровой
Неудовлетворительное освещение рабочего места может явиться причиной несчастных случаев утомления органов зрения снижения производительности труда и ухудшения самочувствия работающих.
Рабочее место для эксплуатации СВП находится под открытым небом то есть в дневное время суток осуществляется естественное освещение. Так как СВП эксплуатируется круглосуточно необходимо обеспечить освещение рабочего места искусственным освещением в темное время суток.
Нормы освещенности ограничения слепящего действия светильников пульсаций освещенности и другие качественные показатели осветительных установок виды и системы освещения приниматься согласно требованиям СН и П 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» и СНиП 12-04-2002 «Строительные нормы и правила Российской Федерации» другим нормативным документам утвержденным или согласованным с Госстроем (Минстроем) РФ и министерствами и ведомствами Российской Федерации в установленном порядке.
Светильники выбираются в соответствии с требованиями норм пожарной безопасности НПБ 249-97 «Светильники. Требования пожарной безопасности. Методы испытаний».
Монтажно-демонтажные работы устройства выполняются при естественном освещении в дневное время суток. В случаи аварии работы могут проводиться в ночное время при искусственном освещении.
Светильники предназначенные для освещения площадки буровой установить вне рабочего места. Все светильники и их части устанавливаемые на оборудовании жестко закрепить на оборудовании чем защитить их от падения в результате воздействия вибраций и сотрясений.
Для осветительных сетей буровых установок применяют напряжение 220 В получаемое от трансформатора (038 - 022 кВ) от дизель - генератора при автономном приводе. В отдельных случаях цепи освещения буровой установки питаются от промысловой осветительной сети. Присоединение осветительной сети осуществляется через автоматический выключатель и магнитный пускатель; кнопку управления пускателей помещают так чтобы можно было отключить освещение при выбросах нефти и газа. Аварийное освещение для продолжения работы питается от трансформатора 220127 В; аварийное освещение для эвакуации людей - от аккумулятора. В качестве аварийного освещения на буровых установках могут применяться переносные электрические лампы напряжением 12 В. При монтаже электроосвещения запрещается подвешивать электрические провода на гвоздях пропускать их без трубок через сгораемые переборки зажимать дверями и окнами.
Для вышки высотой 45 м. предусматривается освещение только одних полатей второго помощника бурильщика однако если работа ведется с обоих полатей то вторые также оборудуют двумя светильниками.
Так как возможны газовые проявления устанавливают светильники в взрывозащищенном варианте.
Путь системы верхнего привода освещается светильниками (таблица 8) устанавливаемыми на лестничных площадках по высоте вышки под углом не менее 65 – 700 ногах вышки на высоте не менее 25 м. от пола полатей под углом не менее 500 с мощностью ламп накаливания не менее 300 Вт либо других видов ламп со световым потоком не менее 2800 лм.
Систему освещения вновь строящихся и реконструируемых объектов нефтяной и газовой промышленности следует проектировать руководствуясь «Отраслевыми нормами проектирования искусственного освещения предприятий нефтяной промышленности» ВСН-34-82 разработанными НИИ строительной физики Госстроя России ВНИИБТ при участии Самарского политехнического университета. При проектировании осветительной установки необходимо: выбрать систему освещения тип источника света норму освещенности тип светильников реазмещение светильников рассчитать освещенность в нужных точках уточнить резмещение и число светильников определить единичную мощность светильников и ламп.
Монтаж осветительных приборов на буровой происходит строго по проекту который должен быль согласован. Общие разположение осветительных приборов показан на рис.1.
Русунок 1 – Схема освещения буровой вышки БУ 4500270 ЭК-БМ:
Таблица 1 - Освещение площадки буровой
Наименование рабочего места
Размер объекта различения мм
Нормируемая освещенность при искусств освещении лк
Тип светильника марка мощность световой поток
Малая точность V разряд
ССО – В – 220 (100 Вт – 3600 лм)
3.3Защита от вибрации и шума
Предельно допустимые уровни звука и вибрации принимают согласно санитарным нормам шума и вибрации на рабочих местах ГОСТ 12.01.003 и ГОСТ 12.01.012.
В процессе эксплуатации системы верхнего привода и крюкоблока возникает такое вредное воздействие на организм человека как вибрация она относится к общей технологической (вибрация 3-й категории) на постоянном рабочем месте. Вибрация от СВП передаваемое на крюкоблок воспринимается направляющим монорельсом через каретку системы передается на распорную балку которая крепится к металлоконструкции вышки которая в свою очередь установлена на основании буровой тем самым вызывая вибрацию площадки буровой. Металлоконструкция вышки основание буровой с фундаментом воспринимает и гасит основную вибрацию за счет значительного преимущества в массе перед СВП крюкоблоком (основное назначение фундамента буровой установки воспринимать нагрузки от процессов бурения и эксплуатации бурового оборудования и гасить вибрацию) но полностью не исключает возможного вредного влияния вибрации. Поэтому предусмотрены: в процессе эксплуатации: установка рабочего места бурильщика (площадку) на виброизоляторы средства индивидуальной защиты персонала как специальная обувь подметки; в процессе изготовления: высокая точность изготовления вращающихся деталей их статическая и динамическая балансировка. Своевременный ремонт замена проверка креплений жесткости соединений деталей и узлов позволит свести к возможному минимуму вредное проявление вибрации.
В СВП много трущихся деталей несколько электродвигателей которые являются источниками появление шума. Для снижения уровня шума в системе верхнего привода все исполнительные механизмы помещены либо в корпус либо в кожухи что обеспечивает звукоизоляцию источника шума. Квалифицированный персонал осуществляющий сборку и техническое обслуживание СВП также позволит снизить уровень шума за счет оптимальной подгонки трущихся деталей соединений своевременно осуществляемого ремонта и замены износившихся деталей и узлов. Крюкоблок иметь в скоей конструкции подшипниковые узлы которые снижают уровень вибрации возникабщий в процессе эксплуатации. Также предусмотрены средства индивидуальной защиты органов слуха от шума такие как противошумные наушники. Эти методы должны свести к минимуму вредное воздействия шума на организм человека.
5 Обеспечение взрывопожарной и пожарной безопасности
Согласно «Правилам пожарной безопасности в нефтяной промышленности» каждая скважина при эксплуатации насосами ЭЦН обеспечивается первичными средствами пожаротушения.
В системе верхнего привода горючие материалы не используются. Но его эксплуатация связана с возможным нефтегазопроявлением. Категория опасности по НПБ 105-03 по пожарной опасности: АН соответственно горизонтальный размер зоны ограничивающей газопаровоздушные смеси с концентрацией горючего выше нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР) превышает 30 м (данный критерий применяется только для горючих газов и паров) иили расчетное избыточное давление при сгорании газо- паро- или пылевоздушной смеси на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 5 кПа. Пожароопасная зона класса П - III.
Таблица 2 - Перечень первичных средств пожаротушения
Пожарный ручной инструмент (топор багор лом) компл.
с песком вме-сти-мос-тью
Войлок асбестовое полотно кошма размером бдух 2 м2 шт.
вместимостью 250 л шт.
Стационарная Ь. у. с
Класс взрывоопасной зоны В - 1 а по ПУЭ класс взрывоопасное в соответствии с РД 08 - 200 - 98 - зона 1.
Весь пожарный инвентарь должен быть окрашен в красный цвет. Комплект пожарного ручного инструмента размещают на щите который вывешивают на видных и доступных местах.
Утилизировать отработанное масло предотвращать их попадание в почву и водоемы.
6 Экологичность проекта
Осуществление промышленной деятельности с воздействием на окружающую среду регламентируется законами: "Об охране окружающей природной среды" "О недрах" "О континентальном шельфе Российской федерации" "Об отходах производства и потребления". Согласно этим законам на буровой установке запрещается:
сливать использованный буровой раствор в открытые водные бассейны и непосредственно на почву;
загрязнение почвы горюче-смазочными материалами и слив их непосредственно на почву в случае попадания на покрытия площадок их собирают в отстойниках - ловушках а затем сжигают в специальных установках.
Загрязнение атмосферного воздуха непосредственно системой верхнего привода не происходит. Попадание горюче-смазочных материалов и бурового раствора исключено за счет полной герметизации автономной гидравлической системы. За счет исключения попадания пыли и грязи в систему из вне существенно увеличивается период использования смазочных материалов. Отработанные смазочные материалы сливают в металлические емкости и утилизируются.
Для исключения нефтегазоводопроявлений и выбросов система верхнего привода имеет два встроенных превентора которые являются предохранительными клапанами внутреннего открытия. Верхний клапан управляемый дистанционно с пульта управления буровика и нижний клапан ручного управления составляю систему противовыбросового контроля скважины. Оба клапана имеют стандартные соединения 168 мм штуцер (муфта) с правой резьбой и рассчитаны на номинальное давление 102 МПа.
Обеспечить буровую установку знаками безопасности и первичными средствами пожаротушения звуковой системой оповещения о возникновении пожара.
Для привода ствола ротора применены два асинхронных двигателя переменного тока с возможностью как совместного так и отдельного введения их в работу. Такое средство получило название резервирование применение которого позволяет повысить уровень надежности всего механизма и в частности снизить затраты потребления электроэнергии за счет использования только одного двигателя то есть количество затраченной электроэнергии будет зависеть от требуемой мощности от электродвигателей либо от одного (400 кВтч) либо суммарно от обоих (800 кВтч).
В процессе бурения скважины возникают отходы в виде бурового шлама. Буровой шлам обезвоживается на установках БФК из него выводиться химические реагенты которые впоследствии используються в дальнейшем для бурения скважин. Твердые отходы вывозяться на полигон где складываються для дальнейшей переработки. В планах переработки твердых отходов бурения заключается выжигание активных химических реагентов оставшихся в шламе а сам шлам используеться для строительства автодорог.
Список использованных источников
Гульянц Г. М. Противовыбросовое оборудование скважин Г. М. Гульянц. - М: Недра 1991.-293 с.
Горбунова Л. Н. Безопасность и экологичность проекта: метод указания по преддипломной практике и дипломному проектированию для студентов укрупненной группы направления подготовки специалистов Л. Н. Горбунова. - Красноярск: ИПЦ КГТУ 2006. - 28 с.
Русак О. Н. Безопасность жизнедеятельности в техносфере: учеб. пособие О. Н. Русак В. Я. Кондрасенко. - Красноярск: ИПЦ КГТУ 2001. -431с.
СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. М.: Госстрой 1995.
СанПиН 2.2.4.548-96. Оптимальные и допустимые нормы в зависимости от периода года (холодный теплый) и категории работ по уровню энергозатрат. М.: Госстрой 1996.
НПБ 249-97. Светильники. Требования пожарной безопасности. Методы испытаний. М.: Госстрой 1997.
СТП КГТУ 01-05. Общие требования к оформлению текстовых и графических студенческих работ. Текстовые материалы и иллюстрации. -Красноярск: ИПЦ КГТУ 2005 - 58 с.

шайба стопорная А4.cdw

Острые кромки скруглить R = 0.5 мм.
Неуказанные предельные отклонения размеров поверхностей :
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.00.17
Сталь 09Г2С ГОСТ 19281-89

Спецификация тал блок.spw

СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.00.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.08.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.12.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.15.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.16.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.00.001
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.00.003
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.00.005
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.00.006
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.00.009
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.00.010
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.00.011
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.00.013
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.00.014
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 10.00.017
Болт 3М12-6gх34(S18)

Блок.cdw

Профиль жолоба принимается по шаблону
допустимое отклонение
Заусенцы и острые кромки не допускаются;
Твердость НВ 269-207. профиль жолоба калить ТВЧ HRC
Неуказанные радиусы скруглений 3 мм мах.
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.00.002

Расчет элемента адаптера.doc

Расчет элемента адаптера
Проведем проверочный расчет элемента адаптера на котором крепиться штроп СВП и передается основная масса бурильной колонны в месте крепления адаптера к талевому блоку нагрузка будет распологаться равномерно на 4 составляющих.
Для этой цели построим расчетную схему и зададим нагрузки.
Рисунок - Расчетная схема
Дано: Q = 2838 КН [] = 153 МПа Т=460МПа для стали 35Л n=3.
Рассмотрим схему нагружения и составим уравнения равновесия системы:
МА=0: Q·0193-RВУ·0386=0.
гдеRАХ – реакция в опоре А;
RВУ – реакция в опоре В;
Q – нагрузка от веса бурильной колонны и СВП.
Решим уравнения равновесия:
RВУ=(2838·103·0193)0386= 1419 К·Н
RАУ=Q-RВУ=2838·103-1419=1419 К·Н.
Чтобы найти наиболее опасное сечение необходимо найти поперечные силы и изгибающий момент по участкам.
Рисунок - Схема нагружения
QII=RAY-Q=1419-2838=-1419 К·H
Построим эпюру поперечных сил и изгибающих моментов.
Рисунок - Эпюра нагружения пальца
По эпюре изгибающих моментов найдем наиболее опасное сечение и для него определим момент сопротивления (W) и определим поперечное сечение.
гдеn-коэффициент использования = 2.
Определим момент Wх по формуле:
Рассматривая конструкцию адаптера мы пришли к выводу что необходимо использовать сечение 140х180 мм это еще выбрано и конструктивно.

Вышка ВО.cdw

оборудованная маршевыми
лестницами и эвакуатором для верхового рабочего
Полезная высота буровой вышки
Номинальная длина свечи
Допускаемая скорость ветра
- (ветровые районы Iа
III СНИП 2. 01. 07-85 Приложение 4) _
- в рабочем состоянии при нагрузке до 270 т 20
- в нерабочем состоянии (с установленной на подсвечниках бурильной колонной) 25
Статическая грузоподъемность
Максимальная скорость вращения ствола
Максимальное давление прокачиваемой жидкости
Стояк манифольда 0140х12 одинарный
Основание блочное разборное
Отметка пола буровой от уровня земли
Суммарная площадь подсвечников
Расстояние от уровня земли до низа подроторных балок
(просвет для установки превенторов)
обеспечиваемый при съезде со скважины на кусте
Диаметр бурильных труб
Диаметр талевого каната
Скорость подъема крюка
Обеспечиваемый метод бурения скважин - кустовой
Средства механизации:
Автоматический буровой ключ АКБ-ЗМ2
Вспомогательная лебедка двухбарабанная двухскоростная
грузоподъемностью 50 к;
Консольно-поворотный кран грузоподъемностью 3 тонны
Регулятор подачи долота (функции регулятора подачи долота выполняет тормоз ТЭП-45)
Приспособления для выброса труб с буровой площадки на мостки
Таль электрическая грузоподъемностью 20 кН;
грузоподъемностью 10 кН
Приспособление для подвески блока превенторов; пневмораскрепитель
Приспособление для аварийной эвакуации верхового рабочего
Механизм для подачи труб на приемный мост
Механизм открывания ворот
Приспособление для установки квадрата с вертлюгом в шурф
Механизм загрузки химреагентов в модуле приготовления
Система контроля процесса бурения - компьютеризированный комплекс СГТ-микро
Передвижение блоков и модулей на кусте в эшелоне гидравлическими толкателями на колесных
тележках по рельсовым направляющим опорам
Транспортировка буровой установки между кустами осуществляется модулями на: полуприцепах
ЧМЗАП-9906П; передвижной платформе; трубовозе типа "Урал-375"; других
транспортных средствах
соответствующих массе и габаритам модуля. Отдельные узлы перевозятся
на универсальном транспорте
Металлоконструкции для СВП
Блок приготовления бурового раствора
Блок буровых насосов
Устройство аварийного спуска верхового
Рельсовые направляющие
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 01.00.000
Технические характеристики:
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 01.01.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 01.05.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 01.06.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 01.07.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 01.02.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 01.03.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 01.04.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 01.08.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 01.09.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 01.10.000

Кенрик ВО.cdw

СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 04.00.000 ВО
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 04.01.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 04.02.000
Усилитель крутящего момента
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 04.03.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 04.04.000
Насос системы смазки
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 04.05.000
Блокировка штропоблока ручная
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 04.06.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 04.07.000
КШЦ (Клапан шаровый центральный)
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 04.08.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 04.09.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 0412.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 04.13.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 04.14.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 04.15.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 04.11.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 04.10.000
Гидравлический распределитель
Крепление СВП к направляющим
Нижний зажимной ключ
Основной двигатель и редуктор
Статическая грузоподъемность
Максимальный крутящий момент при раскреплении
Максимальный крутящий момент электродвигателя
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 04.00.000
Технические характеристики:

отзыв трубин.doc

Федеральное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
дипломном проекте (работе) выпускной работе
магистерской диссертации
(дипломный проект выпускная работа магистерская диссертация)
(наименование организации отдела)
дипломном проекте (работе) выпускной работе магистерской диссертации

Палец.cdw

Неуказанные предельные отклонения размеров поверхностей:
Неуказанные радиусы скругления 2 мм.
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.16.005
Сталь 09Г2С ГОСТ 19281-89

патент 2 (А2).cdw

ПАТЕНТНО - ИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБЗОР
Авторское свидетельство № 2335449 С1
Авторское свидетельство № 2335450 С1

крюк.cdw

СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 03.00.000 ВО
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 03.01.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 03.03.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 03.06.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-042167 03.10.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-042167 03.13.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 03.00.002
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 03.00.004
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 03.00.005
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 03.00.007
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 03.00.008
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 03.00.011
Подшипник ГОСТ Р 52545.1-2006
Все болты и гайки должны быть надежно затянуты
зашплинтованы или законтрены.
Проверку технического состояния крюка производить
перед началом каждой смены.
Зев крюка закрывается защелкой с пружинным
Время срабатывания гидроамортизатора
Усилие сжатия пружин
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 03.00.000
Технические требования:
Технические характеристики:

Гайка А4.cdw

Неуказанные предельные отклонения размеров поверхностей:
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.16.004
Сталь 09Г2С ГОСТ 19281-89

палец расчет момент.cdw

10.doc

Перенос места установки датчика веса с неподвижной струны каната в устройство для крепления ее позволяет ускорить смену и перепуск каната за счет устранения операций связанных со снятием и установкой датчика веса (выполняемых в случае его расположения на неподвижной струне).
Техническая характеристика устройств для крепления неподвижной струны талевого каната используемых в отечественных буровых установках приведена в табл. 1Х.4.
§ 7 ОСНАСТКА ТАЛЕВЫХ МЕХАНИЗМОВ
Правильный выбор кратности и схемы оснастки талевого механизма имеет важное значение От кратности оснастки зависят диаметр и длина используемого каната кинематика и нагружен-ность всей подъемной части бурового комплекса включающей талевый механизм буровую лебедку и ее привод С увеличением кратности оснастки уменьшаются усилия в струнах каната и пропорционально возрастает длина каната необходимая для подъема талевого блока на заданную высоту При снижении усилий в струнах каната можно уменьшить его диаметр и соответственно диаметры барабана лебедки и шкивов талевого блока и кронблока

3.doc

схемой оснастки талевого механизма обеспечивающей возможность перемещения талевого блока вдоль свечи при использовании комплекса АСП для механизированной расстановки свечей. Число шкивов и грузоподъемность кронблоков выбирают в зависимости от допускаемой нагрузки на крюке
На рис. IX 2 приведена типовая конструкция кронблока с со-осным расположением шкивов. На сварной раме в разъемных опорах 2 и 5 установлены две секции 4 и 7 шкивов Рама сварена из продольных и поперечных балок изготовленных из проката высокого качества Оси в опорах предохраняются от провертывания дюбелями 6 Подвесной блок 3 используется для вспомогательных работ
Каждая секция (рис. IX.3) состоит из оси на которой установлены шкивы 4 вращающиеся на подшипниках качения 2. В зависимости от грузоподъемности кронблока шкивы устанав-

9.doc

Крюки и другие специальные подвески присоединяемые к талевому блоку предназначены для
подвешивания вертлюга и бурильной колонны при бурении скважины;
подвешивания с помощью штропов и элеватора колонн бурильных и обсадных труб при спуско-подъемных операциях;
подвешивания и перемещения на площадке буровых тяжелого оборудования при монтажно-демонтажных работах и инструмента при бурении скважины
Крюки используются при ручной расстановке свечей При работе с комплексом АСП крюки заменяются специальными подвесками В современных буровых установках применяются трех-рогие крюки отличающиеся грузоподъемностью Конструкции буровых крюков существенных различий не имеют
Крюк (рис IX 9) состоит из литого корпуса 9 и собственно крюка 12 В трехрогих крюках основной рог 1 используется для подвешивания вертлюга а два боковых рога 13 — для штропов элеватора Корпус соединяется с крюком при помощи ствола 11 установленного в полом стакане 10 на пружинах 6 затянутых гайкой 5 Стакан опирается на упорный шариковый подшипник 7 и может поворачиваться относительно корпуса Гайка ствола имеет продольные пазы под направляющие планки приваренные к верхнему торцу стакана Благодаря этому вместе со стаканом поворачивается ствол с крюком что позволяет предохранить талевый канат от закручивания при поворачивании крюка
В процессе бурения крюк относительно корпуса фиксируется стопором 4 вмонтированным в полухомуты стопорного устройства 3 неподвижно закрепленного в наружной кольцевой проточке нижней части стакана От самоотвинчивания ствол предохраняется стопорной планкой 14 установленной в радиальных пазах ствола Пружина 6 состоит из двух секций и работает на сжатие Ход пружины и ее грузоподъемность при выбранном ходе обеспечивают необходимый при отвинчивании лриподъем свечи на высоту замковой резьбы При нагрузках превышающих вес одной свечи пружина сжимается до упора торцов гайки и стакана В крюках КТБ-4-140Бр вместо ствола используются безрезьбовые подвески
Собственно крюки изготовляются литыми из высокопрочных стальных отливок либо пластинчатыми из легированной термически обработанной листовой стали Пластинчатые крюки впервые были использованы в буровых установках Уралмашзавдда Пластины крюка соединяются заклепками с потайными головками В зеве крюка устанавливается фасонный вкладыш из

