Проектирование бурового оборудования. Курсовой проект по дисциплине Проектирование бурового оборудования
 Скачать 0.5 Mb.
|
 Министерство науки и ВЫСШЕГО образования Российской Федерации ФГБОУ ВО «РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Серго Орджоникидзе» (МГРИ) Кафедра современных технологий бурения скважин КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине «Проектирование бурового оборудования» Проектирование талевых систем, функции, структура, типы и требования Выполнил: студент группы РТБ -17 Асанов Р.И. Проверил: Склянов В. И. Москва, 2021 Оглавление1.Задание на курсовую работу 3 2.Общие требования при проектировании бурового оборудования 4 3.Нагрузка на крюке 6 4.Выбор буровой установки 9 Литература 17 Задание на курсовую работуРассчитать и запроектировать буровое оборудование, если известно, что вес в воздухе наиболее тяжелой обсадной колонны равен 650кН, а наиболее тяжелой бурильной колонны – 580кН.Требуется:Обосновать выбор коэффициентов запаса и определить допускаемую нагрузку на крюке;Выбрать класс буровой установки и привести схему буровой установки;Привести техническую характеристику выбранной БУ и машин, входящих в ее состав.Общие требования при проектировании бурового оборудования Уровень развития буровой техники существенно влияет на технико-экономические и эксплуатационно-технические показатели, в том числе долговечность, монтажные качества, транспортабельность бурового оборудования. Буровые работы, выполняемые в различных регионах, характеризуются, наряду с назначением, глубиной и конструкцией скважин, большим разнообразием геологических, географических, климатических, дорожно-транспортных, энергетических и других условий. Поэтому для удовлетворения потребностей геологоразведочной службы необходимо располагать буровыми установками разных типоразмеров, соответствующих требованиям бурения скважин в различных условиях. Буровая установка представляет собой сложный комплекс различных по назначению машин и механизмов; Буровая установка является предприятием сугубо временным, часто перевозится с точки на точку; Наличие длинной гибкой бурильной колонны изменяет параметры, задаваемые на поверхности, при передаче их до забоя скважины; Процесс бурения резко меняется вследствие изменения состава и структуры горных пород; Место рабочего процесса удалено от оператора (бурильщика) на большие расстояния, исчисляемые сотнями метров и даже километров. При этом нет возможности непосредственного наблюдения за процессом разрушения пород; Правильное протекание процесса определяется многими факторами: физико-механическими свойствами горных пород, типом и состоянием в каждое мгновение породоразрушающего инструмента. Многие параметры при этом самопроизвольно, независимо от воли оператора изменяются по специальным, часто неизвестным законам; Неисправность любого из механизмов бурового агрегата вызывает остановку агрегата (например, в случае выхода насоса из строя необходимо поднять буровой инструмент). Поэтому для достижения надежности системы необходимо предъявлять самые высокие требования к надежности всех ее элементов; Экономические требования. Непременным условием выполнения экономических требований является обеспечение минимальных расходов, связанных с процессом создания новой буровой техники и изготовлением ее в заводских условиях. Следовательно, производительность машины, являются важнейшими экономическими показателями создаваемой новой техники. Одним из важнейших экономических требований при изготовлении машин является снижение (в разумных пределах) возможной массы машин, так как это связано с общегосударственной задачей экономии металла и снижает стоимость изготовления машин. Социальные требования заключаются в обеспечении максимальной безопасности, легкости управления и создании условий труда для персонала. Безопасность обслуживания достигается установкой защитных ограждений вращающихся деталей, исключением возможности поражения рабочих электрическим током, устройством всевозможных средств сигнализации при производстве работ. Социальные требования должны рассматриваться как обязательные, так как условия труда рабочих относятся к одним из самых тяжелых и опасных, особенно при бурении скважин в подземных условиях. Технические