5.doc

В талевом блоке число шкивов на единицу меньше чем в парном с ним кронблоке. В отличие от кронблока талевый блок не испытывает нагрузок от натяжений ходовой и неподвижной струн каната поэтому грузоподъемность его меньше чем кронблока.талевого блока должна быть достаточной для обеспечения необходимой скорости его спуска в связи с чем талевые блоки обычно массивнее кронблока хотя число шкивов и грузоподъемность последних больше. Талевые блоки изготовляют одно- и двухсекционными. Они предназначены соответственно для ручной расстановки свечей и для работы с комплексом АСП. Двухсекционные талевые блоки при необходимости могут быть использованы для ручной расстановки свечей.
О дно секционный талевый блок (рис. IX.5) состоит из двух щек с приваренными накладками 2 изготовленными из стального листа. Щеки соединяемые траверсой и двумя болтовыми стяжками 4 образуют раму талевого блока. Между траверсой и стяжками в щеках имеется расточка для оси 6 шкивов. Ось крепится в щеках двумя гайками 12 предохраняемыми от отвинчи-

8.doc

менного износа профиль канавки шкивов должен обеспечить беспрепятственное набегание и сбегание каната. Касание каната стенок канавки шкива сопровождается трением обусловленным разностью линейных скоростей каната и контактирующих с ним боковых стенок канавки.
Для нормальной работы каната угол а развала стенок канавки должен быть больше угла у отклонения каната от плоскости вращения шки.ва (рис. 1Х.7). Отклонение рабочих струн талевого каната от плоскости вращения шкивов обусловлено оснасткой талевой системы и смещением свободно подвешенного талевого блока относительно кронблока вследствие разницы в числе шкивов установленных на талевом блоке и кронблоке. Углы отклонения рабочих струн каната от плоскости вращения шкивов увеличиваются по мере подъема талевого блока и достигают максимальной величины в крайнем верхнем положении талевого блока.
Ходовая струна отклоняется от плоскости вращения шкива в результате перемещения каната вдоль барабана лебедки. Максимальный угол отклонения ходовой струны определяется длиной барабана и расстоянием между осями барабана и кронблока. Угол отклонения неподвижной струны остается неизменным и зависит от положения механизма для крепления каната относительно неподвижного шкива кронблока.
Опыт эксплуатации показывает что угол развала стенок канавки а рекомендуемый в общепринятых нормах не удовлетворяет условиям работы талевых канатов. Боковые стенки канавки шкивов изготовленные по этим нормам интенсивно изнашиваются из-за недостаточного угла развала. В связи с этим шкивы

7.doc

Шкивы кронблоков и талевых блоков имеют одинаковую конструкцию и размеры. Диаметр шкива профиль и размеры канавки существенно влияют на срок службы и расход талевых канатов. Усталостная долговечность каната возрастает с увеличением диаметра шкивов так как при этом уменьшаются повторно-переменные напряжения возникающие в канате при огибании - шкивов. В буровых установках диаметры шкивов ограничиваются габаритами вышки и удобством работ связанных с выносом свечей на подсвечник. На основе изучения отечественного и зарубежного опыта конструирования и эксплуатации буровых установок установлено что оптимальное значение диаметра шкива определяется из' условия

ТАЛЕВЫЙ МЕХАНИЗМ 1.doc

Талевый механизм или талевая система — грузонесущая часть буровой установки — представляет собой полиспаст состоящий из кронблока и талевого блока огибаемых стальным канатом. Талевый блок снабжен крюком или автоматическим элеватором для подвешивания бурильной колонны и обсадных труб. Нагрузка подвешенного груза распределяется между рабочими струнами каната число которых определяется числом шкивов талевого блока и кронблока. Талевая система позволяет уменьшить усилие в канате от веса поднимаемого груза. За счет этого пропорционально увеличивается длина каната наматываемого на барабан при подъеме груза на заданную высоту.
Оснастка талевой системы буровых установок характеризуется тем что оба конца талевого каната сбегают с кронблока один из которых крепится к барабану буровой лебедки и называется ходовым или тяговым а второй (неподвижный) — к специальному устройству на металлическом основании вышечного блока. При наматывании каната на барабан талевый блок с крюком подтягивается к неподвижному кронблоку. При спуске талевого блока канат разматывается с барабана вращающегося в обратном направлении под действием веса талевого блока крюка и подвешенной колонны труб. Неподвижная струна талевого каната используется для установки специальных датчиков измеряющих нагрузку на крюке.
Рабочие струны талевого каната располагаются между шкивами кронблока и талевого блока и в отличие от ходовой и неподвижной изменяют свою длину при подъеме и спуске крюка. Отношение числа рабочих струн каната к числу ходовых струн. идущих на лебедку называют кратностью оснастки. Буровые лебедки связаны с талевым блоком и кронблоком одной ходовой струной и поэтому кратность оснастки талевой системы буровых установок равна числу рабочих струн каната. Так как второй конец талевого каната неподвижный и поэтому нерабочий кратность оснастки талевой системы буровых установок независимо от числа шкивов талевого блока и кронблока является четным числом равным удвоенному числу шкивов талевого блока;

2.doc

В двухбарабанных лебедках используемых для неглубокого разведочного бурения оба конца каната являются ходовыми. В этом случае соответственно числу ходовых струн кратность оснастки в 2 раза меньше числа рабочих струн.
Талевые механизмы монтируются на вышке буровых установок и имеют следующие характерные особенности:
талевый блок с крюком располагаются над устьем скважины в свободно подвешенном состоянии и перемещаются в вертикальном направлении строго по оси скважины;
высота подъема крюка ограничивается высотой вышки и безопасностью спуско-подъемных операций;
диаметры шкивов и габариты других грузонесущих органов выбирают с учетом поперечных размеров буровой вышки;
в целях контроля действующих нагрузок и поддержания в про
цессе бурения заданной осевой нагрузки на долото талевые ме
ханизмы оборудуются датчиками и контрольно-измерительными
действующие нагрузки и скорости спуско-подъемных операций изменяются в широком диапазоне в зависимости от глубины скважины и длины колонны труб.
Кронблоки устанавливают на наголовнике буровых вышек. Они являются неподвижной частью талевого механизма. Конструкции кронблоков зависят от типа используемых вышек и различаются по числу шкивов грузоподъемности и конструктивной схеме.
Шкивы кронблока вращаются на неподвижных осях расположенных соосно (рис. 1Х.1абв) либо несоосно (рис. 1Х1гд). При несоосной схеме ось шкива используемого для ходовой струны талевого каната располагается перпендикулярно к осям остальных шкивов. Несоосное расположение шкивов обусловлено
ау у уМу у! *у у уу у у'[у у у уу у у

4.doc

ЛИВЙЮ1 Пи ДР^Л ршишиишл «ши^ чм~^~..
ческими роликами Последние имеют общее наружное кольцо и два внутренних Между подшипниками соседних шкивов на оси имеются распорные кольца 7 благодаря которым исключается трение ступиц смежных шкивов вращающихся с различной ча стотой Между наружными кольцами роликоподшипников в сту лицах шкивов устанавливаются разрезные пружинные кольца 3 а на оси'—распорные кольца 5 с проточкой и отверстиями для выхода смазки к подшипникам Через масленки 11 продольные 8 и радиальные 6 отверстия в оси смазка подается ручным насосом в полость между кольцами 3 и 5 подшипников шкива
Для сохранения смазки и защиты подшипников от загрязнения используются фланцевые крышки 9 закрепленные на ступицах шкивов В других конструкциях для этого используются лабиринтные уплотнения состоящие из колец запрессованных в ступицу и входящих в кольцевой паз ступицы соседнего шкива Осевые зазоры подшипников регулируются гайкой 12 предохраняемой от отвертывания винтом 10 либо стопорной шайбой
Шкивы и подшипники кронблоков изнашиваются неравно-

6.doc

вания стопорной планкой 7. Шкивы 9 на оси талевого блока устанавливаются на подшипниках качения 8 подобно шкивам крон-блока. Для предотвращения выскакивания каната из канавки шкивов на стяжках 4 закреплен нижний кожух 3. С наружной стороны шкивы закрываются кожухами 10 с прорезями в верхней части предназначенными для выхода каната.
Кожухи талевого блока изготовляются из листовой стали либо литыми. Предпочтительнее литые кожухи обладающие большей массой благодаря которой возрастает скорость спуска незагруженного талевого блока. На нижних вытянутых концах имеются отверстия для осей соединяющих талевый блок непосредственно с корпусом крюка. Для соединения с крюками имеющими штролы талевые блоки снабжаются серьгой которая находится в отверстиях кронштейнов приваренных к нижним концам щек. Серьга талевого блока заводится под штроп крюка и крепится в отверстиях кронштейнов при помощи пальцев. Подшипники смазываются пружинными масленками через отверстия 5 в оси шкивов талевого блока.
Двухсекционный талевый блок (рис. 1Х.6) состоит из трех-блочной 2 и двухблочной 5 секций соединенных желобом 3 который направляет талевый блок при его перемещении вдоль свечи. Для расстановки свечей на два подсвечника расположенных у противоположных граней буровой вышки вместо желоба используется поворотная муфта. Установка шкивов на осях крепление осей в щеках каждой секции смазка подшипников и их предохранение от загрязнения а также кожухи 10 шкивов выполнены по аналогии с ранее рассмотренными конструкциями кронблоков и талевых блоков.
В щеках секций талевого блока установлены две параллельные оси 6 для подвески траверсы 7. Одновременно оси 6 служат для жесткого соединения секций талевого блока. В траверсе установлен стакан 14 на упорном шарикоподшипнике 13. К стакану на двух валиках 8 подвешена скоба-подвеска 9 с проушинами для штропов автоматического элеватора используемого в комплексе АСП. При ручной расстановке свечей в проушины скобы 9 подвешиваются петлевые штропы для работы с обычными элеваторами. В процессе бурения скоба используется для подвески вертлюга. Положение скобы фиксируется замком 12.
В отличие от талевых блоков используемых для ручной расстановки свечей в рассматриваемой конструкции имеются дополнительный кожух ) для защиты от возможных ударов и резиновый буфер 4 на который при подъеме талевого блока ложится центратор комплекса АСП. В других конструкциях двухсекционных талевых блоков щеки каждой секции соединяются осями на которых устанавливаются специальные подвески с проушинами для штропов автоматического элеватора или трехрогого крюка (У4-300 УТБА-6-400).
Техническая характеристика талевых блоков приведена в табл. 1Х.2.

Экономическая часть трубин.doc

7 Экономическая часть
1 Общая характеристика проектируемого объекта
В дипломном проекте рассматривается модернизация крюкюблока. Основой модернизации является замены крюка на адаптер что позволяет сократить затраты на процесс изготовления крюка и его обслуживание. В процессе спускоподъемных операций с использованием СВП уменьшилось расстояние между кронблоком и талевым блоком. Уменьшение расстояния между кронблоком и талевым блоком приводит к выходу из строя бурового оборудования в виде разрушения подшипниковых опор так и преждевременному износу талевого каната и шкивов. В результате модернизации мы увеличиваем расстояние между кронблоком и талевым блоком на 1 5 метра.
В результате экономического расчета определим затраты на изготовление модернизации.
2 Расчет затрат на проведение модернизации
Для проведения модернизации потребуются следующие финансовые вложения:
Затраты на приобретение материалов для изготовления определим по формуле
гдеЗтр – затраты на приобретение руб.;
1 Закажем и приобретем непосредственно адаптер из Стали 35Л. Средняя стоимость отливки с обработкой составляет 66 руб. за кг.
2 Приобретение пальца из стали Ст09Г2С ГОСТ 2590-88. Сумму затрат определим по формуле (33)
3 Приобретение гайки из стали Ст09Г2С ГОСТ 2590-88. Сумму затрат определим по формуле (33)
4 Приобретение стопорной шайбы Ст09Г2С ГОСТ 2590-88. Сумму затрат определим по формуле (33)
Затраты на транспортировку
где - затраты на транспортировку руб.;
- норматив на транспортировку %.
Заработная плата рабочих сборки и монтажа талевого блока.
1Основная заработная плата слесаря 4 разряда.
где - основная заработная плата слесаря 4 разряда руб.;
- часовая тарифная ставка рубч;
– время работы слесаря ч;
n – количество рабочих чел.
2Дополнительная заработная плата слесаря 4 разряда.
где - дополнительная заработная плата слесаря 4 разряда руб.;
- основная заработная плата слесапя 4 разряда руб.;
- норматив дополнительной заработной платы %.
3 Так как работа по обслуживанию талевого блока проводится в экстремальных природно-климатических условиях Севера то согласно Трудовому кодексу РФ закону "О государственных гарантиях и компенсациях для лиц работающих и проживающих в районах Крайнего Севера и приравненных к ним местностях" и ряду других законодательных актов для таких граждан предусматриваются особые меры возмещения дополнительных материальных и физиологических затрат то есть увеличение размера выплат на соответствующий коэффициент.
гдеЗсев – дополнительные выплаты газоэлектросварщику 4 разряда учитывающие работу в условиях Севера руб.;
Зо - основная заработная плата газоэлектросварщика 4 разряда руб.;
Зд - дополнительная заработная плата газоэлектросварщика 4 разряда руб.;
kр – размер районного коэффициента;
kс - размер северного коэффициента.
Отчисления страховых взносов во внебюджетные фонды:
где - отчисления страховых взносов во внебюджетные фонды руб.;
- основная заработная плата газоэлектросварщика 4 разряда руб.;
- дополнительная заработная плата газоэлектросварщика 4 разряда руб.;
- норматив страховых взносов во внебюджетные фонды %.
Отчисления в бюджет за использование воды для работы системы гидроразмыва осадка.
Водозабор для работы системы предприятие производит из реки Енисей и близлежащих водоемов. В соответствии с Налоговым кодексом РФ организации осуществляющие водопользование на территории РФ облагаются водным налогом. При заборе воды налоговая база определяется как объем воды забранной из водного объекта за налоговый период (квартал).
где – отчисления в бюджет за использование воды для работы системы гидроразмыва осадка руб.;
Vв – объем воды за квартал забранной из водного объекта для работы системы гидроразмыва осадка м3;
ав – налоговая ставка за 1 м3 воды забранной из поверхностных водных объектов;
n – количество кварталов в году в течение которых происходит водозабор для работы системы гидроразмыва осадка.
Затраты на потребление электроэнергии перекачивающим оборудованием.
Для непрерывной подачи воды на буровую площадку используются различные насосы. После модернизации сепаратора объем перекачиваемой воды увеличивается что приводит к увеличению количества потребляемой насосами электроэнергии.
где - затраты на потребление электроэнергии перекачивающим оборудованием р.;
Р – объем дополнительной электроэнергии потребляемой насосами МВт;
аэ – тариф на электроэнергию.
tэ – продолжительность работы насосов в режиме увеличенных нагрузок в сутки ч.
Общие затраты на модернизацию сепаратора представим в виде таблицы.
Таблица 1 – Калькуляция затрат на модернизацию сепаратора
труба ЧШГ D 100 мм l = 6000 мм Ст09Г2С
инжекционное сопло D 10 мм Ст09Г2С
лист l = 6000 мм Ст09Г2С ГОСТ 2590-88
фланец D 100 мм Ст09Г2С ГОСТ 2590-88
Затраты на транспортировку системы гидроразмыва осадка
Заработная плата газоэлектросварщику 4 разряда всего:
основная заработная плата
дополнительная заработная плата
дополнительные выплаты учитывающие работу в условиях Севера
Отчисления страховых взносов во внебюджетные фонды
Отчисления в бюджет за использование воды
Затраты потребление электроэнергии перекачивающим оборудованием
Стоимость базового сепаратора составляет 450000 руб. Стоимость сепаратора с учетом затрат на модернизацию составит руб.
где Спм - стоимость сепаратора после модернизации руб.;
Цб - цена базового сепаратора руб.;
Зм – затраты на модернизацию сепаратора руб.
3 Расчет затрат на обслуживание сепаратора до модернизации
Рассмотрим затраты на обслуживание сепаратора до модернизации.
Так как в сепараторе не предусмотрена постоянная очистка механические примеси скапливаются слоем на днище сепаратора что затрудняет его промывку и требует остановку аппарата применение ингибиторов очистки. Для предотвращения простоя оборудования работающего на буровой площадке предусмотрена покупка второго сепаратора.
Для обслуживания сепаратора до модернизации потребуются следующие финансовые вложения:
Затраты на приобретение материалов для очистки сепаратора.
1 Приобретение емкости для слива нефтепродуктов из сепаратора V = 100 м3 по цене 100000 руб.
2 Приобретение 1 кг ингибитора СП-В-10-0 по цене 317 руб.кг.
3 Приобретение дополнительного сепаратора горизонтального по цене 450000 руб.
Затраты на транспортировку (определим аналогично по формуле (34)).
1. Емкость для слива нефтепродуктов из сепаратора:
2.Ингибитор СП-В-10-0:
3.Сепаратор горизонтальный:
Заработная плата рабочих по очистке сепаратора.
2.Основная заработная плата рабочих по очистке сепаратора руб.
где - основная заработная плата рабочих по очистке сепаратора руб.;
- часовая тарифная ставка руб.ч.;
– время работы рабочего по очистке сепаратора ч.;
– количество рабочих чел.
3.Дополнительную заработную плату рабочих по очистке сепаратора определим по формуле (36) руб.
4.Выплаты за работу в условиях Севера определим по формуле (37).
Отчисления страховых взносов во внебюджетные фонды определим по формуле (38).
Отчисления в бюджет за использование воды для очистки сепаратора определим по формуле (39) руб.
Затраты на потребление электроэнергии перекачивающим оборудованием определим по формуле (40) руб.
Общие затраты на очистку сепаратора ручным способом представим в виде таблицы.
Таблица 2 – Калькуляция затрат на очистку сепаратора ручным способом
емкость для слива нефтепродуктов из сепаратора
ингибитор очистки СП-В-10-0
сепаратор горизонтальный
Затраты на транспортировку всего:
Заработная плата рабочих по очистке сепаратора всего:
Затраты на потребление электроэнергии перекачивающим оборудованием
Срок эксплуатации сепаратора составляет 20 лет. В первый год эксплуатации аппарата в затраты на обслуживание включается приобретение всех материалов их транспортировка заработная плата рабочих по очистке сепаратора отчисление страховых взносов взносов в бюджет за использование воды и затраты на потребление электроэнергии перекачивающим оборудованием. Начиная со второго года эксплуатации в затраты на обслуживание включается приобретение и транспортировка ингибитора заработная плата рабочих по очистке сепаратора отчисление страховых взносов во внебюджетные фонды взносов в бюджет за использование воды и затраты на потребление электроэнергии перекачивающим оборудованием.
Стоимость в первый год эксплуатации составит
где С1 - стоимость сепаратора до модернизации в первый год эксплуатации руб.;
З1 – затраты на обслуживание сепаратора в первый год эксплуатации руб.
Экономическая выгода от модернизации в первый год эксплуатации составит
где Э1 - экономическая выгода от модернизации в первый год эксплуатации руб.;
С1 - стоимость сепаратора до модернизации в первый год эксплуатации руб.;
- стоимость сепаратора после модернизации в первый год эксплуатации руб.
В последующие годы эксплуатации сепаратора экономическая выгода составит
где Э2-20 - экономическая выгода от модернизации в последующие годы эксплуатации сепаратора руб.;
Си – стоимость ингибитора очистки СП-В-10-0 руб.;
Зи – затраты на доставку ингибитора очистки СП-В-10-0 руб.;
- заработная плата рабочих по очистке сепаратора руб.;
- отчисления страховых взносов во внебюджетные фонды руб.;
Ов – отчисления в бюджет за использование воды для очистки сепаратора руб.;
Зэ - затраты на потребление электроэнергии перекачивающим оборудованием при очистке сепаратора руб.;
– отчисления в бюджет за использование воды для работы системы гидроразмыва осадка руб.;
- затраты на потребление электроэнергии перекачивающим оборудованием при работе системы гидроразмыва осадка руб.
Общая экономическая выгода от модернизации составит:
где Э - общая экономическая выгода от модернизации руб.;
Э1 - экономическая выгода от модернизации в первый год эксплуатации руб.;
Э2-20 - экономическая выгода от модернизации в последующие годы эксплуатации руб.
Затраты на модернизацию сепаратора в первый год эксплуатации составят руб. в последующие – 33712 руб.год. Суммарное снижение затрат на обслуживание аппарата составляют руб. что показывает целесообразность применения системы гидроразмыва осадка.

эпюры адаптера.cdw

Втулка.cdw

Неуказанные предельные отклонения размеров поверхностей:
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642-06.16.003
Сталь 09Г2С ГОСТ 19281-89

крюкоблок.spw

СФУ ИНГ ДН-130602.65-053642 02.00.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 02.00.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 02.01.000
Талевый блок УТБ-5-279
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 02.02.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 02.03.000
СФУ ИНГ ДП-130602.65-0053642 02.04.000

Освещение20.cdw

рамка анализа.cdw

модернизация крюкоблока.cdw

Диаметр шкива по дну желоба
Профиль желоба шкива под канат диаметром
смазывать через каждые
Крюк должен вращаться вокруг вертикальной оси при
усилии 2 кН на плече 400 мм.
Усилие открывания не должно превышать 3 кН.
Шкив должен вращаться свободно от усилия 2
Зазор между внутренним радиусом кожуха и наружным
диаметром шкива должен быть 5 8 мм.
Упаковка крюка должна соответствовать категории КУ-0
Температура нагрева подшипников талевого блока
Адаптер необходимо осматривать на наличие трещин
или других дефектов перед началом бурения каждой смены.
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.00.000
Технические характеристики:
Технические требования:

напряжения плакат.cdw

Анализ напряженного состояния "Адаптера"
методом конечных элементов
Коэф. запаса прочности
Эквивалентные напряжения
Max. главные напряжения

ВО Крюкоблока.cdw

Диаметр шкива по дну желоба
Профиль желоба шкива под канат диаметром
прикладываемое к боковым рогам крюка при
проворачивании крюка
Крюкоблок состоит из талевого блока
Крюк должен вращаться вокруг вертикальной оси при
усилии 2 кН на плече 400 мм.
Усилие открывания не должно превышать 3 кН.
Шкив должен вращаться свободно от усилия 2
Зазор между внутренним радиусом кожуха и наружным
диаметром шкива должен быть 5 8 мм.
СФУ ИНГ ДП-130602.65-064298 03.00.000
Технические характеристики:
Технические требования:

Расчет пальца.doc

Расчет поперечной балки направляющего ролика
В результате предложенной модернизации возникла необходимость проверить пальца крепления адаптера. Размер и параметры пальца не менялись из конструкции талевого блока. В креплении адаптера используются два пальца соответственно нагрузка которая воспринимается талевым блоком может быть поделена на два. Проведем расчет определим сечение пальца.
Для этой цели построим расчетную схему и зададим нагрузки.
Рисунок - Расчетная схема
Дано: Q = 2838 КН [] = 290 МПа Т=390Па n=135.
Так как у нас два пальца и нагрузка будет между ними располагаться равномерно то
Qпал.=Qобщ..2=28382=1419 КН.
По расчетной схеме на палец с одной стороны от адаптера действует усилие на две стороны то полученную нагрузку необходимо поделить на два
Qпал1=Qпал.2=14192=7095 КН.
Рассмотрим схему нагружения и составим уравнения равновесия системы:
МА=0: Qпал1·0075+Q·(0350+0075)-RВУ·(2·0350+0448)=0.
гдеRАХ – реакция в опоре А;
RВУ – реакция в опоре В;
Qпал1 – нагрузка возникающая от адаптера.
Решим уравнения равновесия:
RВУ=(30154·103+5321·103)05= 7095 К·Н
RАУ=Qпал1·2-RВУ=7095·103·2-7095=7095 К·Н.
Чтобы найти наиболее опасное сечение в пальце необходимо найти поперечные силы и изгибающий момент по участкам. Палец будет иметь 3 участка.
Рисунок - Схема нагружения
QII=RAY-Qпал1=7095-7095=0 К·H
QII=RAY-Qпал1- Qпал1=7095-7095-7095=-7095 К·H
Построим эпюру поперечных сил и изгибающих моментов.
Рисунок - Эпюра нагружения пальца
По эпюре изгибающих моментов найдем наиболее опасное сечение и для него определим момент сопротивления (W) и определим поперечное сечение пальца.
гдеn-коэффициент использования = 2.
Определим диаметр пальца через момент Wх по формуле:
По размерному ряду выбираем значение d пальца в меньшую сторону до целого числа110 мм.

Экономика.cdw

шайба стопор Ст. 09Г2С
Затраты на транспортировку
Заработная плата слесаря 4 разряда
основная заработная плата
дополнительная заработная плата
дополнительные выплаты
Отчисления страховых взносов во
Техника-экономические показатели
Калькуляция затрат на модернизацию талевого блока

первые страницы 1-4.doc

Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов
на выпускную квалификационную работу
(бакалаврской работы дипломного проекта дипломной работы магистерской диссертации)
Исходные данные к ВКР (перечень основных материалов собранных в
период преддипломной практики или выданных руководителем)

шайба А4.cdw

Острые кромки скруглить R = 0.5 мм.
Неуказанные предельные отклонения размеров поверхностей :
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.16.002
Сталь 09Г2С ГОСТ 19281-89

эпюры.cdw

Адаптер.cdw

Заусенцы и острые кромки не допускаются;
Твердость НВ 269-207;
Неуказанные радиусы скруглений 1 мм мах;
Адаптер необходимо проверить одним из методов
НКМ на наличие внутренних дефектов.
СФУ ИНГ ДП-130602.65-053642 06.00.001
Сталь 35Л ГОСТ 977-88
Технические требования:

ПЗ Трубин.doc

Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов
на выпускную квалификационную работу
(бакалаврской работы дипломного проекта дипломной работы магистерской диссертации)
Исходные данные к ВКР (перечень основных материалов собранных в
период преддипломной практики или выданных руководителем)
Перечень графического материала с указанием основных чертежей и (или) иллюстративного материала Буровая вышка БУ 4500270 ЭК-БМ – 1 лист А1 патентно-информационный обзор – 1 лист А1и А2 крюкоблок – 1 лист А1 крюк – 1 лист А1 деталировка элементов модернизации– 1 лист А1 СВП – 1 листа А1 модернизация крюка с адаптером – 1 лист А1 плакат напряжений – 1 лист А2 экономическая часть – 1 лист А1.
Консультируемые разделы
Наименование раздела ВКР
Кафедра инициалы фамилия
преподавателя-консультанта по разделу
ЭиОЭ И.В. Костоустова
Безопасность и экологичность проекта
Руководитель выпускной
квалификационной работы
подпись дата инициалы фамилия
выполнения этапов ВКР
Наименование и содержание этапа
Получение темы дипломного проекта
Сбор материала для выполнения дипломного проекта. Уточнение темы. Получение зачета по практике
Анализ собранного материала научно-патентной справочно-нормативной учебной литературы
Подготовка графической части патентно-информационного поиска на формате А1
Чертежей на форматах А1. Обоснование преимущество новой конструкции по сравнению со старой
Выполнение расчетной части проекта
Подготовки главы по безопасности и экологии
Расчет технико-экономической эффективности внедрения новой конструкции
Оформление чертежей деталей
Оформление расчетно-пояснительной записки и чертежей
Предзащита дипломного проекта
Устранение замечаний полученных на предзащите
Защита дипломного проекта
Целью дипломного проекта является модернизация крюкоблока буровой установки БУ 4500270 ЭК-БМ для бурения скважин с использованием системы верхнего привода (СВП). Проект состоит из пояснительной записки и чертежей.
В пояснительной записке приведено описание полиспастной системы используемой на буровой для спуско подъемных операций в процессе бурения скважин патентно-информационный обзор. Отдельный раздел дипломного проекта посвящен описанию модернизации крюковой подвески буровой установки. Основой модернизации является замена крюка на адаптер что позволяет именьшить как металлоемкость так и упростить конструкцию а вследствии уиеньшить один из размеров крюковой подвески (длину). Уменьшение длины крюковой подвески и ее металлоемкость позволяет уменьшить затраты на транспортировку а также приводит к уменьшению износа бурового каната в следствии увеличения расстояния между крюковой подвеской и кронблоком. В конструкторской части приведены основные расчеты. Проект рассмотрен с точки зрения безопасности и экологичности рассчитана экономическая выгода от применения модернизации.
Объем расчетно-пояснительной записки составляет 85 страниц. В них 9 рисунков 2 графика 3 таблицы 35 источников использованной литературы. Графическая часть составляет 9 листов.
2 Новые и модернизированные буровые установки14
3 Обозначение буровых установок и технические характеристики15
4 Буровые установки БУ 4500270 ЭК-БМ17
5 Применение комплекса утилизации жидких и отходов21
6 Кустовое и разведочное бурение23
3 Дополнительноу оборудование32
Патентно-информационный обзор35
1 Авторское свидетельство № 223225035
2 Авторское свидетельство № 24570737
3 Авторское свидетельство № 9515439
4 Авторское свидетельство № 16312741
5 Авторское свидетельство № 233545043
6 Авторское свидетельство № 233544947
Техническое предложение по модернизации крюкоблока
1 Основание для модернизации крюкоблока51
2 Техническое предложение по модернизации крюкоблока53
Расчет элементов подвески55
1 Расчет пальца крепления адаптера на прочность55
2 Расчет части адаптера на прочность59
3 Расчет адаптера численными методами62
Экономическая часть69
1 Общая характеристика проектируемого объекта69
2 Расчет затрат на проведение модернизации69
Безопасность и экологичность проекта75
1 Недостатки базовой конструкции по обеспечению безопасности76
2 Пректные решения по обеспечению безопасности труда77
3 Санитарная характеристика выполняемых работ78
4 Экологичность проекта86
Список используемой литературы89
В настоящее время активно разрабатывается Ванкорское нефтегазовое месторождение. Ванкорское месторождение расположено в Туруханском районе Красноярского края. Площадь Ванкорского лицензионного участка составляет 1485 кв. км в том числе Ванкорского месторождения - 140 кв. км.
Рисунок 1 - Ванкорское месторождение
На данное время для бурения нефтяных и газовых скважин наиболее часто используется буровая установка с СВП что позволяет упростить процесс спуска - подъема но и также улучшает бурение горизонтальных скважин и регулировку процессов бурения
По сравнению с традиционными схемами оборудования и технологическими процессами бурения и крепления скважин применение СВП имеет следующие преимущества:
Значительное повышение производительности буровой установки за счет сокращения числа и продолжительности машинно-ручных операций при наращивании бурильной колонны.
Существенное снижение вероятности аварий связанных с прихватами осложнениями и возможными выбросами флюидов. Этому способствует возможность:
а)быстрого выполнения соединения вертлюга с бурильной колонной восстановления циркуляции промывочной жидкости и включения вращения колонны в течение 2-3 минут;
б)проработки (расширения) ствола скважины при спусках и подъемах до лота;
в)экстренного перекрытия проходного отверстия бурильной колонны превентором - управляемым шаровым клапаном;
г)спуска обсадных колонн с вращением и включением циркуляции промывочной жидкости.
Обеспечение высокого качества результатов проводки скважин достигаемого за счет точной ориентации забоя при направленном бурении и повышения выхода керна без существенных нарушения его структуры.
Увеличение срока службы замковых соединений бурильной колонны за счет применения устройства для разгрузки резьбы и плавного изменения крутящего момента при свинчивании и докреплении резьбы с помощью буровых двигателей.
Улучшение условий труда и безопасности персонала благодаря преимуществам СВП приведенным выше (п.п.1 и 2).
Согласно заданию указанные задачи в проекте предполагается решать в привязке БУ – 4500 так как в процессах бурения используется СВП то расстояние между крюкоблоком и кронблоком сократилось на высоту СВП что отрицательно сказалось на работоспосбность некоторых элементов буровой в частности талевого каната. Для продления службы талевого каната и узлов буровой предлагается уменьшить длину крюкоблока буровой за счет замены крюка на адаптер.
Мачтовые буровые вышки для буровых установок завода “Уралмаш” изготовляются следующих тиной: А-образные (ВМ) П-образные (ВМП) и четырехопорные (ВУ).
А-образные вышки применяются в буровых установках классов 3200200 и 5000320 П-образные — в буровых установках класса 5000 320.
Четырехопорные мачтовые вышки используются в буровых установках классов 6500400 и 8000500. Обладая жесткостью башенных вышки этого тина сохранили монтажные качества мачтовых вышек. Оригинальная схема подъема предусматривает использование и качестве устройства для подъема вышки буровой площадки. Вышки такого тина обеспечивают одновременное размещение двух комплектов свечей; для работы с механизированной их расстановкой с одной стороны и для работы с ручной расстановкой — с другой.
Подъем и опускание вышек осуществляются буровой лебедкой с помощью специальных устройств.
Внутри одной ноги вышки имеются лестницы тоннельного тина до подкронблочной площадки внутри второй ноги — лестницы маршевого типа с переходными площадками (до платформы верхнего рабочего).
В таблицах 1 и 2 приведены основные параметры вышек на рисунках 2 — 3 — их конструкции [1].
В данных таблицах приводиться еще старое обозначение буровых вышек связи с нехваткой денег у предприятий занимающихся бурением а не добычей нефтепродуктов данный тип вышек еще сохранился.
Таблица 1 - Параметры мачтовых вышек
ВМР-45х320 ВМА-45х320
Допускаемая нагрузка на крюке кН
Рабочая высота (расстояние от ротора до подкронблочной рамы)м
Нагрузка на крюке при
Расстояние между ногами м
Диаметр и толщина труб мм
Соединение секций между собой
Система подъема вышки
Буровой лебедкой с помощью специального приспособления
Таблица 2 - Параметры четырехопорных мачтовых вышек
ВУ-45х400А ВУ-45х450
Нагрузка на крюке при испытании кН
а – вышки А-образные б – вышки П-образные
Рисунок 2 - Буровые вышки мачтового типа
Рисунок 3 - Чутырехопорная вышка
2 Новые и модернизированные буровые установки
В настоящее время производятся следующие типы установок [8]:
Стационарные буровые установки. Предназначены для бурения скважин глубиной до 8000 метров и имеют грузоподъемность до 600 тонн. Эти установки имеют неподвижное основание и требуют использования специального транспорта для транспортировки крупными блоками или обычных грузовиков и железнодорожных платформ для транспортировки небольшими блоками.
Кустовые буровые установки. Предназначены для бурения скважин глубиной до 6500 метров и имеют грузоподъемность до 600 тонн. Данные установки отличаются наличием системы рельсов которая позволяет перемещать установку с одной скважины на другую в пределах куста. Конструкция установок специально разработана для буровых программ обычно применяемых большинством наших заказчиков работающих в Западной Сибири.
Мобильные буровые установки. Предназначены для бурения на глубину до 3200 метров и имеют грузоподъемность от 160 до 200 тонн. Мобильные установки базируются на прицепах а все вспомогательное оборудование -включая контроль твердой фазы нагнетательные насосы буровые насосы емкости для бурового раствора источники электропитания - размещается в специальных укрытиях. Мобильные установки могут легко и быстро перемещаться от одной буровой площадки к другой и используются для ремонта скважин разбуривания цементных и песчаных пробок и бурения боковых стволов.
Модернизированные буровые установки. Из-за длительного срока службы буровых установок и возникающих новых требований к технологической оснащенности оборудования заказчики часто предпочитают модернизировать имеющиеся у них установки вместо того чтобы покупать новые. Например модернизация бурового станка может включать установку более мощных буровых насосов и перевод электрической системы с переменного тока на постоянный.
3 Обозначения буровых установок и технические характеристики.
Выпускает комплектные буровые установки (БУ) и наборы бурового оборудования (НБО) для бурения нефтяных и газовых скважин глубиной 2500-8000 м с дизельным (Д) и дизель-гидравлическим (ДГ) приводами электрическим приводом переменного тока (Э) и регулируемым (тиристорным) электроприводом постоянного тока (ЭР) с питанием от промышленных сетей а также от автономных дизель-электрических станций (ДЕ).
Таблица 3 - Технические характеристики буровых установок
Тип буровой установки
Условная глубина бурения м
Расчетная мощность на входном валу подъемного агрегата кВт
Диаметр отверстия в столе ротора кВт
Расчетная мощность привода ротора кВт не более
Мощность бурового насоса кВт
Таблица 4 - Комплектность БУ и наборов бурового оборудования
Механизмы и агрегаты
Рисунок 4 - Буровая установка БУ 3200200ЭУ
4 Буровая установка БУ 4500270 ЭК-БМ
Буровые установки БУ 4500270 с тиристорным приводом основных механизмов в блочно-модульном исполнении предназначены для кустового бурения нефтяных и газовых скважин турбинным и роторным способами в электрифицированных районах при температуре окружающего воздуха от минус 45°С до 40°С. Основное и вспомогательное оборудование смонтировано в модулях в полной заводской готовности [3].
Отсутствие межмодульных кинематических связей обеспечивает высокую монтажеспособность и транспортабельность установки.
Современные буровые установки оснащаются регулируемыми электроприводами главных технологических механизмов. Регулируемые приводы способствуют повышению надежности механизмов за счет упрощения кинематических систем передач обеспечения плавности пуска и ограничения моментов нагрузки механизмов; позволяют резко повысить производительность буровой установки что имеет большое экономическое значение. Высокий технико-экономический эффект достигается также за счет увеличения КПД облегчения монтажа и транспортировки улучшения условий труда буровиков.
Таблица 5 – Механизация БУ 4500270 ЭК-БМ
Средства механизации БУ 4500270 ЭК-БМ
Автоматический буровой ключ АКБ-ЗМ2; вспомогательная лебедка двухбарабанная двухскоростная грузоподъемностью 50 кН; консольно-поворотный кран грузоподъемностью 3 тонны; регулятор подачи долота (функции регулятора подачи долота выполняет тормоз ТЭП-45); приспособления для выброса труб с буровой площадки на мостки; таль электрическая грузоподъемностью 20 кН; тали ручные грузоподъемностью 10 кН; приспособление для подвески блока превенторов; пневмораскрепитель; приспособление для аварийной эвакуации верхового рабочего; механизм для подачи труб на приемный мост; пневмоклинья встроенные в ротор; механизм открывания ворот; приспособление для установки квадрата с вертлюгом в шурф; механизм загрузки химреагентов в модуле приготовления
Система контроля процесса бурения
Компьютеризированный комплекс СГТ-микро
Передвижение блоков и модулей на кусте
В эшелоне гидравлическими толкателями на колесных тележках по рельсовым направляющим опорам
Транспортировка буровой установки между кустами осуществляется модулями на: полуприцепах типа МАЗ 5247Г ЧМЗАП-9906П; передвижной платформе; трубовозе типа "Урал-375"; других транспортных средствах соответствующих массе и габаритам модуля. Отдельные узлы перевозятся на универсальном транспорте
Наиболее полно технологическим требованиям отвечает электропривод с большой глубиной регулирования. Поэтому в настоящее время электроприводы главных механизмов серийных буровых установок выполнены по системе "тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока". Глубокое регулирование скорости приводов обеспечивается изменением напряжения приложенного к якорю двигателя и изменением тока в обмотке возбуждения двигателя.
При укомплектовании по специальному заказу дизель-электростанциями буровая установка может работать в не электрифицированных районах.
Рисунок 5 – Вышка БУ 4500270 ЭК-БМ
Основное оборудование установки разделено на модули и блоки. Транспортировка модулей и их монтаж на нефтепромыслах производится с помощью седельных тягачей и подкатных специализированных тележек со встроенной гидравликой. Модули установки выполнены в повышенной заводской готовности и содержат все необходимые коммуникации устройства обогрева пульты управления электрооборудование и укрытия. Каждый модуль имеет навесные транспортные кронштейны под тягач и подкатную тележку. Для установки на тягач на модулях имеются встроенные гидродомкраты.
Привод лебедки и ротора индивидуальный регулируемый от двигателей постоянного тока. Лебедка оснащена зубчатой двухскоростной коробкой передач. Двигатель лебедки выполняет также функции основного и вспомогательного тормоза и регулятора подачи долота. Каждый из трехпоршневых буровых насосов УНБТ-950L имеет индивидуальный регулируемый привод от двигателей постоянного тока.
Установка укомплектована системой очистки бурового раствора: модули грубой очистки модули промежуточной и приемной емкостей. В систему входят также нагнетательный манифольд трубопровод слива всасывающие трубопроводы буровых насосов. Межмодульные трубопроводы воды пара и воздуха размещены в секциях теплоизолированных коробов с быстроразъемными соединениями труб.
В комплекс механизации установки входят: червячные тали для монтажа противовыбросового оборудования червячные тали и электротельферы в модулях циркуляционной системы вспомогательная электролебедка 45т пневмораскрепитель и пневмосвинчиватель краны 02т в насосных модулях механизм открывания ворот буровой площадки и устройство эвакуации верхового рабочего.
Особенности и преимущества БУ 4500270ЭК-БМ
- Наличие собственной транспортной базы и подкатных тележек исключает применение кранов большой грузоподъемности при монтажных работах.
- Межмодульные коммуникации выполнены на быстроразъемных соединениях.
- Современная четырехступенчатая циркуляционная система.
- Установка комплектуется котельной и системой обогрева помещений отдельных механизмов и рабочих мест.
- Регулируемый привод буровых насосов ротора и бурильной лебедки от двигателей постоянного тока с системой управления с пульта бурильщика.
- По требованию заказчика возможно изменение комплектации буровой
- Возможность бурения на грунтах с низкой несущей способностью.
- Осуществление центрирования и выравнивания вышечного блока в процессе бурения.
- Блочно-модульное исполнение.
5 Применение комплекса утилизации жидких и твердых отходов бурения и КРС
Буровой шлам прошедший отделение от отработанного бурового раствора на виброситах может иметь такое высокое содержание углеводородов металлов и т.п. что окажется непригодным для дальнейшего использования. Размещение на полигонах для неопасных отходов также невозможно т.к. опасные компоненты легко вымываются или выщелачиваются при хранении. Такие отходы можно стабилизировать или отвердить.
Отверждением называются технологии заключающие отходы в монолитное или структурно связанное твёрдое тело. Продуктом переработки могут быть большие глыбы или мелкий гравий. Отверждение не обязательно означает химического взаимодействия между отходами и отверждающими реагентами может происходить чисто механическое связывание. Миграция загрязняющих веществ в окружающую среду существенно ограничивается уменьшившейся поверхностью контакта или изоляцией в непроницаемую капсулу.
Стабилизацией называется процессы которые уменьшают класс опасности отходов преобразуя их в менее растворимую подвижную или токсичную форму. Агрегатное состояние и методы обращения с отходами могут не измениться после стабилизации.
На практике цемент зола известь и оксид кальция наиболее часто использовались в качестве стабилизирующихотверждающих добавок для переработки отходов бурения и других видов влажных отходов.
В комплекс утилизации входят [4]:
-комплекс оборудования для переработки отработанного бурового раствора (ОБР) и буровых сточных вод (БСВ);
-комплект оборудования для переработки твердых отходов бурения бурового шлама (БШ).
Комплект оборудования для переработки ОБР и БСВ предназначен для обезвреживания и утилизации отработанного бурового раствора (ОБР) и буровых сточных вод (БСВ).
На первом этапе ОБР предварительно подвергается технологическому воздействию с целью возможно большего удаления из него твердой фазы. При этом образуются два промежуточных продукта - неконсолидированный шлам разделения (твердая фаза) и вода разделения (жидкая фаза).
Более полное удаление твердой фазы из ОБР и БСВ осуществляется на втором этапе переработки под дополнительным воздействием процессов коагуляции флокуляции и гравитации.
При наличии в воде разделения сверхнормативного содержания нефтепродуктов вода обрабатывается реагентом-деэмульгатором и подвергается дополнительному технологическому воздействию с целью отделения нефти.
Обычно комплект переработки ОБР и БСВ включает в себя блок предварительного отделения твердой фазы (двух- трех- четырехступенчатый в зависимости от исходных параметров отработанного бурового раствора ОБР) а также блоки БКФ и БСВ.
Технология переработки и комплектация оборудованием зависит от состава ОБР и БСВ.
Полученный продукт переработки ОБР и БСВ:
-осветленная техническая вода применяемая в дальнейшем производственном процессе или сбрасываемая на рельеф местности
-неконсолидированный шлам разделения собранный в шламовый амбар и поступающий далее на переработку и обезвреживание.
Комплект оборудования для переработки твердых отходов бурения бурового шлама (БШ) предназначен для его обезвреживания и утилизации.
Наиболее эффективный способ обезвреживания БШ является его консолидация (образование монолита или гранул различного размера с последующим затвердеванием).
Процесс консолидации включает в себя химическое и физико-механическое воздействие на БШ путем кондиционирования и гомогенизации его с химическими реагентами и специальными добавками. В результате обработки компоненты шлама переходят в более водо-термостойкое состояние и представляют собой экологически безвредный консолидированный прочный готовый продукт - низкосортный строительный материал который может быть использован при строительстве и ремонте внутрипромысловых дорог и отсыпке под фундамент.
Химические реагенты и спец. добавки для переработки твердых отходов подбираются индивидуально в зависимости от их типа и исходного состояния.
В состав комплекта технологического оборудования по переработке БШ обычно входят транспортеры смеситель двухвальный дозаторы силосы для хранения и дозирования обезвреживающих добавок.
6 Кустовое и разведочное бурение
Кустовое бурение сооружение группы наклонных скважин с общего основания ограниченной площади на котором размещаются буровая установка и устьевое оборудование. При кустовом бурении продуктивные горизонты вскрываются наклонно-направленными скважинами в заданных точках. кустового бурения. иногда оказывается наиболее экономически целесообразным инженерным решением — при разработке нефтяных и газовых месторождений расположенных в акватории морей сильно заболоченной местности или в местности со сложным рельефом поверхности. В этих случаях кустовое бурение даёт значительную экономию на сооружении искусственных оснований и вышкомонтажных работах. Кустование устьев скважин сокращает затраты на оборудование промысла упрощает автоматизацию процессов добычи и обслуживание. На практике количество скважин одного куста не превышает 20 хотя известно что в Калифорнийском заливе 68 скважин было пробурено с насыпного острова размером 60×60 м. Максимальное отклонение забоев скважин от вертикали в 2000 м достигнуто в Западной Сибири. Увеличение затрат и расхода материалов вызванное удлинением ствола наклонно-направленных скважин и снижение скорости бурения — недостатки кустового бурения. Разновидность кустового бурения — одновременное двух- и трёхствольное бурение осуществляемое с одной буровой установки одним или двумя комплектами бурильных труб.
Разведочное бурение осуществляется в основном за счёт вращательного способа на который приходится (1970) около 80% метража пробуренных скважин (50% бурение твердосплавным инструментом 20% — алмазным инструментом 10% — дробью); в ограниченных объёмах применяются ударно-вращательное шнековое вибрационное бурение. и др.
Работы в области разведочного бурения направлены на: обеспечение сохранности керна извлекаемого с большой глубины; разработку аппаратуры и надёжных методов опробования горных пород.
Совершенствование техники и технологии разведочного бурения. на твёрдые полезные ископаемые направлено на: замену дробового бурения. алмазным; внедрение гидроударного бурения. бескернового бурения с использованием боковых сверлящих грунтоносов; дальнейшее улучшение технических средств и технологии бурения разработку новых способов разрушения горных пород при бурении.; автоматизацию всех произв
Талевый механизм или талевая система — грузонесущая часть буровой установки — представляет собой полиспаст состоящий из кронблока и талевого блока огибаемых стальным канатом. Талевый блок снабжен крюком или автоматическим элеватором для подвешивания бурильной колонны и обсадных труб. Нагрузка подвешенного груза распределяется между рабочими струнами каната число которых определяется числом шкивов талевого блока и кронблока. Талевая система позволяет уменьшить усилие в канате от веса поднимаемого груза. За счет этого пропорционально увеличивается длина каната наматываемого на барабан при подъеме груза на заданную высоту.
Оснастка талевой системы буровых установок характеризуется тем что оба конца талевого каната сбегают с кронблока один из которых крепится к барабану буровой лебедки и называется ходовым или тяговым а второй (неподвижный) — к специальному устройству на металлическом основании вышечного блока. При наматывании каната на барабан талевый блок с крюком подтягивается к неподвижному кронблоку. При спуске талевого блока канат разматывается с барабана вращающегося в обратном направлении под действием веса талевого блока крюка и подвешенной колонны труб. Неподвижная струна талевого каната используется для установки специальных датчиков измеряющих нагрузку на крюке.
Рабочие струны талевого каната располагаются между шкивами кронблока и талевого блока и в отличие от ходовой и неподвижной изменяют свою длину при подъеме и спуске крюка. Отношение числа рабочих струн каната к числу ходовых струн идущих на лебедку называют кратностью оснастки. Буровые лебедки связаны с талевым блоком и кронблоком одной ходовой струной и поэтому кратность оснастки талевой системы буровых установок равна числу рабочих струн каната. Так как второй конец талевого каната неподвижный и поэтому нерабочий кратность оснастки талевой системы буровых установок независимо от числа шкивов талевого блока и кронблока является четным числом равным удвоенному числу шкивов талевого блока;
В двухбарабанных лебедках используемых для неглубокого разведочного бурения оба конца каната являются ходовыми. В этом случае соответственно числу ходовых струн кратность оснастки в 2 раза меньше числа рабочих струн.
Талевые механизмы монтируются на вышке буровых установок и имеют следующие характерные особенности:
талевый блок с крюком располагаются над устьем скважины в свободно подвешенном состоянии и перемещаются в вертикальном направлении строго по оси скважины;
высота подъема крюка ограничивается высотой вышки и безопасностью спуско-подъемных операций;
диаметры шкивов и габариты других грузонесущих органов выбирают с учетом поперечных размеров буровой вышки;
в целях контроля действующих нагрузок и поддержания в процессе бурения заданной осевой нагрузки на долото талевые механизмы оборудуются датчиками и контрольно-измерительнымиприборами;
действующие нагрузки и скорости спуско-подъемных операций изменяются в широком диапазоне в зависимости от глубины скважины и длины колонны труб.
Кронблоки устанавливают на наголовнике буровых вышек. Они являются неподвижной частью талевого механизма. Конструкции кронблоков зависят от типа используемых вышек и различаются по числу шкивов грузоподъемности и конструктивной схеме.
Шкивы кронблока вращаются на неподвижных осях расположенных соосно либо несоосно. При несоосной схеме ось шкива используемого для ходовой струны талевого каната располагается перпендикулярно к осям остальных шкивов. Несоосное расположение шкивов обусловлено схемой оснастки талевого механизма обеспечивающей возможность перемещения талевого блока вдоль свечи при использовании комплекса АСП для механизированной расстановки свечей. Число шкивов и грузоподъемность кронблоков выбирают в зависимости от допускаемой нагрузки на крюке
Типовая конструкция кронблока с соосным расположением шкивов. На сварной раме в разъемных опорах установлены две секции шкивов Рама сварена из продольных и поперечных балок изготовленных из проката высокого качества. Оси в опорах предохраняются от провертывания дюбелями. Подвесной блоки используется для вспомогательных работ (вспомогательная лебедка).
Каждая секция состоит из оси на которой установлены шкивы вращающиеся на подшипниках качения. В зависимости от грузоподъемности кронблока шкивы устанавливают на двух роликовых либо сдвоенных подшипниках с коническими роликами. Последние имеют общее наружное кольцо и два внутренних. Между подшипниками соседних шкивов на оси имеются распорные кольца благодаря которым исключается трение ступиц смежных шкивов вращающихся с различной частотой. Между наружными кольцами роликоподшипников в ступицах шкивов устанавливаются разрезные пружинные кольца а на оси—распорные кольца с проточкой и отверстиями для выхода смазки к подшипникам. Через масленки продольные 8 и радиальные отверстия в оси смазка подается ручным насосом в полость между кольцами подшипников шкива.
Для сохранения смазки и защиты подшипников от загрязнения используются фланцевые крышки закрепленные на ступицах шкивов. В других конструкциях для этого используются лабиринтные уплотнения состоящие из колец запрессованных в ступицу и входящих в кольцевой паз ступицы соседнего шкива. Осевые зазоры подшипников регулируются гайкой предохраняемой от отвертывания винтом либо стопорной шайбой.
7 – вспомогательные ролики; 2 – блок обводного шкива; 3 – рама; 4 – основные шкивы; 5 8 – кожух; 6 – шкив выносной
Рисунок 6 – КронблокУКБ-6-325
В талевом блоке число шкивов на единицу меньше чем в парном с ним кронблоке. В отличие от кронблока талевый блок не испытывает нагрузок от натяжений ходовой и неподвижной струн каната поэтому грузоподъемность его меньше чем кронблока.талевого блока должна быть достаточной для обеспечения необходимой скорости его спуска в связи с чем талевые блоки обычно массивнее кронблока хотя число шкивов и грузоподъемность последних больше. Талевые блоки изготовляют одно- и двухсекционными. Они предназначены соответственно для ручной расстановки свечей и для работы с комплексом АСП. Двухсекционные талевые блоки при необходимости могут быть использованы для ручной расстановки свечей.
Одно секционный талевый блок (рис. 7) состоит из двух щек 1 с приваренными накладками 2 изготовленными из стального листа. Щеки соединяемые траверсой 2 и двумя болтовыми стяжками 4 образуют раму талевого блока. Между траверсой и стяжками в щеках имеется расточка для оси 6 шкивов. Ось крепится в щеках двумя гайками 12 предохраняемыми от отвинчивания стопорной планкой 7.
– щеки; 2 – накладки; 3 – кожух; 4 – болтовые стяжки; 5 – отверстия под масленку; 6 – ось; 7 – стопорная планка; 8 – подшипники; 9 – шкивы; 10 – кожух; 11 - траверса
Рисунок 7 – Односекционный талевый блок
Шкивы 9 на оси талевого блока устанавливаются на подшипниках качения 8 подобно шкивам крон-блока. Для предотвращения выскакивания каната из канавки шкивов на стяжках 4 закреплен нижний кожух 3. С наружной стороны шкивы закрываются кожухами 10 с прорезями в верхней части предназначенными для выхода каната.
Кожухи талевого блока изготовляются из листовой стали либо литыми. Предпочтительнее литые кожухи обладающие большей массой благодаря которой возрастает скорость спуска незагруженного талевого блока. На нижних вытянутых концах имеются отверстия для осей соединяющих талевый блок непосредственно с корпусом крюка. Для соединения с крюками имеющими штропы талевые блоки снабжаются серьгой которая находится в отверстиях кронштейнов приваренных к нижним концам щек. Серьга талевого блока заводится под штроп крюка и крепится в отверстиях кронштейнов при помощи пальцев. Подшипники смазываются пружинными масленками через отверстия 5 в оси шкивов талевого блока.
Двухсекционный талевый блок (рис. 8) состоит из трех-блочной 2 и двухблочной 5 секций соединенных желобом 3 который направляет талевый блок при его перемещении вдоль свечи. Для расстановки свечей на два подсвечника расположенных у противоположных граней буровой вышки вместо желоба используется поворотная муфта. Установка шкивов 1 на осях крепление осей в щеках каждой секции смазка подшипников и их предохранение от загрязнения а также кожухи 10 шкивов выполнены по аналогии с ранее рассмотренными конструкциями кронблоков и талевых блоков.
В щеках секций талевого блока установлены две параллельные оси 6 для подвески траверсы 7. Одновременно оси 6 служат для жесткого соединения секций талевого блока. В траверсе установлен стакан 14 на упорном шарикоподшипнике 13. К стакану на двух валиках 8 подвешена скоба-подвеска 9 с проушинами для штропов автоматического элеватора используемого в комплексе АСП. При ручной расстановке свечей в проушины скобы 9 подвешиваются петлевые штропы для работы с обычными элеваторами. В процессе бурения скоба используется для подвески вертлюга. Положение скобы фиксируется замком 12.
– шкивы; 2 – трехблочная секция; 3 – желоб; 4 – буфер; 5 – двухблочная секция; 6 – ось; 7 – траверса; 8 – валик; 9 – скоба-подвески; 10 – кожух; 11 – дополнительный кожух; 12 – фиксирующий замок; 13 – подшипник; 14 – стакан траверсы
Рисунок 8 – Двухсекционный талевый блок
В отличие от талевых блоков используемых для ручной расстановки свечей в рассматриваемой конструкции имеются дополнительный кожух 1 для защиты от возможных ударов и резиновый буфер 4 на который при подъеме талевого блока ложится центратор комплекса АСП. В других конструкциях двухсекционных талевых блоков щеки каждой секции соединяются осями на которых устанавливаются специальные подвески с проушинами для штропов автоматического элеватора или трехрогого крюка (У4-300 УТБА-6-400).
3 Дополнительное оборудование
Шкивы кронблоков и талевых блоков имеют одинаковую конструкцию и размеры. Диаметр шкива профиль и размеры канавки существенно влияют на срок службы и расход талевых канатов. Усталостная долговечность каната возрастает с увеличением диаметра шкивов так как при этом уменьшаются повторно-переменные напряжения возникающие в канате при огибании - шкивов. В буровых установках диаметры шкивов ограничиваются габаритами вышки и удобством работ связанных с выносом свечей на подсвечник. На основе изучения отечественного и зарубежного опыта конструирования и эксплуатации буровых установок установлено что оптимальное значение диаметра шкива определяется из условия:
где DШ – диаметр шкива по дну канаваки;
К – запас прочности каната;
DК – диаметр каната.
При значительном увеличении радиуса ложа канавки опорная поверхность каната уменьшается и в результате возрастающих контактных давлений снижается срок его службы. Поэтому диаметр каната должен соответстврвать принятому его значению в используемом типоразмере шкива.
Для устранения преждевременного износа профиль канавки шкивов должен обеспечить беспрепятственное набегание и сбегание каната. Касание каната стенок канавки шкива сопровождается трением обусловленным разностью линейных скоростей каната и контактирующих с ним боковых стенок канавки.
Для нормальной работы каната угол а развала стенок канавки должен быть больше угла у отклонения каната от плоскости вращения шкива. Отклонение рабочих струн талевого каната от плоскости вращения шкивов обусловлено оснасткой талевой системы и смещением свободно подвешенного талевого блока относительно кронблока вследствие разницы в числе шкивов установленных на талевом блоке и кронблоке. Углы отклонения рабочих струн каната от плоскости вращения шкивов увеличиваются по мере подъема талевого блока и достигают максимальной величины в крайнем верхнем положении талевого блока.
Ходовая струна отклоняется от плоскости вращения шкива в результате перемещения каната вдоль барабана лебедки. Максимальный угол отклонения ходовой струны определяется длиной барабана и расстоянием между осями барабана и кронблока. Угол отклонения неподвижной струны остается неизменным и зависит от положения механизма для крепления каната относительно неподвижного шкива кронблока.
Опыт эксплуатации показывает что угол развала стенок канавки а рекомендуемый в общепринятых нормах не удовлетворяет условиям работы талевых канатов. Боковые стенки канавки шкивов изготовленные по этим нормам интенсивно изнашиваются из-за недостаточного угла развала. В связи с этим шкивы талевых блоков и кронблоков имеют угол развала стенок канавки.
Крюки и другие специальные подвески присоединяемые к талевому блоку предназначены для:
подвешивания вертлюга и бурильной колонны при бурении скважины;
подвешивания с помощью штропов и элеватора колонн бурильных и обсадных труб при спуско-подъемных операциях;
подвешивания и перемещения на площадке буровых тяжелого оборудования при монтажно-демонтажных работах и инструмента при бурении скважины.
Крюки используются при ручной расстановке свечей. При работе с комплексом АСП крюки заменяются специальными подвесками В современных буровых установках применяются трех-рогие крюки отличающиеся грузоподъемностью Конструкции буровых крюков существенных различий не имеют.
Собственно крюки изготовляются литыми из высокопрочных стальных отливок либо пластинчатыми из легированной термически обработанной листовой стали Пластинчатые крюки впервые были использованы в буровых установках Уралмашзавода. Пластины крюка соединяются заклепками с потайными головками.
Правильность выбора кратности и схемы оснастки талевого механизма зависит от используемого оборудования на буровой и ее грузоподъемности имеет важное значение. От кратности оснастки зависят диаметр и длина используемого каната кинематика и нагружен-ность всей подъемной части бурового комплекса включающей талевый механизм буровую лебедку и ее привод. С увеличением кратности оснастки уменьшаются усилия в струнах каната и пропорционально возрастает длина каната необходимая для подъема талевого блока на заданную высоту При снижении усилий в струнах каната можно уменьшить его диаметр и соответственно диаметры барабана лебедки и шкивов талевого блока и кронблока все это можно получить в результате расчета оснастки и всего оборудования.
Патентно-информационный обзор
1 Авторское свидетельство № 2232250. Талевый блок
Изобретение относится к оборудованию для бурения нефтяных и газовых скважин. Талевый блок содержит корпус шкивы с подшипниками и осями выполненные с образованием кольцевой полости между секциями шкивов узел подвески элеватора. В кольцевой полости между секциями шкивов на радиально-упорном подшипнике установлен ствол вертлюга с отводом и буровым шлангом. Буровой шланг выполнен с возможностью открепления от корпуса и подвешивания в буровой при пуско-подъемных операциях и закрепления на корпусе при осуществлении процесса бурения. Уменьшаются габаритные размеры механизма повышается эффективность и безопасность работ при проводке скважин.
Изобретение относится к оборудованию для бурения нефтяных и газовых скважин. Оно может также использоваться в других отраслях где применяются талевые системы.
Недостатком талевых блок является то что они могут работать только в сочетании с крюком и поэтому имеет значительный габаритный размер по высоте а это влияет на эффективность и безопасность буровых процессов и операций.
Он состоит из корпуса шкивов с подшипниками и осями направляющего желоба установленного в кольцевой полости между секциями шкивов и узла подвески элеватора.
Предлагаемый талевый блок предназначен для устранения отмеченных недостатков и повышения на этой основе технико-экономических показателей проводки скважин.
Техническим результатом заявляемого талевого блока является уменьшение на 4-5 м габаритных размеров талевого механизма по высоте сокращение затрат времени на машинно-ручные операции что позволяет повысить эффективность и безопасность работ при проводке скважин.
Вертлюг при этом исключается из состава буровой установки а его функции выполняет талевый блок.
Технический результат от применения предлагаемого талевого блока достигается тем что он снабжен установленным на радиально-упорном подшипнике в кольцевой полости между секциями шкивов стволом вертлюга с отводом и буровым шлангом выполненным с возможностью открепления от корпуса и подвешивания в буровой при спуско-подъемных операциях и закрепления на корпусе для осуществления процесса бурения.
На рисунке 9 изображен предлагаемый талевый блок.
– корпус; 2 – шкив; 3 – подшипник; 4 – осей; 5 – полости; 6 – ствол; 7 – вертлюг; 8 – подшипник; 9 – подвеска
Рисунок 9 – Авторское свидетельство № 2232250
Он состоит из корпуса 1 шкивов 2 с подшипниками 3 осей 4 выполненных с образованием кольцевой полости 5 между секциями шкивов 2 и расположенного в этой полости на радиально-упорном подшипнике 8 ствола 6 вертлюга с отводом 7 соединены с корпусом 1 с помощью быстросъемных гаек и с буровым шлангом (не показан) и узла подвески 9 элеватора.
Предлагаемый талевый блок работает следующим образом.
При спуско-подъемных операциях ствол 6 вертлюга с отводом 7 установленным на корпусе 1 на быстросъемных гайках открепляется от корпуса и вместе с буровым шланго подвешивается в буровой. На узел подвески 9 элеватора устанавливается элеватор и производится подъем или спуск бурильного инструмента.
Для осуществления процесса бурения ствол вертлюга с отводом 7 вместе с буровым шлангом закрепляется на корпусе 1 талевого блока обеспечивая возможность промывки скважины и вращения бурильной колонны.
Формула изобретения:
Талевый блок содержащий корпус шкивы с подшипниками и осями выполненные с образованием кольцевой полости между секциями шкивов и узел подвески элеватора отличающийся тем что он снабжен установленным на радиально-упорном подшипнике в кольцевой полости между секциями шкивов стволом вертлюга с отводом и буровым шлангом выполненным с возможностью открепления от корпуса и подвешивания в буровой при спускоподъемных операциях и закрепления на корпусе для осуществления процесса бурения.
Данный патент может быть рассмотрен как прототип который необходимо модернизировать для использования как талевый блок при бурении с СВП.
2 Авторское свидетельство № 245707. Талевый блок
Известны талевые блоки для спуска и подъема бурильных труб в скважину с применением автоматического элеватора представляющие собой набор канатных шкивов заключенный в корпусе.
Предлагаемый талевый блок выполнен в виде расположенных на одной геометрической оси двух групп шкивов и одного шкива сидящего на оси перпендикулярной оси двух групп шкивов. Для предупреждения перемещения в горизонтальной плоскости блок снабжен воронкой с вырезом входящей в зев центратора. Такое выполнение обеспечивает переоснастку талевой системы.
На рисунке 10 представлен описываемый талевый блок.
– внутренние щеки; 2 – наружние щеки; 3 – ось; 4 – шкивы; 5 – щеки; 6 – ось; 7 – шкив; 8 – ось; 9 – две серьги; 10 –пальцы; 11 – раструб; 12 – воронка
Рисунок 10 – Авторское свидетельство № 245707. Талевый блок:
Талевый блок состоит из двух внутренних щек 1 раздвинутых относительно центральной оси и сваренных в единый корпус и двух наружных щек 2. Между внутренними и наружными щеками на осях 3 и подшипниках соосно посажены по два канатных шкива 4. К внутренним и наружным щекам на двух осях прикреплен сваренный из двух щек корпус 5 на оси 6 которого на подшипниках посажен шкив 7. Ось его перпендикулярна оси первых канатных шкивов. В нижней части талевого блока на осях 8 подвешены две серьги 9 со вставными пальцами 10. для подвески строп элеватора. Отверстия под пальцы в каждой серьге расположены на оси равновесия приложения всех действующих на канатные шкивы сил. При оснастке талевым канатом четырех канатных шкивов расположенных соосно (при восьмиструнной оснастке) палец 10 устанавливают в правое отверстие серьги 9 а при оснастке талевым канатом всех пяти шкивов (при десятиструнной оснастке) — в левое ее отверстие.
По вертикальной оси в талевый блок встроен раструб 11 с воронкой 12 в верхней части. Через вырез с передней их стороны вводят бурильные трубы. При совместном движении блока с центратором воронка входит в зев центратора предупреждая раскачивание блока.
Талевый блок для производства спуска и подъема бурильных труб в скважину с применением автоматического элеватора состоящий из корпуса с наборами канатных шкивов отличающийся тем что с целью обеспечения переоснастки талевой системы блок выполнен в виде расположенных на одной геометрической оси двух групп шкивов и одного шкива сидящего на оси перпендикулярной оси двух групп шкивов.
Талевый блок отличающийся тем что для предупреждения перемещения в горизонтальной плоскости блок снабжон воронкой с вырезом входящий в зев центратора.
Изобретение может быть расмотренно для использования в модернизации талевого блока.
3 Авторское свидетельство № 95154. Талевый блок
Предметом изобретения является талевый блок для бурения и подземного ремонта скважин.
Предлагаемый талевый блок отличается от известных конструкций талевых блоков применением в средней части блока открытой выемки и устройством двух подпружиненных грузовых скоб для подвешивания стропов или вертлюга.
Благодаря такому выполнению талевого блока обеспечивается возможность подъема свечей длиной равной высоте вышки что значительно ускорит спуско-подъемные операции.
На рисунке 11 показан общий вид талевого блока.
Талевый блок состоит из трех роликов 1 сидящих на осях 2 укрепленныхв щеках 3 которые связаны между собой стяжными болтами 4. В средней части блока имеется выемка 5 предназначенная для прода бурильных труб.
Талевый блок снабжен также грузовыми скобами 6 шарнирно-соединенными каждая со стволом 7 опирающимся на пружину 8.
– ролик; 2 – ось; 3 – щека; 4 – болты; 5 – выемка; 6 – скоба; 7 – ствол; 8 – пружина
Рисунок 11 – Авторское свидетельство № 94154
При подъеме труб стропы заводятся в грузовые скобы и в проушины элеватора на которых висит колонна труб. Затем колония труб поднимается второй элеватор ставится под среднюю муфту и на него сажают колонну труб. Вслед за этим опускают талевый блок по трубе снимают верхний элеватор а стропы вводят в нижний элеватор и поднимают колонну до выхода следующей муфты.
Спуск протекает в обратной последовательности.
Талевый блок для бурения и подземного ремонта скважин отличающийся тем что в целях спуска или подъема трубной свечи с захватом под среднюю муфту в средней части блока имеется открытая выемка и блок снабжен двумя подпружиненными грузовыми скобами для подвешивания стропов элеватора или вертлюга.
4 Авторское свидетельство № 163127. Шпилька ствола безрезьбового крюка
Известные шпильки ствола безрезьбового крюка подъемного механизма буровой установки имеют на обоих концах резьбу. Нижней частью шпильки ввинчиваются верхний горец ствола крюка а на верхнюю ее часть навинчена гайка опирающаяся па крышку пружины. При неточном изготовлении пружины в шпильке возникают напряжения изгиба которые при циклическом нагружении вызывают явления усталости и поломку шпильки.
Шпилька предлагаемой конструкции имеет на нижнем конце шаровую поверхность входящую в расточку па торце ствола и удерживаемую в пен сквозной гайкой навинченной на ствол.
На рисунке 12 показана предлагаемая шпилька установленная в амортизационной части крюка.
– шпилька; 2 – ствол; 3 – сквазная гайка; 4 – болты; 5 – гайка; 6 – шплинт; 7 – крышка; 8 – пружина
Рисунок 12 – Авторское свидетельство № 163127
Шаровая поверхность шпильки 1 входит в расточку верхнего торна ствола 2 и удерживается в ней сквозной гайкой 3 навинченной на ствол. Гайка удерживается от отвинчивания тремя зашплинтованными болтами 4. Па верхний конец шпильки навинчена гайка 5 зашплинтованная шплинтом 6 и опирающаяся крышку 7 пружины 8.
Вследствие того что нижний конец шпильки поворачивается шпилька не может быть нагружена изгибающими усилиями. Это обеспечивает ее высокую долговечность и большой межремонтный срок крюка.
Предмет изобретения.
Шпилька ствола безрезьбового крюка подъемного механизма буровой установки соединенная нижним конном со стволом крюка а верхним — с гайкой опирающейся на крышку пружины отличающаяся тем что с целью повышения межремонтного срока крюка путем устранения напряжении изгиба в шпильке последняя имеет па нижнем копне шаровую поверхность входящую в расточку на торце ствола и удерживаемую в ней сквозной гайкой навинченной на ствол.
5 Авторское свидетельство №2335450. Крюковая подвеска
Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию и может быть использовано на грузоподъемных кранах и траверсах. Крюковая подвеска содержит крюк траверсу с отверстием для крюка крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный между траверсой и крепежным элементом стопорное устройство. Стопорное устройство выполнено в виде набора втулок с одного конца которых имеется впадина резьбой противоположной по оправлению резьбе на хвостовике крюка а с другого выступ с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка и двух концевых втулок на одном из торцов которых выполнен прямоугольный выступ между втулками расположены жестяные прокладочные кольца толщиной до 1 мм которые служат для жесткого монтажа конструкции. Достигается расширение возможности применения стопорного устройства использование одного стопорного устройства для креплений разной длины снижение металлоемкости.
Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию и может быть использовано на грузоподъемных кранах и траверсах.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является крюковая подвеска содержащая крюк траверсу с отверстием для крюка крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный между траверсой и крепежным элементом.
Недостатком данной конструкции является то что для разной длины креплений требуется своя стопорная Т-образная планка которая не может быть использована для креплений другой длины высокая металлоемкость.
Техническая задача изобретения - расширение возможности применения стопорного устройства использование одного стопорного устройства для креплений разной длины снижение металлоемкости.
Крюковая подвеска содержит крюк траверсу с отверстием для крюка крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный между траверсой и крепежным элементом стопорное устройство. Новым является то что стопорное устройство выполнено в виде набора втулок с одного конца которых имеется впадина резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка а с другого - выступ с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка и двух концевых втулок на одном из торцов которых выполнен прямоугольный выступ между втулками расположены жестяные прокладочные кольца толщиной до 1 мм которые служат для жесткого монтажа конструкции.
Технический результат заключается в том что использование предлагаемой конструкции стопорного устройства позволит расширить возможности его применения для креплений различной длины и снизить металлоемкость и предотвратить отвинчивание крюка.
На рисунке 13 изображена крюковая подвеска с коротким видом крепления крюка к траверсе.
Крюковая подвеска содержит крюк 1 траверсу 2 с отверстием для крюка крепежный элемент для закрепления крюка 1 на траверсе 2 представляющий собой гайку 3 выполненную в виде втулки с фланцем и упорный подшипник 4 расположенный между траверсой 2 и гайкой 3. Между упорным подшипником 4 и траверсой 2 установлена шайба 5 при этом сопрягаемые поверхности шайбы 5 выполнены сферическими. На гайке 3 установлена крышка 6 прикрепленная к гайке болтами 7 застопоренными отгибочными шайбами 8. Между крышкой 6 и крюком 1 установлен стопорное устройство которое состоит из набора втулок 9 с одного конца которых имеется впадина с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка а с другого - выступ с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка и двух концевых втулок на одном из торцов выполнен прямоугольный выступ с помощью которого концевые втулки крепятся с крышкой 6 и крюком 1 В случае несовпадения расположения паза крышки 6 и выступа втулки 9 в наборе между втулками устанавливаются жестяные прокладочные кольца 10 которые позволяют точно установить приспособление.
– крюк; 2 - траверса; 3 – гайка; 4 – упорный подшипник; 5 – шайба; 6 – крышка; 7 – болты; 8 – отгибные шайбы; 9 – втулка; 10 – кольца.
Рисунок 13 - Крюковая подвеска А.С. №2335450
Крюковая подвеска действует следующим образом.
Крюк 1 удерживается в гайке 3 посредством резьбового соединения. Поворот крюка 1 относительно вертикальной оси осуществляется вместе с гайкой 3 которая фланцем через упорный подшипник 4 и сферическую поверхность шайбы 5 опирается на сферическую поверхность планки приваренной к траверсе.
Для предотвращения отвинчивания крюка 1 и обеспечения совместного поворота крюка 1 с гайкой 3 хвостовик крюка законтривается стопорным устройством которое состоит из набора втулок 9 с одного конца которых имеется впадина с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка а с другого - выступ с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка и двух концевых втулок имеющих на одном из торцов прямоугольный выступ которым с одной стороны стопорное устройство фиксируется в отфрезерованном пазе хвостовика крюка 1 а с другой стороны в крышке 6 которая закрепляется с помощью болтов 7 застопоренными отгибочными шайбами 8.
Использование данного стопорного устройства позволит: во-первых расширить возможности применения стопорного устройства; во-вторых использовать стопорное устройство для креплений различной длины так как в стопорное устройство входят промежуточные одинаковые втулки которые могут легко добавляться и убираться из конструкции увеличивая или уменьшая длину стопорного устройства; в-третьих данная конструкция позволяет очень точно регулировать свою длину и жестко зафиксировать стопорное устройство вследствие резьбового соединения втулок между собой и наличия тонких жестяных прокладочных колец которые устанавливаются между втулками.
Крюковая подвеска содержащая крюк траверсу с отверстием для крюка крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный межд траверсой и крепежным элементом стопорное устройство отличающаяся тем что стопорное устройство выполнено в виде набора втулок с одного конца которых имеется впадина с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка а с другого выступ с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка и двух концевых втулок на одном из торцов которых выполнен прямоугольный выступ между втулками расположены жестяные прокладочные кольца толщиной до 1 мм которьк служат для жесткого монтажа конструкции.
Данное изобретение может быть использовано для модернизации крюковой подвески или талевого блока в котором используется крюк но в данном дипломном проекте оно не целесообразно для модернизации в нашем случаи крюк не целесообразно использование в талевом блоке.
6 Авторское свидетельство № 2335449. Крюковая подвеска
Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию и может быть использовано на грузоподъемных кранах и траверсах. Крюковая подвеска включает крюк траверсу крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный между траверсой и крепежным элементом. В качестве стопорного устройства используется цилиндр разрезанный на четыре части с внутренним коническим отверстием и клиновой стопорный винт с левой резьбой на его концевой части которая вкручивается в отверстие выполненное в хвостовике крюка при этом средняя часть клинового стопорного винта выполнена в виде усеченного конуса и взаимодействует с внутренней конической поверхностью разрезанного цилиндра. Достигается расширение возможности использования в различных траверсах повышение удобства эксплуатации повышение надежности удобство монтажа.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является крюковг подвеска снабженная установленной между упорным подшипником и траверсой шайбой и
Т-образной стопорной планкой установленной на крепежном элементе для взаимодействия с хвостовиком крюка.
Недостатком данной конструкции является то что используются Т-образные стопорные планки различной длины а также крюки с нестандартной длинной хвостовика что приводит к снижению удобства эксплуатации.
Техническая задача изобретения - расширение возможности использования в различнь траверсах повышение удобства эксплуатации повышение надежности удобство монтаже
Техническая задача достигается тем что в крюковой подвеске включающей крюк траверсу крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный между траверсой и крепежным элементом новым является то что в качестве стопорного устройства используют цилиндр разрезанный на четыре части с внутренним коническим отверстием и клиновой стопорный винт с левой резьбой на его концевой части который вкручивается в отверстие выполненное в хвостовике крюка при этом средняя часть клинового стопорного винта выполнена в виде усеченного конуса и взаимодействует с внутренней конической поверхностью разрезанного цилиндра.
– крюк; 2 – траверса; 3 – гайка; 4 – подшипник; 5 – шайба; 6 – планка; 7 – цилиндр; 8 – стопорный винт; 9 – крышка; 10 – болты.
Рисунок 14 – Крювовая подвеска А.С. № 2335449
Технический результат заключается в расширении возможности использования данного устройства в различных крюковых подвесках повышении удобства эксплуатации повышении надежности и удобстве монтажа.
На рисунке 14 изображена предлагаемая крюковая подвеска.
Крюковая подвеска содержит крюк 1 траверсу 2 крепежный элемент для закрепления крюка 1 на траверсе 2 представляющий собой гайку 3 выполненную в виде втулки с фланцем и упорный подшипник 4 расположенный между траверсой 2 и гайкой 3. Между упорным подшипником 4 и траверсой 2 установлена шайба 5 и планка 6 при этом сопрягаемые поверхности шайбы 5 и планки 6 выполнены сферическими. Внутрь гайки 3 вставляется разрезанный на четыре части цилиндр 7 в коническое отверстие которого вставляется клиновой стопорный винт 8 и вкручивается в отверстие выполненное в хвостовике крюка 1. На гайке 3 устанавливается крышка 9 которая крепится к ней болтами 10.
Устройство работает следующим образом.
Крюк 1 удерживается в гайке 3 посредством резьбового соединения. Поворот крюка 1 относительно вертикальной оси осуществляется вместе с гайкой 3 которая фланцем через упорный подшипник 4 и сферическую поверхность шайбы 5 опирается на сферическую поверхность планки 6 приваренной к траверсе.
Для предотвращения отвинчивания крюка 1 и обеспечения совместного поворота крюка 1 с гайкой 3 внутри гайки 3 помещается разрезанный на четыре части цилиндр 7 с внутренним коническим отверстием который затягивается клиновым стопорным винтом 8. Вследствие затягивания винта 8 он (винт) начинает перемещаться вниз в осевом направлении внешняя поверхность его конической части вступает в контакт с внутренней конической поверхностью цилиндра 7. Цилиндр 3 начинает расходиться в стороны и его внешняя поверхность вступает в контакт с внутренней поверхностью гайки 3. Сила трения между сопрягаемыми поверхностями в процессе затягивания клинового стопорного винта постепенно возрастает и крюк 1 стопорится. Самопроизвольное отвинчивание крюка 1 исключено так как при этом он вращается в сторону затяжки клинового стопорного винта 8 что предотвращает отворот.
Предлагаемая крюковая подвеска позволяет расширить возможности использования в различных траверсах повысить удобство эксплуатации повысить надежность и удобство монтажа.
Крюковая подвеска содержащая крюк траверсу крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный между траверсой и крепежным элементом отличающаяся тем что в качестве стопорного устройства используют цилиндр разрезанный на четыре части с внутренним коническим отверстием и клиновой стопорный 5 винт с левой резьбой на его концевой части который вкручивается в отверстие выполненное в хвостовике крюка при этом средняя часть клинового стопорного винта выполнена в виде усеченного конуса и взаимодействует с внутренней конической поверхностью разрезанного цилиндра.
Недостатки данного патента такие же что и у предыдущего патента.
Техническое предложение по модернизации крюкоблока УТБК-5-270
1 Основание для модернизации крюкоблока
При бурении скважин буровыми установками БУ 4500270 ЭК-БМ с СВП возникла проблема в повышенном износе талевого каната так как расстояние между крюкоблоком и кронблоком стало меньше связи с использованием СВП на высоту СВП 65 м.
В стандартном варианте крюкоблок УТБК-5-270 следующею компоновку изображенную на рисунке 15.
– талевый блок; 2 – демферная пружина; 3 – крюк; 4 – замок
Рисунок 15 – Крюкоблок УТБК-5-270
Крюкоблок состоит из талевого блока УТБ-5-270 и крюка УУТЛ-270 которые соединены осями.
Рисунок 16 – Крюк УКТЛ-270
Крюк УКТЛ-270 рисунок 15 в дальнейшем «крюк» состоит из вращающихся на упорном подшипнике 17 частей: сварно-литого крюка 1 ствола 7 пружины 8 установленных между фланцами стаканов 10 и 11 двух вкладышей 6 и не вращающихся частей – траверсы 15 гидроамортизатора 12 и крышки 13.
Зев крюка закрывается защелкой 3 с пружинным стопором 4.
Закрывание защелки производиться штропом вертлюга при его посадке на крюк когда штроп давит на защелку и поворачивает ее под упор при этом защелка закрывается стопор.
Боковые рога крюка имеют седловидные выточки под штропа элеватора закрытые от соскакивания штропов скобами.
Ствол от поворота удерживается шпонкой с возможностью вертикального перемещения ствола на длину рабочего хода пружин. Данная операция необходима при ручной расстановке свечей в два подсвечника.
СВП также имеет в конструкции систему пружин предохраняющие от повреждения буровое оборудование при выполнении спускоподъемных операций и возникновении осложнений в процессе бурения. СВП в своей комплектации также имеет встроенный элеватор что отпадает использование крюка с рогами для подвешивания элеватора.
Общая длина крюка используемая в крюкоблоке составляет 2483 мм непосредственно длина крюка в комплекте с талевым блоком составляет 2133 мм.
2 Техническое предложение по модернизации крюкоблока
Одним из выходов в уменьшении износа талевого каната и сохранения талевой системы в работоспособном состоянии есть увеличение расстояния между крюкоблоком и кронблоком.
Для этой достижения этой цели и уменьшения металлоемкости а следовательно упрощение конструкции крюкоблока в целом целесообразно изменение конструкции крюковой подвески. Для этого мы отойдем от крюка с рогами и демферной пружины.
На талевый блок предлагается установить подвеску (адаптер) на штатные места крепления крюка для уменьшения переделок в конструкции крюкоблока рисунок 17.
Рисунок 17 – Модернизированный крюкоблок
Общая длина крюкоблока составляет 3813 мм а модернизированного 1873 мм что на 1940 мм меньше.
Конструкцию адаптера приведена на рисунке 18.
Рисунок 18 - Адаптер
Расчет элементов подвески
Для правильности выбора конструкции и геометрических размеров элементов модернизации проведем расчет модернизированных элементов.
1 Расчет пальца крепления адаптера на прочность
В конструкции блока адаптер крепиться на два пальца которые фиксируются гайкой и шплинтуются деформируемой шайбой.
В результате предложенной модернизации возникла необходимость проверить пальца крепления адаптера. Размер и параметры пальца не менялись из конструкции талевого блока. В креплении адаптера используются два пальца соответственно нагрузка которая воспринимается талевым блоком может быть поделена на два. Проведем расчет определим сечение пальца.
Для этой цели построим расчетную схему и зададим нагрузки.
Рисунок 19 - Расчетная схема
Дано: Q = 2838 КН Т=360МПа [S]=35.
В талевой подвеске нагрузка распределяется на 2-ва пальца равномерно:
Qпал.=Qобщ..2=28382=1419 КН.
По расчетной схеме на палец с одной стороны от адаптера действует усилие на две стороны то полученную нагрузку необходимо поделить на два и построить расчетную схему.
Qпал1=Qпал.2=14192=7095 КН.
Рассмотрим схему нагружения и составим уравнения равновесия системы:
Fy=0:RАУ+RВУ-Qпал1=0
МА=0: Qпал1·0075+Q·(0350+0075)-RВУ·(2·0350+0448)=0.
гдеRАХ – реакция в опоре А;
RВУ – реакция в опоре В;
Qпал1 – нагрузка возникающая от адаптера.
Решим уравнения равновесия:
RВУ=(30154·103+5321·103)05= 7095 К·Н
RАУ=Qпал1·2-RВУ=7095·103·2-7095=7095 К·Н.
Чтобы найти наиболее опасное сечение в пальце необходимо найти поперечные силы и изгибающий момент по участкам. Палец будет иметь 3 участка.
Рисунок 20 - Схема нагружения
QII=RAY-Qпал1=7095-7095=0 К·H
QII=RAY-Qпал1- Qпал1=7095-7095-7095=-7095 К·H
Построим эпюру поперечных сил и изгибающих моментов.
Рисунок 21 - Эпюра нагружения пальца
По эпюре изгибающих моментов найдем наиболее опасное сечение и для него определим момент сопротивления (W) и определим поперечное сечение пальца. Для этой цели проведем расчет напряжений на статическую прочность с последующим определением сечения пальца.
где [S] – допустимый коэффициент запаса прочности.
Определим диаметр пальца через момент Wх по формуле:
По размерному ряду выбираем значение d пальца в меньшую сторону до целого числа 180 мм.
2 Расчет элемента адаптера
Проведем проверочный расчет элемента адаптера на котором крепиться штроп СВП и передается основная масса бурильной колонны в месте крепления адаптера к талевому блоку нагрузка будет распологаться равномерно на 4 составляющих.
Рисунок 22 - Расчетная схема
Дано: Q = 2838 КН [] = 7858 МПа Т=275МПа для стали 35Л [S]=35.
МА=0: Q·0193-RВУ·0386=0.
Q – нагрузка от веса бурильной колонны и СВП.
RВУ=(2838·103·0193)0386= 1419 К·Н
RАУ=Q-RВУ=2838·103-1419=1419 К·Н.
Чтобы найти наиболее опасное сечение необходимо найти поперечные силы и изгибающий момент по участкам.
Рисунок 23 - Схема нагружения
QII=RAY-Q=1419-2838=-1419 К·H
Рисунок 24 - Эпюра нагружения пальца
По эпюре изгибающих моментов найдем наиболее опасное сечение и для него определим момент сопротивления (W) и определим поперечное сечение.
гдеn-коэффициент использования = 2.
Определим момент Wх по формуле:
Рассматривая конструкцию адаптера мы пришли к выводу что необходимо использовать сечение в нижней части адаптера в узле крепления серьги СВП 140х180 мм это еще выбрано и конструктивно для уменьшения напряжений в сечении.
Рассчитаем адаптер на усталостную прочность:
R = 275 МПа – коэффициент асимметрии; S = 009 м2; n = 17 – запас прочности; γV = 16 – коэффициент от вида напряженного состояния; m = 09 – коэффициент условий работы.
Рассчитаем напряжения по усталостной прочности.
Условие выносливости адаптера выполняется.
3 Расчет адаптера численными методами
(определение напряженного состояния адаптера)
Программное обеспечение:
Autodesk Inventor Professional 2009
Модуль "Анализ напряжения" Autodesk Inventor Professional использован для имитации поведения механической детали в условиях нагрузки на конструкцию. Результаты представленные в данном отчете получены с помощью технологии ANSYS.
Не следует принимать или отклонять проект основанный исключительно на данных представленных в данном отчете. Проекты следует оценивать рассматривая информацию в соответствии с экспериментальными данными испытаний и практическим опытом инженеров-конструкторов и аналитиков. Качественный подход к техническому проектированию всегда предполагает физические испытания в качестве решающего средства обоснования конструктивной целостности с определенной погрешностью.
Геометрия и зацепление
Точность зацепления в данном анализе была определена с помощью параметра значимости. Для справки: при установке значения -100 создается грубое зацепление выдаются быстрые решения и сомнительные результаты. При установке значения +100 создается точное зацепление процесс поиска решения занимает больше времени и результаты получаются более точными. По умолчанию установлено нулевое значение значимости.
Таблица 6 – Характеристики адаптер
Размеры ограничивающей рамки
Параметр значимости сетки
Размеры ограничивающей рамки представлены длинами в глобальной системе координат X Y и Z.
Следующее поведение материала предположительно для данного анализа:
Линейное - напряжение прямо пропорционально деформации.
Постоянное - все свойства термонезависимы.
Однородное - свойства неизменны на протяжении всего объема детали.
Изотропное - свойства материала одинаковы во всех направлениях.
Таблица 7 - Литая сталь
Коэффициент Пуассона
Предел текучести при растяжении
Предел прочности при растяжении
Нагрузки и зависимости
Следующие нагрузки и зависимости действуют на отдельные области детали. Области были определены путем выбора поверхностей цилиндров ребер или вершин.
Таблица 8 - Описания нагрузок и зависимостей
Поверхностное усилие
Зависимость фиксации 1
Зависимость фиксации поверхности
Таблица 9 - Реакции зависимостей
Примечание: векторные данные соответствуют глобальным компонентам X Y и Z.
В таблице ниже приведены все структурные результаты полученные в ходе анализа. В следующем разделе представлены иллюстрации каждого результата нанесенного на поверхность детали.
Запас прочности рассчитан на основе теории прочности при максимальном эквивалентном напряжении пластичного материала. В качестве предельного напряжения указан предел текучести при растяжении материала.
Таблица 10 - Структурные результаты
Эквивалентное напряжение
Максимальное главное напряжение
Минимальное главное напряжение
Коэф. запаса прочности
Рисунок 25 – Эквивалентные напряжения
Эквивалентные напряжения в адапторе будут в точках перехода сечения и в точке приложения нагрузки. Так как в этих точка будит возникать наибольшие нормальные напряжения.
Рисунок 26 – Максимальные главные напряжения
Напряжения в которых не действуют касательные напряжения будут называться главными рассматривая рисунок 21 мы можем сказать в каких точках возникаю max главные напряжения и по диаграмме чему они ровны. Наиболее нагруженными участками оказались участки точках перехода.
Рисунок 27 – Min главные напряжения
Этот рисунок показывает в какой плоскости возникают минимальные напряжения (момент инерции в точке крепления серьги СВП будут возникать минимальные моменты инерции).
Рисунок 28 – Деформации адаптера
На рисунке 23 мы можем сказать (получено в результате использования численных методов расчета) про участки в которых будут наибольшие деформации конструкции. Наиболее деформируемым участком будет элемент адаптера расположенный непосредственно под серьгой СВП.
Рисунок 29 – Коэф. запаса прочности
Данный адаптер имеет довольно большой запас прочности по коэффициенту прочности. Согласно расчетов коэф. запаса прочности 6243 имеют участки перехода сечения и приложения нагрузки. Остальные части адаптера имеют коэффициент запаса прочности в 2-3 раза выше чем зоны перехода сечения и приложения нагрузки.
По результатом проведенных расчетов численными методами можно сказать что напряженно-деформируемое состояние полностью удовлетворяют поставленным задачам в модернизации и конструкция адаптера (выбранные и рассчитанные геометрические размеры) полностью подходит с коэффициентом запаса более 6.
1 Общая характеристика проектируемого объекта
В дипломном проекте рассматривается модернизация крюкюблока. Основой модернизации является замены крюка на адаптер что позволяет сократить затраты на процесс изготовления крюка и его обслуживание. В процессе спускоподъемных операций с использованием СВП уменьшилось расстояние между кронблоком и талевым блоком. Уменьшение расстояния между кронблоком и талевым блоком приводит к выходу из строя бурового оборудования в виде разрушения подшипниковых опор так и преждевременному износу талевого каната и шкивов. В результате модернизации мы увеличиваем расстояние между кронблоком и талевым блоком на 1 5 метра.
В результате экономического расчета определим затраты на изготовление модернизации.
2 Расчет затрат на проведение модернизации
Для проведения модернизации потребуются следующие финансовые вложения:
Затраты на приобретение материалов для изготовления определим по формуле
гдеЗтр – затраты на приобретение руб.;
1 Закажем и приобретем непосредственно адаптер из Стали 35Л. Средняя стоимость отливки с обработкой составляет 66 руб. за кг.
2 Приобретение пальца из стали Ст09Г2С ГОСТ 2590-88. Сумму затрат определим по формуле (33)
3 Приобретение гайки из стали Ст09Г2С ГОСТ 2590-88. Сумму затрат определим по формуле (33)
4 Приобретение стопорной шайбы Ст09Г2С ГОСТ 2590-88. Сумму затрат определим по формуле (33)
Затраты на транспортировку
где - затраты на транспортировку руб.;
- норматив на транспортировку %.
Заработная плата рабочих сборки и монтажа талевого блока.
1Основная заработная плата слесаря 4 разряда.
где - основная заработная плата слесаря 4 разряда руб.;
- часовая тарифная ставка рубч;
– время работы слесаря ч;
n – количество рабочих чел.
2Дополнительная заработная плата слесаря 4 разряда.
где - дополнительная заработная плата слесаря 4 разряда руб.;
- основная заработная плата слесапя 4 разряда руб.;
- норматив дополнительной заработной платы %.
3 Так как работа по обслуживанию талевого блока проводится в экстремальных природно-климатических условиях Севера то согласно Трудовому кодексу РФ закону "О государственных гарантиях и компенсациях для лиц работающих и проживающих в районах Крайнего Севера и приравненных к ним местностях" и ряду других законодательных актов для таких граждан предусматриваются особые меры возмещения дополнительных материальных и физиологических затрат то есть увеличение размера выплат на соответствующий коэффициент.
гдеЗсев – дополнительные выплаты газоэлектросварщику 4 разряда учитывающие работу в условиях Севера руб.;
Зо - основная заработная плата газоэлектросварщика 4 разряда руб.;
Зд - дополнительная заработная плата газоэлектросварщика 4 разряда руб.;
kр – размер районного коэффициента;
kс - размер северного коэффициента.
Отчисления страховых взносов во внебюджетные фонды:
где - отчисления страховых взносов во внебюджетные фонды руб.;
- основная заработная плата газоэлектросварщика 4 разряда руб.;
- дополнительная заработная плата газоэлектросварщика 4 разряда руб.;
- норматив страховых взносов во внебюджетные фонды %.
Общие затраты на модернизацию талевого блока представим в виде таблицы.
Таблица 11 – Калькуляция затрат на модернизацию талевого блока
палец D180 мм Ст.09Г2С
шайба стопор Ст.09Г2С
Затраты на транспортировку
Заработная плата слесаря 4
основная заработная плата
дополнительная заработная плата
дополнительные выплаты учитывающие работу в условиях Севера
Отчисления страховых взносов во внебюджетные фонды
Стоимость базового талевого блока составляет 3149420 руб. Стоимость с учетом затрат на модернизацию составит руб.
где Спм - стоимость талевого блока после модернизации руб.;
Цб - цена базового талевого блока руб.;
Зм – затраты на модернизацию руб.
СПМ=3149420+3440241=318382241 руб.
Стоимость модернизированного талевого блока вместе с адаптером составляет 318382241 рублей стоимость крюкоблока до модернизации целиком составляет 3764200 рублей. Общая экономия для предприятия использование модернизированного талевого блока по сравнению с крюкоблоком для выполнения спускоподъемных операций составляет 580377 рублей.
Проблема обеспечения безопасности в техносфере в ближайшее десятилетие приобретает особую актуальность в России в связи с массовым выходом в запредельный проектный ресурс большого парка энергетических химических транспортных и других систем и оборудования полная замена или модернизация которых требует значительных материальных и интеллектуальных затрат. Интенсивное развитие хозяйственной деятельности людей изменение структуры земной поверхности состава биосферы энергетического баланса деградация природных экосистем аварии и катастрофы на промышленных и оборонительных объектах явились разрушительным воздействием на окружающую среду и привели природу к состоянию кризиса грозящего экологическими катастрофами локального характера которые создают условия для катастроф планетарного масштаба.
Научно-технический процесс неизбежно приводит к увеличению действия антропогенного фактора на окружающую среду и с особой остротой требует разумного использования природных богатств. Поэтому перед человечеством встала задача рационального природопользования в сочетании с эффективным снижением отрицательного воздействия промышленного производства на окружающую природную среду - биосферу.
Целью проекта является уменьшение денежных затрат в результате простоты конструкции крюкоблока используемого при работе с СВП буровой установки БУ-4500.
Проектируемое устройство - система верхнего привода - является относительно новой разработкой позволившей объединить функции вертлюга и ротора некоторых технологических процессов. Отдельно расположенные ротор и вертлюг имеют много опасных открытых вращающихся частей. Использование СВП значительно повышает безопасность буровой бригады за счет того что единственным вращающимся элементом в зоне бурения на буровой площадке является гладкостенная бурильная свеча. В системе реализована надежная герметизация смазочных схем подвода бурового раствора что исключает их розлив и загрязнение окружающей среды. Мгновенное перекрытие буровой колонны при любой ее ориентации на мачте в режимах бурения и СПО с помощью двух встроенных пре-венторов являющихся предохранительными клапанами внутреннего открытия. Двигатели переменного тока не имеют угольных щеток следовательно исключается появление искр. СВП имеет только электрическую питающую линию состоящих из четырех кабелей: три силовых - на буровые двигатели и один - заземление.
Использование СВП приводит к увеличению подъема талевого блока что негативно сказывается на срок службы шкивов и талевого каната.
1 Недостатки базовой конструкции по обеспечению безопасности труда
В процессе бурения скважины и непосредственно эксплуатации верхнего привода а частности в результате обслуживания верхнего привода с балкона бурильщика возникает следующий ряд проблем:
верхвому рабочему необходимо обслуживать как СВП так и талевый блок который имеет высоту больше 2 м;
для обеспечения норм безопасности предлагается уменьшить высоту талевого блока почти на 15 м защет замены крюка на серьгу в процессе эксплуатации СВП.
Согласно ГОСТ «ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы» при работе противовыбросового оборудования возможны следующие физические опасные и вредные производственные факторы:
движущиеся машины и механизмы;
повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;
повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования материалов;
повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;
повышенное или пониженное барометрическое давление в рабочей зоне и его резкое изменение;
повышенная или пониженная влажность воздуха;
отсутствие или не достаток естественного света;
недостаточная освещенность рабочей зоны.
Проведен анализ опасных и вредных производственных факторов проектируемого технологического процесса.
Проектируемое изделие размещается на открытом воздухе что соответствует 1-й категории – на окрытом воздухе.
2Проектные решения по обеспечению безопасности труда на проектируемом оборудовании в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.003
К работе по обслуживанию СВП и крюкоблока допускаются лица не моложе 18 лет обученные профессии механик нефтяного оборудования слесарь бурового оборудования имеющего соответствующие удостоверение прошедшие медицинский осмотр инструктаж по технике безопасности стажировку и проверку знаний по технике безопасности.
Специфика работы буровых бригад заключается в том что они ведутся круглый год в любое время суток за исключением следующих погодных условий при которых запрещены все виды работ на буровой: -50°С; -40°С и скорости ветра 6 мс; -30 и скорости ветра 12 мс. Дополнительные перерывы для обогрева работающих приостановка работы на объектах осуществляется в зависимости от установленных для субъекта Российской Федерации предельных значений температуры (указанные выше) наружного воздуха и скорости ветра в данном климатическом районе.
В зимнее время площадки проходы для обслуживания СВП очищаются от снега и льда рабочее место должно содержаться в чистоте.
На рабочих местах а также в местах где возможно воздействие на человека вредных и (или) опасных производственных факторов выставляются предупредительные знаки и надписи. На рабочих местах помещаются инструкции по безопасности труда по профессиям и видам работ инструкции по пожарной безопасности эксплуатации оборудования агрегатов и т.п.
При получении во время работы травмы необходимо немедленно принять меры к оказанию первой медицинской помощи и сообщить о несчастном случае начальнику цеха или любому инженерно - техническому работнику сохранить обстановку при которой произошел несчастный случай если это не влечет за собой повторения несчастных случаев с другими. До начала производственных работ обслуживающий персоналу проверить и привести в порядок одежду средства индивидуальной защиты. Запрещается находиться в загазованной зоне в обуви со стальными гвоздями и подкладками.
При ремонте (профилактике) оборудования запрещается:
мыть детали бензином и керосином в неприспособленных помещениях разбрасывать использованные обтирочные материалы их следует собирать в специальные емкости а затем утилизировать;
пользоваться зубилами и молотками для открывания бочек с ГСМ так как при ударе возможно высекание искры и воспламенение горючего;
Проверить наличие и исправность инструмента его соответствие характеру выполняемой работы.
Оборудование инструмент и контрольно-измерительные приборы должны соответствовать требованиям «Положения о порядке разработки (проектирования) допуска к испытаниям изготовлению и выдачи разрешений на применение нового бурового нефтегазопромыслового геологоразведочного оборудования для магистрального трубопроводного транспорта и технологических процессов» утвержденных постановлением Госгортехнадзора России от 08.02.2000 №4 и «Требованиям безопасности к буровому оборудованию для нефтяной и газовой промышленности» утвержденным постановлением Госгортехнадзора России от 17.03.99 №19.
3 Санитарная характеристика выполняемых работ
В соответствии с СНиП 2.09.04-87 работники: диспетчер-оператор оператор слесарь-ремонтник оборудования и т.д. обеспечины в соответствии с типовыми нормами спецодеждой и средствами индивидуальной защиты.
Санитарно-гигиенические требования к работе выполняемой на открытом пространстве
Буровая установка находиться в условиях крайнего севра и бурение скважины выполняется в трудных климатических условиях – в условиях арктического климатического пояса.
Арктический климатический пояс практически не пригоден для обитания человека по крайней мере не имеющего современного технического обеспечения и поэтому практически сразу выпадает из списка. Жизнь в арктическом поясе бурлит на суше только во время короткого лета и замирает на время долгой полярной ночи. Единственно где жизнь продолжается вне зависимости от времён года - это глубины океана. Исключение составляют хищники побережья - белые медведи для которых Арктика - родная стихия и которые основную свою добычу получают из вод моря-океана.
Охлаждение человека как общее так и локальное способствует изменению его двигательной активности нарушает координацию и способность выполнять точные операции; вызывает тормозные процессы в коре головного мозга способствует развитию патологии.
Во избежание локального охлаждения тела работников и уменьшения общих теплопотерь с поверхности тела их обеспечивают рукавицами обувью головными уборами имеющими соответствующую теплоизоляцию.
Освещение площадки буровой
еудовлетворительное освещение рабочего места может явиться причиной несчастных случаев утомления органов зрения снижения производительности труда и ухудшения самочувствия работающих.
Рабочее место для эксплуатации СВП находится под открытым небом то есть в дневное время суток осуществляется естественное освещение. Так как СВП эксплуатируется круглосуточно необходимо обеспечить освещение рабочего места искусственным освещением в темное время суток.
Нормы освещенности ограничения слепящего действия светильников пульсаций освещенности и другие качественные показатели осветительных установок виды и системы освещения приниматься согласно требованиям СН и П 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» и СНиП 12-04-2002 «Строительные нормы и правила Российской Федерации» другим нормативным документам утвержденным или согласованным с Госстроем (Минстроем) РФ и министерствами и ведомствами Российской Федерации в установленном порядке.
Светильники выбираются в соответствии с требованиями норм пожарной безопасности НПБ 249-97 «Светильники. Требования пожарной безопасности. Методы испытаний».
Монтажно-демонтажные работы устройства выполняются при естественном освещении в дневное время суток. В случаи аварии работы могут проводиться в ночное время при искусственном освещении.
Светильники предназначенные для освещения площадки буровой установить вне рабочего места. Все светильники и их части устанавливаемые на оборудовании жестко закрепить на оборудовании чем защитить их от падения в результате воздействия вибраций и сотрясений.
Для осветительных сетей буровых установок применяют напряжение 220 В получаемое от трансформатора (038 - 022 кВ) от дизель - генератора при автономном приводе. В отдельных случаях цепи освещения буровой установки питаются от промысловой осветительной сети. Присоединение осветительной сети осуществляется через автоматический выключатель и магнитный пускатель; кнопку управления пускателей помещают так чтобы можно было отключить освещение при выбросах нефти и газа. Аварийное освещение для продолжения работы питается от трансформатора 220127 В; аварийное освещение для эвакуации людей - от аккумулятора. В качестве аварийного освещения на буровых установках могут применяться переносные электрические лампы напряжением 12 В. При монтаже электроосвещения запрещается подвешивать электрические провода на гвоздях пропускать их без трубок через сгораемые переборки зажимать дверями и окнами.
Для вышки высотой 45 м. предусматривается освещение только одних полатей второго помощника бурильщика однако если работа ведется с обоих полатей то вторые также оборудуют двумя светильниками.
Так как возможны газовые проявления устанавливают светильники в взрывозащищенном варианте.
Путь системы верхнего привода освещается светильниками (таблица 8) устанавливаемыми на лестничных площадках по высоте вышки под углом не менее 65 – 700 ногах вышки на высоте не менее 25 м. от пола полатей под углом не менее 500 с мощностью ламп накаливания не менее 300 Вт либо других видов ламп со световым потоком не менее 2800 лм.
Систему освещения вновь строящихся и реконструируемых объектов нефтяной и газовой промышленности следует проектировать руководствуясь «Отраслевыми нормами проектирования искусственного освещения предприятий нефтяной промышленности» ВСН-34-82 разработанными НИИ строительной физики Госстроя России ВНИИБТ при участии Самарского политехнического университета. При проектировании осветительной установки необходимо: выбрать систему освещения тип источника света норму освещенности тип светильников реазмещение светильников рассчитать освещенность в нужных точках уточнить резмещение и число светильников определить единичную мощность светильников и ламп.
Монтаж осветительных приборов на буровой происходит строго по проекту который должен быль согласован. Общие разположение осветительных приборов показан на рис.1.
Рисунок 30 – Схема освещения буровой вышки БУ 4500270 ЭК-БМ
Таблица 12 - Освещение площадки буровой
Наименование рабочего места
Размер объекта различения мм
Нормируемая освещенность при искусств освещении лк
Тип светильника марка мощность световой поток
Малая точность V разряд
ССО – В – 220 (100 Вт – 3600 лм)
Защита от вибрации и шума
Предельно допустимые уровни звука и вибрации принимают согласно санитарным нормам шума и вибрации на рабочих местах ГОСТ 12.01.003 и ГОСТ 12.01.012.
В процессе эксплуатации системы верхнего привода и крюкоблока возникает такое вредное воздействие на организм человека как вибрация она относится к общей технологической (вибрация 3-й категории) на постоянном рабочем месте. Вибрация от СВП передаваемое на крюкоблок воспринимается направляющим монорельсом через каретку системы передается на распорную балку которая крепится к металлоконструкции вышки которая в свою очередь установлена на основании буровой тем самым вызывая вибрацию площадки буровой. Металлоконструкция вышки основание буровой с фундаментом воспринимает и гасит основную вибрацию за счет значительного преимущества в массе перед СВП крюкоблоком (основное назначение фундамента буровой установки воспринимать нагрузки от процессов бурения и эксплуатации бурового оборудования и гасить вибрацию) но полностью не исключает возможного вредного влияния вибрации. Поэтому предусмотрены: в процессе эксплуатации: установка рабочего места бурильщика (площадку) на виброизоляторы средства индивидуальной защиты персонала как специальная обувь подметки; в процессе изготовления: высокая точность изготовления вращающихся деталей их статическая и динамическая балансировка. Своевременный ремонт замена проверка креплений жесткости соединений деталей и узлов позволит свести к возможному минимуму вредное проявление вибрации.
В СВП много трущихся деталей несколько электродвигателей которые являются источниками появление шума. Для снижения уровня шума в системе верхнего привода все исполнительные механизмы помещены либо в корпус либо в кожухи что обеспечивает звукоизоляцию источника шума. Квалифицированный персонал осуществляющий сборку и техническое обслуживание СВП также позволит снизить уровень шума за счет оптимальной подгонки трущихся деталей соединений своевременно осуществляемого ремонта и замены износившихся деталей и узлов. Крюкоблок иметь в скоей конструкции подшипниковые узлы которые снижают уровень вибрации возникабщий в процессе эксплуатации. Также предусмотрены средства индивидуальной защиты органов слуха от шума такие как противошумные наушники. Эти методы должны свести к минимуму вредное воздействия шума на организм человека.
Обеспечение взрывопожарной и пожарной безопасности
Согласно «Правилам пожарной безопасности в нефтяной промышленности» каждая скважина при эксплуатации насосами ЭЦН обеспечивается первичными средствами пожаротушения.
В системе верхнего привода горючие материалы не используются. Но его эксплуатация связана с возможным нефтегазопроявлением. Категория опасности по НПБ 105-03 по пожарной опасности: АН соответственно горизонтальный размер зоны ограничивающей газопаровоздушные смеси с концентрацией горючего выше нижнего концентрационного предела распространения пламени (НКПР) превышает 30 м (данный критерий применяется только для горючих газов и паров) иили расчетное избыточное давление при сгорании газо- паро- или пылевоздушной смеси на расстоянии 30 м от наружной установки превышает 5 кПа. Пожароопасная зона класса П - III.
Таблица 13- Перечень первичных средств пожаротушения
Пожарный ручной инструмент (топор багор лом) компл.
с песком вме-сти-мос-тью
Войлок асбестовое полотно кошма размером бдух 2 м2 шт.
вместимостью 250 л шт.
Стационарная Ь. у. с
Класс взрывоопасной зоны В - 1 а по ПУЭ класс взрывоопасное в соответствии с РД 08 - 200 - 98 - зона 1.
Весь пожарный инвентарь должен быть окрашен в красный цвет. Комплект пожарного ручного инструмента размещают на щите который вывешивают на видных и доступных местах.
Утилизировать отработанное масло предотвращать их попадание в почву и водоемы.
4 Экологичность проекта
Осуществление промышленной деятельности с воздействием на окружающую среду регламентируется законами: "Об охране окружающей природной среды" "О недрах" "О континентальном шельфе Российской федерации" "Об отходах производства и потребления". Согласно этим законам на буровой установке запрещается:
сливать использованный буровой раствор в открытые водные бассейны и непосредственно на почву;
загрязнение почвы горюче-смазочными материалами и слив их непосредственно на почву в случае попадания на покрытия площадок их собирают в отстойниках - ловушках а затем сжигают в специальных установках.
Загрязнение атмосферного воздуха непосредственно системой верхнего привода не происходит. Попадание горюче-смазочных материалов и бурового раствора исключено за счет полной герметизации автономной гидравлической системы. За счет исключения попадания пыли и грязи в систему из вне существенно увеличивается период использования смазочных материалов. Отработанные смазочные материалы сливают в металлические емкости и утилизируются.
Для исключения нефтегазоводопроявлений и выбросов система верхнего привода имеет два встроенных превентора которые являются предохранительными клапанами внутреннего открытия. Верхний клапан управляемый дистанционно с пульта управления буровика и нижний клапан ручного управления составляю систему противовыбросового контроля скважины. Оба клапана имеют стандартные соединения 168 мм штуцер (муфта) с правой резьбой и рассчитаны на номинальное давление 102 МПа.
Обеспечить буровую установку знаками безопасности и первичными средствами пожаротушения звуковой системой оповещения о возникновении пожара.
Для привода ствола ротора применены два асинхронных двигателя переменного тока с возможностью как совместного так и отдельного введения их в работу. Такое средство получило название резервирование применение которого позволяет повысить уровень надежности всего механизма и в частности снизить затраты потребления электроэнергии за счет использования только одного двигателя то есть количество затраченной электроэнергии будет зависеть от требуемой мощности от электродвигателей либо от одного (400 кВтч) либо суммарно от обоих (800 кВтч).
В процессе бурения скважины возникают отходы в виде бурового шлама. Буровой шлам обезвоживается на установках БФК из него выводиться химические реагенты которые впоследствии используются в дальнейшем для бурения скважин. Твердые отходы вывозятся на полигон где складываются для дальнейшей переработки. В планах переработки твердых отходов бурения заключается выжигание активных химических реагентов оставшихся в шламе а сам шлам используется для строительства автодорог.
В результате проведенной модернизации крюковой подвески а не посредственно талевого блока УТБ-5-270 мы получили уменьшение:
- время проведения технического обслуживания;
- стоимость изделия в целом;
- транспортных расходов.
При уменьшении высоты крюкоблока привело к увеличению расстояния между кронблоком и талевым блоком что положительно сказалось на эксплуатационные характеристики талевого каната и оборудования в целом.
Необходимо было провести расчет необходимого расстояния между крюкоблоком и кронблоком что способствовало к определению необходимого минимального расстояния между оборудованием.
Список использованных источников
Ильский А.Л Миронов Ю.В Чернобыльский А.Г. Расчет и конструирование бурового оборудования. Учеб. пособие для вузов. – М.:Недра 1985.- 452 с.
Ильский А.Л Касьянов В.М Порошин В.Г Буровые машины механизмы и сооружения. – М.: Недра 1967. – 471 с.
Элияшевский И.В Сторонский М.Н. Орсуляк Я.М. Типовые задачи и расчеты в бурении. Учеб. пособие для техникумов. – 2-е изд. перераб. и доп. – М: Недра 1982. – 296 с.
Баграмов Р.А. Буровые машины и комплексы Учебник для вузов. - М.: Недра 1988 - 501с. 3. Коваленко В.И. Холодов А.Н. Оборудование для очистки и приготовления буровых растворов. - М.: Недра 1992 - 74с.
Ильский А. Л. Буровые машины и механизмы А. Л. Ильский – М: Недра 1880 год – 391с.;
Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя в трёх томах В. И. Анурьев – М: Машиностроение 1979 год – 1864с;
Муравенко В.А. Муравенко А.Д. Буровые машины и механизмы в двух томах. Справочно-информационное издание – М: Недра 2002 год – 520 с;
Макаров Г.В. Уплотнительные устройства – Л: Машиностроение 1973 год – 232с;
Мельников В.А. Техника и технология бурения нефтяных и газовых скважин – Красноярск: ИПК СФУ 2008 год – 295с;
Дунаев П. Ф. Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин П. Ф. Дунаев – М: Академия 2006год – 496 с.;
Чернилевский Д.В. Детали машин. Проектирование приводов технологического оборудования – М.: Машиностроение 2004 год – 560с;
Писаренок Г.С. Справочник по сопротивлению материалов – Изд. «Наукова Думка». Киев 1975-704с.

245707.doc

Известны талевые блоки для спуска и подъема бурильных труб в скважину с применением автоматического элеватора представляющие собой набор канатных шкивов заключенный в корпусе..
Предлагаемый талевый блок выполнен в виде расположенных на оДной геометрической оси двух групп шкивов и одного шкива сидящего на оси перпендикулярной оси двух групп шкивов. Для предупреждения перемещения в горизонтальной плоскости блок снабжен воронкой с вырезом входящей в зев центратора. Такое выполнение обеспечивает переоснастку талевой системы.
На фиг. 1 представлен описываемый талевый блок; на фиг. 2 дано его продольное сечение.
Талевый блок состоит из двух внутренних щек раздвинутых относительно центральной оси и сваренных в единый корпус и двух наружных щек. 2. Между внутренними и наружными щеками на осях 3 и подшипниках соосно посажены по два канатных шкива 4. К внутренним и наружным щекам на двух осях прикреплен сваренный из двух щек корпус 5 на оси 6 которого на подшипниках посажен шкив 7. Ось его перпендикулярна оси первых канатных шкивов. В нижней части талевого блока на осях 8 подвешены две серьги 9 со вставными пальцами 10. для подвески строп элеватора. Отверстия под паль-
цы в каждой серьге расположены на оси равновесия приложения всех действующих на"' канатные шкивы сил. При оснастке талевым .' канатом четырех канатных шкивов располо-5 женных соосно (при восьмиструнной оснаст- ке) палец 10 устанавливают в правое отверстие серьги 9 а при оснастке талевым канатом всех пяти шкивов (при десятиструнной оснастке) — в левое ее отверстие.
Ю По вертикальной оси в талевый блок § встроен раструб с воронкой 12 в верхней части. Через вырез с передней их стороны" вводят бурильные трубы. При совместном движении блока с центратором воронка вхо-
дит в зев центратора предупреждая раскачивание блока.
1. Талевый блок для производства спуска и подъема бурильных труб в скважину с применением автоматического элеватора состоящий из корпуса с наборами канатных шкивов отличающийся тем что с целью обеспе-1
чения переоснастки талевой системы блок выполнен в виде расположенных на одной геометрической оси двух групп .'.шкивов и одного шкива сидящего на оси перпендикулярной оси двух групп шкивов.
.2. Талевый .блок. по_я.Лу.отлшьающийся тем что для предупреждения перемещения в го-

2335450-1.doc

(54) КРЮКОВАЯ ПОДВЕСКА
Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию и может быть использовано на грузоподъемных кранах и траверсах. Крюковая подвеска содержит крюк траверсу с отверстием для крюка крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный между траверсой и крепежным элементом стопорное устройство. Стопорное устройство выполнено в виде набора втулок с одного конца которых имеется впадина резьбой противоположной по
направлению резьбе на хвостовике крюка а с
другого выступ с резьбой противоположной по
направлению резьбе на хвостовике крюка и двух
концевых втулок на одном из торцов которых
выполнен прямоугольный выступ между втулками
расположены жестяные прокладочные кольца
толщиной до 1 мм которые служат для жесткого
монтажа конструкции. Достигается расширение
возможности применения стопорного устройства
использование одного стопорного устройства для
крепленийразнойдлиныснижение
металлоемкости. 3 ил.

2335449-3.doc

Крюковая подвеска содержащая крюк траверсу крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный между траверсой и крепежным элементом отличающаяся тем что в качестве стопорного устройства используют цилиндр разрезанный на четыре части с внутренним коническим отверстием и клиновой стопорный 5 винт с левой резьбой на его концевой части который вкручивается в отверстие
выполненное в хвостовике крюка при этом средняя часть клинового стопорного винта выполнена в виде усеченного конуса и взаимодействует с внутренней конической поверхностью разрезанного цилиндра.

2335450-2.doc

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию и может быть использовано на грузоподъемных кранах и траверсах.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является крюковая подвеска содержащая крюк траверсу с отверстием для крюка крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный между траверсой и крепежным элементом [А.С. 311 1189781 А опубл. 07.11.85 бюл. №41].
Недостатком данной конструкции является то что для разной длины креплений требуется своя стопорная Т-образная планка которая не может быть использована для креплений другой длины высокая металлоемкость.
Техническая задача изобретения - расширение возможности применения стопорного устройства использование одного стопорного устройства для креплений разной длины снижение металлоемкости.
Крюковая подвеска содержит крюк траверсу с отверстием для крюка крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный между траверсой и крепежным элементом стопорное устройство. Новым является то что стопорное устройство выполнено в виде набора втулок с одного конца которых имеется впадина резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка а с другого - выступ с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка и двух концевых втулок на одном из торцов которых выполнен прямоугольный выступ между втулками расположены жестяные прокладочные кольца толщиной до 1 мм которые служат для жесткого монтажа конструкции.
Технический результат заключается в том что использование предлагаемой конструкции стопорного устройства позволит расширить возможности его применения для креплений различной длины и снизить металлоемкость и предотвратить отвинчивание крюка.
На фиг.1 изображена крюковая подвеска с коротким видом крепления крюка к траверсе; на фиг.2 изображена крюковая подвеска с удлиненным видом крепления крюка к траверсе; на фиг.З показана крышка и увеличенное изображение втулок с прокладочными жестяными кольцами.
Крюковая подвеска содержит крюк 1 траверсу 2 с отверстием для крюка крепежный элемент для закрепления крюка 1 на траверсе 2 представляющий собой гайку 3 выполненную в виде втулки с фланцем и упорный подшипник 4 расположенный между траверсой 2 и гайкой 3. Между упорным подшипником 4 и траверсой 2 установлена шайба 5 при этом сопрягаемые поверхности шайбы 5 выполнены сферическими. На гайке 3 установлена крышка 6 прикрепленная к гайке болтами 7 застопоренными отгибочными шайбами 8. Между крышкой 6 и крюком 1 установлен стопорное устройство которое состоит из набора втулок 9 с одного конца которых имеется впадина с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка а с другого - выступ с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка и двух концевых втулок на одном из торцов выполнен прямоугольный выступ с помощью которого концевые втулки крепятся с крышкой 6 и крюком 1 В случае несовпадения расположения паза крышки 6 и выступа втулки 9 в наборе между втулками устанавливаются жестяные прокладочные кольца 10 которые позволяют точно установить приспособление.
Крюковая подвеска действует следующим образом.
Крюк 1 удерживается в гайке 3 посредством резьбового соединения. Поворот крюка 1 относительно вертикальной оси осуществляется вместе с гайкой 3 которая фланцем через упорный подшипник 4 и сферическую поверхность шайбы 5 опирается на сферическую поверхность планки приваренной к траверсе.
Для предотвращения отвинчивания крюка 1 и обеспечения совместного поворота крюка 1 с гайкой 3 хвостовик крюка законтривается стопорным устройством которое состоит из набора втулок 9 с одного конца которых имеется впадина с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка а с другого - выступ с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка и двух концевых втулок

163127.doc

Известные шпильки ствола безрезьбового крюка подъемного механизма буровой установки имеют на обоих концах резьбу. Нижней частью шпильки ввинчиваются I? верхний горец ствола крюка а на верхнюю ее часть навинчена гайка опирающаяся па крышку пружины. При неточном изготовлении пружины в шпильке возникают напряжения изгиба которые при циклическом нагруженнн вызывают явления усталости и поломку шпильки.
Шпилька предлагаемой конструкции имеет па нижнем копне шаровую поверхность входящую в расточку па торце ствола и удерживаемую в пен сквозной гайкой навинченной на ствол.
Па чертеже показана предлагаемая шпилька установленная в амортизационной части крюка.
Шаровая поверхность шпильки входит в расточку верхнего торна ствола 2 и удерживается в пен сквозной гайкой 3 навинченной на ствол. Гайка удерживается от отвинчива-
ния тремя зашплинтованными болтами 4. Па верхний конец шпильки навинчена гайка 5 зашплинтованная шплинтом 6' и опирающаяся п1 крышку 7 пружины 8.
Вследствие того что нижний конец шпильки поворачивается шпилька не может быть нагружена изгибающими усилиями. Это обеспечивает ее высокую долговечность и большой межремонтный срок крюка.
П )) е д м с т изобретения
Шпилька ствола безрезьбового крюка подъемного механизма буровой установки соединенная нижним конном со стволом крюка а верхним — с гайкой опирающейся на крышку пружины о т л и ч а ю щ а я с я тем что с целью повышения межремонтного срока крюка путем устранения напряжении изгиба в шпильке последняя имеет па нижнем копне шаровую поверхность входящую в расточку на торце ствола и удерживаемую в пси сквозной гайкой навинченной на ствол.'

2335449-1.doc

(54) КРЮКОВАЯ ПОДВЕСКА
Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию и может быть использовано на грузоподъемных кранах и траверсах. Крюковая подвеска включает крюк траверсу крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный между траверсой и крепежным элементом. В качестве стопорного устройства используется цилиндр разрезанный на четыре части с внутренним коническим отверстием и
клиновой стопорный винт с левой резьбой на его концевой части которая вкручивается в отверстие выполненное в хвостовике крюка при этом средняя часть клинового стопорного винта выполнена в виде усеченного конуса и взаимодействует с внутренней конической поверхностью разрезанного цилиндра. Достигается расширение возможности использования в различных траверсах повышение удобства эксплуатации повышение надежности удобство монтажа. 1 ил.

2335450-3.doc

имеющих на одном из торцов прямоугольный выступ которым с одной стороны стопорное устройство фиксируется в отфрезерованном пазе хвостовика крюка 1 а с другой стороны в крышке 6 которая закрепляется с помощью болтов 7 застопоренными отгибочными шайбами 8.
Использование данного стопорного устройства позволит: во-первых расширить возможности применения стопорного устройства; во-вторых использовать стопорное устройство для креплений различной длины так как в стопорное устройство входят промежуточные одинаковые втулки которые могут легко добавляться и убираться из конструкции увеличивая или уменьшая длину стопорного устройства; в-третьих данная ю конструкция позволяет очень точно регулировать свою длину и жестко зафиксировать стопорное устройство вследствие резьбового соединения втулок между собой и наличия тонких жестяных прокладочных колец которые устанавливаются между втулками.
Формула изобретения 15 Крюковая подвеска содержащая крюк траверсу с отверстием для крюка крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный межд траверсой и крепежным элементом стопорное устройство отличающаяся тем что стопорное устройство выполнено в виде набора втулок с одного конца которых имеется впадина с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка а с другого выступ с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка и двух концевых втулок на одном из торцов которых выполнен прямоугольный выступ между втулками расположены жестяные прокладочные кольца толщиной до 1 мм которьк служат для жесткого монтажа конструкции.

патенты с рамкой.doc

Патентно-информационный обзор
Авторское свидетельство № 2232250. Талевый блок
Изобретение относится к оборудованию для бурения нефтяных и газовых скважин. Талевый блок содержит корпус шкивы с подшипниками и осями выполненные с образованием кольцевой полости между секциями шкивов узел подвески элеватора. В кольцевой полости между секциями шкивов на радиально-упорном подшипнике установлен ствол вертлюга с отводом и буровым шлангом. Буровой шланг выполнен с возможностью открепления от корпуса и подвешивания в буровой при пуско-подъемных операциях и закрепления на корпусе при осуществлении процесса бурения. Уменьшаются габаритные размеры механизма повышается эффективность и безопасность работ при проводке скважин.
Изобретение относится к оборудованию для бурения нефтяных и газовых скважин. Оно может также использоваться в других отраслях где применяются талевые системы.
Недостатком талевых блок является то что они могут работать только в сочетании с крюком и поэтому имеет значительный габаритный размер по высоте а это влияет на эффективность и безопасность буровых процессов и операций.
Он состоит из корпуса шкивов с подшипниками и осями направляющего желоба установленного в кольцевой полости между секциями шкивов и узла подвески элеватора.
Предлагаемый талевый блок предназначен для устранения отмеченных недостатков и повышения на этой основе технико-экономических показателей проводки скважин.
Техническим результатом заявляемого талевого блока является уменьшение на 4-5 м габаритных размеров талевого механизма по высоте сокращение затрат времени на машинно-ручные операции что позволяет повысить эффективность и безопасность работ при проводке скважин.
Вертлюг при этом исключается из состава буровой установки а его функции выполняет талевый блок.
Технический результат от применения предлагаемого талевого блока достигается тем что он снабжен установленным на радиально-упорном подшипнике в кольцевой полости между секциями шкивов стволом вертлюга с отводом и буровым шлангом выполненным с возможностью открепления от корпуса и подвешивания в буровой при спуско-подъемных операциях и закрепления на корпусе для осуществления процесса бурения.
На рисунке 1 изображен предлагаемый талевый блок.
Рисунок 1 – Авторское свидетельство № 2232250:
– корпус; 2 – шкив; 3 – подшипник; 4 – осей; 5 – полости; 6 – ствол; 7 – вертлюг; 8 – подшипник; 9 – подвеска
Он состоит из корпуса 1 шкивов 2 с подшипниками 3 осей 4 выполненных с образованием кольцевой полости 5 между секциями шкивов 2 и расположенного в этой полости на радиально-упорном подшипнике 8 ствола 6 вертлюга с отводом 7 соединены с корпусом 1 с помощью быстросъемных гаек и с буровым шлангом (не показан) и узла подвески 9 элеватора.
Предлагаемый талевый блок работает следующим образом.
При спуско-подъемных операциях ствол 6 вертлюга с отводом 7 установленным на корпусе 1 на быстросъемных гайках открепляется от корпуса и вместе с буровым шланго подвешивается в буровой. На узел подвески 9 элеватора устанавливается элеватор и производится подъем или спуск бурильного инструмента.
Для осуществления процесса бурения ствол вертлюга с отводом 7 вместе с буровым шлангом закрепляется на корпусе 1 талевого блока обеспечивая возможность промывки скважины и вращения бурильной колонны.
Формула изобретения:
Талевый блок содержащий корпус шкивы с подшипниками и осями выполненные с образованием кольцевой полости между секциями шкивов и узел подвески элеватора отличающийся тем что он снабжен установленным на радиально-упорном подшипнике в кольцевой полости между секциями шкивов стволом вертлюга с отводом и буровым шлангом выполненным с возможностью открепления от корпуса и подвешивания в буровой при спускоподъемных операциях и закрепления на корпусе для осуществления процесса бурения.
Данный патент может быть рассмотрен как прототип который необходимо модернизировать для использования как талевый блок при бурении с СВП.
Авторское свидетельство № 245707. Талевый блок
Известны талевые блоки для спуска и подъема бурильных труб в скважину с применением автоматического элеватора представляющие собой набор канатных шкивов заключенный в корпусе.
Предлагаемый талевый блок выполнен в виде расположенных на одной геометрической оси двух групп шкивов и одного шкива сидящего на оси перпендикулярной оси двух групп шкивов. Для предупреждения перемещения в горизонтальной плоскости блок снабжен воронкой с вырезом входящей в зев центратора. Такое выполнение обеспечивает переоснастку талевой системы.
На рисунке 2 представлен описываемый талевый блок.
Рисунок 2 – Авторское свидетельство № 245707. Талевый блок:
– внутренние щеки; 2 – наружние щеки; 3 – ось; 4 – шкивы; 5 – щеки; 6 – ось; 7 – шкив; 8 – ось; 9 – две серьги; 10 –пальцы; 11 – раструб; 12 – воронка
Талевый блок состоит из двух внутренних щек 1 раздвинутых относительно центральной оси и сваренных в единый корпус и двух наружных щек 2. Между внутренними и наружными щеками на осях 3 и подшипниках соосно посажены по два канатных шкива 4. К внутренним и наружным щекам на двух осях прикреплен сваренный из двух щек корпус 5 на оси 6 которого на подшипниках посажен шкив 7. Ось его перпендикулярна оси первых канатных шкивов. В нижней части талевого блока на осях 8 подвешены две серьги 9 со вставными пальцами 10. для подвески строп элеватора. Отверстия под пальцы в каждой серьге расположены на оси равновесия приложения всех действующих на канатные шкивы сил. При оснастке талевым канатом четырех канатных шкивов расположенных соосно (при восьмиструнной оснастке) палец 10 устанавливают в правое отверстие серьги 9 а при оснастке талевым канатом всех пяти шкивов (при десятиструнной оснастке) — в левое ее отверстие.
По вертикальной оси в талевый блок встроен раструб 11 с воронкой 12 в верхней части. Через вырез с передней их стороны вводят бурильные трубы. При совместном движении блока с центратором воронка входит в зев центратора предупреждая раскачивание блока.
Талевый блок для производства спуска и подъема бурильных труб в скважину с применением автоматического элеватора состоящий из корпуса с наборами канатных шкивов отличающийся тем что с целью обеспечения переоснастки талевой системы блок выполнен в виде расположенных на одной геометрической оси двух групп шкивов и одного шкива сидящего на оси перпендикулярной оси двух групп шкивов.
Талевый .блок отличающийся тем что для предупреждения перемещения в горизонтальной плоскости блок снабжон воронкой с вырезом входящий в зев центратора.
Изобретение может быть расмотренно для использования в модернизации талевого блока.
Авторское свидетельство № 95154. Талевый блок
Предметом изобретения является талевый блок для бурения и подземного ремонта скважин.
Предлагаемый талевый блок отличается от известных конструкций талевых блоков применением в средней части блока открытой выемки и устройством двух подпружиненных грузовых скоб для подвешивания стропов или вертлюга.
Благодаря такому выполнению талевого блока обеспечивается возможность подъема свечей длиной равной высоте вышки что значительно ускорит спуско-подъемные операции.
На рисунке 3 показан общий вид талевого блока.
Талевый блок состоит из трех роликов 1 сидящих на осях 2 укрепленныхв щеках 3 которые связаны между собой стяжными болтами 4. В средней части блока имеется выемка 5 предназначенная для прода бурильных труб.
Талевый блок снабжен также грузовыми скобами 6 шарнирно-соединенными каждая со стволом 7 опирающимся на пружину 8.
При подъеме труб стропы заводятся в грузовые скобы и в проушины элеватора на которых висит колонна труб. Затем колония труб поднимается второй элеватор ставится под среднюю муфту и на него сажают колонну труб. Вслед за этим опускают талевый блок по трубе снимают верхний элеватор а стропы вводят в нижний элеватор и поднимают колонну до выхода следующей муфты.
Рисунок 3 – Авторское свидетельство № 94154:
– ролик; 2 – ось; 3 – щека; 4 – болты; 5 – выемка; 6 – скоба; 7 – ствол; 8 – пружина
Спуск протекает в обратной последовательности.
Талевый блок для бурения и подземного ремонта скважин отличающийся тем что в целях спуска или подъема трубной свечи с захватом под среднюю муфту в средней части блока имеется открытая выемка и блок снабжен двумя подпружиненными грузовыми скобами для подвешивания стропов элеватора или вертлюга.
Авторское свидетельство № 163127. Шпилька ствола безрезьбового крюка
Известные шпильки ствола безрезьбового крюка подъемного механизма буровой установки имеют на обоих концах резьбу. Нижней частью шпильки ввинчиваются верхний горец ствола крюка а на верхнюю ее часть навинчена гайка опирающаяся па крышку пружины. При неточном изготовлении пружины в шпильке возникают напряжения изгиба которые при циклическом нагружении вызывают явления усталости и поломку шпильки.
Шпилька предлагаемой конструкции имеет на нижнем конце шаровую поверхность входящую в расточку па торце ствола и удерживаемую в пен сквозной гайкой навинченной на ствол.
На рисунке 4 показана предлагаемая шпилька установленная в амортизационной части крюка.
Рисунок 4 – Авторское свидетельство № 163127:
– шпилька; 2 – ствол; 3 – сквазная гайка; 4 – болты; 5 – гайка; 6 – шплинт; 7 – крышка; 8 – пружина
Шаровая поверхность шпильки 1 входит в расточку верхнего торна ствола 2 и удерживается в ней сквозной гайкой 3 навинченной на ствол. Гайка удерживается от отвинчивания тремя зашплинтованными болтами 4. Па верхний конец шпильки навинчена гайка 5 зашплинтованная шплинтом 6 и опирающаяся крышку 7 пружины 8.
Вследствие того что нижний конец шпильки поворачивается шпилька не может быть нагружена изгибающими усилиями. Это обеспечивает ее высокую долговечность и большой межремонтный срок крюка.
Шпилька ствола безрезьбового крюка подъемного механизма буровой установки соединенная нижним конном со стволом крюка а верхним — с гайкой опирающейся на крышку пружины о т л и ч а ю щ а я с я тем что с целью повышения межремонтного срока крюка путем устранения напряжении изгиба в шпильке последняя имеет па нижнем копне шаровую поверхность входящую в расточку на торце ствола и удерживаемую в ней сквозной гайкой навинченной на ствол.
Авторское свидетельство №2335450
Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию и может быть использовано на грузоподъемных кранах и траверсах. Крюковая подвеска содержит крюк траверсу с отверстием для крюка крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный между траверсой и крепежным элементом стопорное устройство. Стопорное устройство выполнено в виде набора втулок с одного конца которых имеется впадина резьбой противоположной по оправлению резьбе на хвостовике крюка а с другого выступ с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка и двух концевых втулок на одном из торцов которых выполнен прямоугольный выступ между втулками расположены жестяные прокладочные кольца толщиной до 1 мм которые служат для жесткого монтажа конструкции. Достигается расширение возможности применения стопорного устройства использование одного стопорного устройства для креплений разной длины снижение металлоемкости.
Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию и может быть использовано на грузоподъемных кранах и траверсах.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является крюковая подвеска содержащая крюк траверсу с отверстием для крюка крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный между траверсой и крепежным элементом.
Недостатком данной конструкции является то что для разной длины креплений требуется своя стопорная Т-образная планка которая не может быть использована для креплений другой длины высокая металлоемкость.
Техническая задача изобретения - расширение возможности применения стопорного устройства использование одного стопорного устройства для креплений разной длины снижение металлоемкости.
Крюковая подвеска содержит крюк траверсу с отверстием для крюка крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный между траверсой и крепежным элементом стопорное устройство. Новым является то что стопорное устройство выполнено в виде набора втулок с одного конца которых имеется впадина резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка а с другого - выступ с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка и двух концевых втулок на одном из торцов которых выполнен прямоугольный выступ между втулками расположены жестяные прокладочные кольца толщиной до 1 мм которые служат для жесткого монтажа конструкции.
Технический результат заключается в том что использование предлагаемой конструкции стопорного устройства позволит расширить возможности его применения для креплений различной длины и снизить металлоемкость и предотвратить отвинчивание крюка.
На рисунке 1 изображена крюковая подвеска с коротким видом крепления крюка к траверсе.
Крюковая подвеска содержит крюк 1 траверсу 2 с отверстием для крюка крепежный элемент для закрепления крюка 1 на траверсе 2 представляющий собой гайку 3 выполненную в виде втулки с фланцем и упорный подшипник 4 расположенный между траверсой 2 и гайкой 3. Между упорным подшипником 4 и траверсой 2 установлена шайба 5 при этом сопрягаемые поверхности шайбы 5 выполнены сферическими. На гайке 3 установлена крышка 6 прикрепленная к гайке болтами 7 застопоренными отгибочными шайбами 8. Между крышкой 6 и крюком 1 установлен стопорное устройство которое состоит из набора втулок 9 с одного конца которых имеется впадина с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка а с другого - выступ с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка и двух концевых втулок на одном из торцов выполнен прямоугольный выступ с помощью которого концевые втулки крепятся с крышкой 6 и крюком 1 В случае несовпадения расположения паза крышки 6 и выступа втулки 9 в наборе между втулками устанавливаются жестяные прокладочные кольца 10 которые позволяют точно установить приспособление.
Рисунок 1 - Крюковая подвеска А.С. №2335450
– крюк; 2 - траверса; 3 – гайка; 4 – упорный подшипник; 5 – шайба; 6 – крышка; 7 – болты; 8 – отгибные шайбы; 9 – втулка; 10 – кольца.
Крюковая подвеска действует следующим образом.
Крюк 1 удерживается в гайке 3 посредством резьбового соединения. Поворот крюка 1 относительно вертикальной оси осуществляется вместе с гайкой 3 которая фланцем через упорный подшипник 4 и сферическую поверхность шайбы 5 опирается на сферическую поверхность планки приваренной к траверсе.
Для предотвращения отвинчивания крюка 1 и обеспечения совместного поворота крюка 1 с гайкой 3 хвостовик крюка законтривается стопорным устройством которое состоит из набора втулок 9 с одного конца которых имеется впадина с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка а с другого - выступ с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка и двух концевых втулок имеющих на одном из торцов прямоугольный выступ которым с одной стороны стопорное устройство фиксируется в отфрезерованном пазе хвостовика крюка 1 а с другой стороны в крышке 6 которая закрепляется с помощью болтов 7 застопоренными отгибочными шайбами 8.
Использование данного стопорного устройства позволит: во-первых расширить возможности применения стопорного устройства; во-вторых использовать стопорное устройство для креплений различной длины так как в стопорное устройство входят промежуточные одинаковые втулки которые могут легко добавляться и убираться из конструкции увеличивая или уменьшая длину стопорного устройства; в-третьих данная конструкция позволяет очень точно регулировать свою длину и жестко зафиксировать стопорное устройство вследствие резьбового соединения втулок между собой и наличия тонких жестяных прокладочных колец которые устанавливаются между втулками.
Крюковая подвеска содержащая крюк траверсу с отверстием для крюка крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный межд траверсой и крепежным элементом стопорное устройство отличающаяся тем что стопорное устройство выполнено в виде набора втулок с одного конца которых имеется впадина с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка а с другого выступ с резьбой противоположной по направлению резьбе на хвостовике крюка и двух концевых втулок на одном из торцов которых выполнен прямоугольный выступ между втулками расположены жестяные прокладочные кольца толщиной до 1 мм которьк служат для жесткого монтажа конструкции.
Данное изобретение может быть использовано для модернизации крюковой подвески или талевого блока в котором используется крюк но в данном дипломном проекте оно не целесообразно для модернизации в нашем случаи крюк не целесообразно использование в талевом блоке.
Авторское свидетельство № 2335449.
Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию и может быть использовано на грузоподъемных кранах и траверсах. Крюковая подвеска включает крюк траверсу крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный между траверсой и крепежным элементом. В качестве стопорного устройства используется цилиндр разрезанный на четыре части с внутренним коническим отверстием и клиновой стопорный винт с левой резьбой на его концевой части которая вкручивается в отверстие выполненное в хвостовике крюка при этом средняя часть клинового стопорного винта выполнена в виде усеченного конуса и взаимодействует с внутренней конической поверхностью разрезанного цилиндра. Достигается расширение возможности использования в различных траверсах повышение удобства эксплуатации повышение надежности удобство монтажа.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является крюковг подвеска снабженная установленной между упорным подшипником и траверсой шайбой и
Т-образной стопорной планкой установленной на крепежном элементе для взаимодействия с хвостовиком крюка.
Недостатком данной конструкции является то что используются Т-образные стопорные планки различной длины а также крюки с нестандартной длинной хвостовика что приводит к снижению удобства эксплуатации.
Техническая задача изобретения - расширение возможности использования в различнь траверсах повышение удобства эксплуатации повышение надежности удобство монтаже
Техническая задача достигается тем что в крюковой подвеске включающей крюк траверсу крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный между траверсой и крепежным элементом новым является то что в качестве стопорного устройства используют цилиндр разрезанный на четыре части с внутренним коническим отверстием и клиновой стопорный винт с левой резьбой на его концевой части который вкручивается в отверстие выполненное в хвостовике крюка при этом средняя часть клинового стопорного винта выполнена в виде усеченного конуса и взаимодействует с внутренней конической поверхностью разрезанного цилиндра.
Технический результат заключается в расширении возможности использования данногс устройства в различных крюковых подвесках повышении удобства эксплуатации повышении надежности и удобстве монтажа.
На рисунке 2 изображена предлагаемая крюковая подвеска.
Рисунок 2 – Крювовая подвеска А.С. № 2335449
– крюк; 2 – траверса; 3 – гайка; 4 – подшипник; 5 – шайба; 6 – планка; 7 – цилиндр; 8 – стопорный винт; 9 – крышка; 10 – болты.
Крюковая подвеска содержит крюк 1 траверсу 2 крепежный элемент для закрепления крюка 1 на траверсе 2 представляющий собой гайку 3 выполненную в виде втулки с фланцем и упорный подшипник 4 расположенный между траверсой 2 и гайкой 3. Между упорным подшипником 4 и траверсой 2 установлена шайба 5 и планка 6 при этом сопрягаемые поверхности шайбы 5 и планки 6 выполнены сферическими. Внутрь гайки 3 вставляется разрезанный на четыре части цилиндр 7 в коническое отверстие которого вставляется клиновой стопорный винт 8 и вкручивается в отверстие выполненное в хвостовике крюка 1. На гайке 3 устанавливается крышка 9 которая крепится к ней болтами 10.
Устройство работает следующим образом.
Крюк 1 удерживается в гайке 3 посредством резьбового соединения. Поворот крюка 1 относительно вертикальной оси осуществляется вместе с гайкой 3 которая фланцем чере упорный подшипник 4 и сферическую поверхность шайбы 5 опирается на сферическую поверхность планки 6 приваренной к траверсе.
Для предотвращения отвинчивания крюка 1 и обеспечения совместного поворота крюка 1 с гайкой 3 внутри гайки 3 помещается разрезанный на четыре части цилиндр 7 с внутренним коническим отверстием который затягивается клиновым стопорным винтом 8. Вследствие затягивания винта 8 он (винт) начинает перемещаться вниз в осевом направлении внешняя поверхность его конической части вступает в контакт с внутренней конической поверхностью цилиндра 7. Цилиндр 3 начинает расходиться в стороны и его внешняя поверхность вступает в контакт с внутренней поверхностью гайки 3. Сила трения между сопрягаемыми поверхностями в процессе затягивания клинового стопорного винта постепенно возрастает и крюк 1 стопорится. Самопроизвольное отвинчивание крюка 1 исключено так как при этом он вращается в сторону затяжки клинового стопорного винта 8 что предотвращает отворот.
Предлагаемая крюковая подвеска позволяет расширить возможности использования в различных траверсах повысить удобство эксплуатации повысить надежность и удобство монтажа.
Крюковая подвеска содержащая крюк траверсу крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный между траверсой и крепежным элементом отличающаяся тем что в качестве стопорного устройства используют цилиндр разрезанный на четыре части с внутренним коническим отверстием и клиновой стопорный 5 винт с левой резьбой на его концевой части который вкручивается в отверстие выполненное в хвостовике крюка при этом средняя часть клинового стопорного винта выполнена в виде усеченного конуса и взаимодействует с внутренней конической поверхностью разрезанного цилиндра.
Недостатки данного патента такие же что и у предыдущего патента.

2232250-2.doc

Изобретение относится к оборудованию для бурения нефтяных и газовых скважин. Онс может также использоваться в других отраслях где применяются талевые системы.
Известен талевый блок входящий в состав буровой установки [1 рис.8 с.15]. Он состоит из корпуса шкивов с подшипниками оси и траверсы для подвески крюка.
Недостатком этого талевого блока является то что он может работать только в сочетании с крюком и поэтому имеет значительный габаритный размер по высоте а это влияет на эффективность и безопасность буровых процессов и операций. Известен также талевый блок [2 рис.1Х с.138].
Он состоит из корпуса шкивов с подшипниками и осями направляющего желоба установленного в кольцевой полости между секциями шкивов и узла подвески элеватора.
Недостатком этого талевого блока является то что он не обеспечивает возможности подвода промывочной жидкости во вращающуюся бурильную колонну.
Данный талевый блок наиболее близок к заявляемому и принят за прототип.
Предлагаемый талевый блок предназначен для устранения отмеченных недостатков и повышения на этой основе технико-экономических показателей проводки скважин.
Техническим результатом заявляемого талевого блока является уменьшение на 4-5 м габаритных размеров талевого механизма по высоте сокращение затрат времени на машинно-ручные операции что позволяет повысить эффективность и безопасность рабо! при проводке скважин.
Вертлюг при этом исключается из состава буровой установки а его функции выполняв" талевый блок.
Технический результат от применения предлагаемого талевого блока достигается тем что он снабжен установленным на радиально-упорном подшипнике в кольцевой полости между секциями шкивов стволом вертлюга с отводом и буровым шлангом выполненным ( возможностью открепления от корпуса и подвешивания в буровой при спуско-подъемных операциях и закрепления на корпусе для осуществления процесса бурения.
На чертеже изображен предлагаемый талевый блок.
Он состоит из корпуса 1 шкивов 2 с подшипниками 3 осей 4 выполненных с образованием кольцевой полости 5 между секциями шкивов 2 и расположенного в этой полости на радиально-упорном подшипнике 8 ствола 6 вертлюга с отводом 7 соединенны с корпусом 1 с помощью быстросъемных гаек и с буровым шлангом (не показан) и узла подвески 9 элеватора.
Предлагаемый талевый блок работает следующим образом.
При спуско-подъемных операциях ствол 6 вертлюга с отводом 7 установленным на корпусе 1 на быстросъемных гайках открепляется от корпуса и вместе с буровым шланго подвешивается в буровой. На узел подвески 9 элеватора устанавливается элеватор и производится подъем или спуск бурильного инструмента.
Для осуществления процесса бурения ствол вертлюга с отводом 7 вместе с буровым шлангом закрепляется на корпусе 1 талевого блока обеспечивая возможность промывки скважины и вращения бурильной колонны.
Источники информации
Алексеевский Г.В. Буровые установки Уралмашзавода. М.: Недра 1971.
Баграмов Р.А. Буровые машины и комплексы. М.: Недра 1988.
Формула изобретения Талевый блок содержащий корпус шкивы с подшипниками и осями выполненные с образованием кольцевой полости между секциями шкивов и узел подвески элеватора отличающийся тем что он снабжен установленным на радиально-упорном подшипнике в кольцевой полости между секциями шкивов стволом вертлюга с отводом и буровым шлангом выполненным с возможностью открепления от корпуса и подвешивания в буровой при спускоподъемных операциях и закрепления на корпусе для осуществления процесса бурения.

95154.doc

..~.^.. н^уурььсшп № А За 1У0Л Г.
Предметом изобретения является талевый блок для бурения и подземного ремонта скважин.
Предлагаемый талевый блок отличается от известных конструкций талевых блоков применением в средней части блока открытой выемки и устройством двух подпружиненных грузовых скоб для подвешивания стропов или вертлюга.
Благодаря такому выполнению талевого блока обеспечивается возможность подъема свечей длиной равной высоте вышки что значительно ускорит спуско-подъемные операции.
На фиг. 1 показан общий вид тале- вого блока; на фиг.2 — продольный ->; Ьазрез талевого блока.
Талевый блок состоит из трех роликов сидящих на осях 2 укрепленных в щеках 3 которые связаны ч между собой стяжными болтами 4.
че ] В средней части блока имеется цяныемка 5 предназначенная для про-«».3Да бурильных труб.
Талевый блок снабжен также грузовыми скобами в шарнирно.соединенными каждая со стволом 7 опирающимся на пружину 8.
При подъеме труб стропы заводятся в грузовые скобы и в проушины элеватора на которых висит колонна труб. Затем колония труб поднимается второй элеватор ставится под среднюю муфту и на него сажают колонну труб. Вслед за этим опускают талевый блок по трубе снимают верхний элеватор а стропы вводят в нижний элеватор и поднимают колонну до выхода следующей муфты.
Спуск протекает в обратной последовательности.
Талевый блок для бурения и подземного ремонта скважин о т л и-чающийся тем что- в целях спуска или подъема трубной свечи с захватом под среднюю муфту в средней части блока имеется открытая выемка и блок снабжен двумя подпружиненными- грузовы>гискоба>: ми для подвешивания СУРШЩ(№%~ ватора или вертлюга. ( бдл.пГлека

2232250-1.doc

СамГТУ Главный корпус патентный отдел
Изобретение относится к оборудованию для бурения нефтяных и газовых скважин. Талевый блок содержит корпус шкивы с подшипниками и осями выполненные с образованием кольцевой полости между секциями шкивов узел подвески элеватора. В кольцевой полости между секциями шкивов на радиально-упорном подшипнике установлен ствол вертлюга с отводом и буровым шлангом. Буровой шланг выполнен с возможностью открепления от корпуса и подвешивания в буровой при пуско-подъемных операциях и закрепления на корпусе при осуществлении процесса бурения. Уменьшаются габаритные размеры механизма повышается эффективность и безопасность работ ппи пповолке скважин. 1 ил.

2335449-2.doc

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию и может быть использовано на грузоподъемных кранах и траверсах.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является крюковг подвеска снабженная установленной между упорным подшипником и траверсой шайбой и
Т-образной стопорной планкой установленной на крепежном элементе для взаимодействия с хвостовиком крюка [АС 1189781 опубл. 07.11.85 Бюл. №41].
Недостатком данной конструкции является то что используются Т-образные стопорные планки различной длины а также крюки с нестандартной длинной хвостовика что приводит к снижению удобства эксплуатации.
ю Техническая задача изобретения - расширение возможности использования в различнь траверсах повышение удобства эксплуатации повышение надежности удобство монтаже
Техническая задача достигается тем что в крюковой подвеске включающей крюк траверсу крепежный элемент для закрепления крюка на траверсе и упорный подшипник расположенный между траверсой и крепежным элементом новым является то что в
качестве стопорного устройства используют цилиндр разрезанный на четыре части с внутренним коническим отверстием и клиновой стопорный винт с левой резьбой на его концевой части который вкручивается в отверстие выполненное в хвостовике крюка при этом средняя часть клинового стопорного винта выполнена в виде усеченного конуса и взаимодействует с внутренней конической поверхностью разрезанного цилиндра.
Технический результат заключается в расширении возможности использования данногс устройства в различных крюковых подвесках повышении удобства эксплуатации повышении надежности и удобстве монтажа.
На чертеже изображена предлагаемая крюковая подвеска.
Крюковая подвеска содержит крюк 1 траверсу 2 крепежный элемент для закрепления
крюка 1 на траверсе 2 представляющий собой гайку 3 выполненную в виде втулки с фланцем и упорный подшипник 4 расположенный между траверсой 2 и гайкой 3. Между упорным подшипником 4 и траверсой 2 установлена шайба 5 и планка 6 при этом сопрягаемые поверхности шайбы 5 и планки 6 выполнены сферическими. Внутрь гайки 3 вставляется разрезанный на четыре части цилиндр 7 в коническое отверстие которого
зо вставляется клиновой стопорный винт 8 и вкручивается в отверстие выполненное в хвостовике крюка 1. На гайке 3 устанавливается крышка 9 которая крепится к ней болтами 10.
Устройство работает следующим образом.
Крюк 1 удерживается в гайке 3 посредством резьбового соединения. Поворот крюка 1
относительно вертикальной оси осуществляется вместе с гайкой 3 которая фланцем чере упорный подшипник 4 и сферическую поверхность шайбы 5 опирается на сферическую поверхность планки 6 приваренной к траверсе.
Для предотвращения отвинчивания крюка 1 и обеспечения совместного поворота крюка 1 с гайкой 3 внутри гайки 3 помещается разрезанный на четыре части цилиндр 7 с
внутренним коническим отверстием который затягивается клиновым стопорным винтом 8. Вследствие затягивания винта 8 он (винт) начинает перемещаться вниз в осевом направлении внешняя поверхность его конической части вступает в контакт с внутренней конической поверхностью цилиндра 7. Цилиндр 3 начинает расходиться в стороны и его внешняя поверхность вступает в контакт с внутренней поверхностью гайки 3. Сила трения
между сопрягаемыми поверхностями в процессе затягивания клинового стопорного винта постепенно возрастает и крюк 1 стопорится. Самопроизвольное отвинчивание крюка 1 исключено так как при этом он вращается в сторону затяжки клинового стопорного винта 8 что предотвращает отворот.
Предлагаемая крюковая подвеска позволяет расширить возможности использования в
различных траверсах повысить удобство эксплуатации повысить надежность и удобство монтажа.
(Ьппмипя ичп^пртрнмя