требования. Основываются на последних достижениях и тенденциях развития отечественного и зарубежного машиностроения. Основные параметры должны быть не ниже стандартов мирового уровня. Буровые машины должны иметь высокие прочность, надежность, энерговооруженность, коэффициент полезного действия и минимальные энергозатраты. При создании машин должны быть заложены предпосылки увеличения степени их использования во времени за счет повышения надежности. Эксплуатационным требованиям. Исходя из того, что работоспособность машины в процессе эксплуатации будет поддерживаться проведением технического обслуживания и ремонтов, поэтому необходимо предусмотреть возможности: доступа к узлам машины для технического обслуживания и ремонта; контроля технического состояния узлов машины; быстро заменять узлы и детали, подвергающиеся наиболее интенсивному изнашиванию или разрушению. Технологические требования определяют затраты труда и средств при изготовлении буровых машин и механизмов. К ним относятся: максимальное применение в конструкции стандартных деталей, рациональный выбор материала и способа получения заготовок с целью экономии металла при наибольшем коэффициенте использования; максимальное уменьшение числа деталей и упрощение кинематической схемы (простота конструкции машин); правильный выбор посадок и допусков, что обеспечит точное взаимодействие деталей при эксплуатации. Нагрузка на крюке Параметр максимальная грузоподъемность характеризует предельно допустимое значение нагрузки на крюке, которое не может быть превышено при выполнении любых технологических операций в процессе всего цикла строительства скважины (вертикальные нагрузки от веса бурильной колонны, находящейся в скважине, обсадных труб, спускаемых в скважину, а также нагрузки, возникающие при ликвидации аварий и осложнений в скважине). Определим вес колонны Исходными данными для выбора буровой установки являются параметры и конструкция скважины, компоновка и состав бурильной колонны, режим промывки скважины, состав и параметры противовыбросового оборудования. Выбор буровой установки осуществляют по их классификационным параметрам – допускаемой нагрузке на крюке и условной глубине бурения. Следует отметить, что глубина бурения является предварительным ориентировочным параметром для выбора буровой установки. Выбор же буровой установки осуществляется по ее главному параметру – допускаемой нагрузке на крюке, определяемой из двух условий:   ,где  - допускаемая нагрузка на крюке (принимается максимальное значение из полученных двух), кН; - вес в воздухе наиболее тяжелой обсадной колонны в конструкции скважины. (При спуске колонны секциями – вес секции колонны или хвостовика, включая вес труб, на которых производится их спуск), кН; - вес в воздухе наиболее тяжелой бурильной колонны при бурении скважины, кН; и  - коэффициент запаса допускаемой нагрузки на крюке по обсадной и бурильной колоннам соответственно.Коэффициент запаса по бурильной колонне принимается равным  [ Р.А. Ганджумян, А.Г. Калинин, Б. А. Никитин ”Инженерные расчеты при бурении глубоких скважин” стр.294] Следует иметь в виду, что уменьшение коэффициента запаса влечет за собой понижение долговечности узлов и элементов подъемного механизма буровых установок.Коэффициент запаса допускаемой нагрузки на крюке по обсадной колонне принимается из условия обеспечения запаса прочности резьбовых соединений обсадных колонн .      Обоим условиям удовлетворяет буровая установка 5 класса по ГОСТ 16293- 89 с допускаемой нагрузкой на крюке 2000 кН. Таблица 1 - ГОСТ 16293-89
Выбор буровой установки Так как максимальная нагрузка на крюке равно 2000кН, то под эти условия подходит БУ 2900/200. Буровые установки БУ 2900/200 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. Отсутствие межмодульных кинематических связей обеспечивает высокую монтажеспособность и транспортабельность установки. При укомплектовании по специальному заказу дизель-электростанциями буровая установка может работать в не электрифицированных районах.  Рисунок 1- БУ 2900/200 Таблица 2- Техническая характеристика БУ
 Рисунок 2 – ВБ-250
 Рисунок 3 – Р-560 Таблица 3 – Параметры Р-560
 Рисунок 3 – Насос УНБ – 600 Таблица 4 – Техническая характеристика УНБ-600
ЛитератураБуровые машины, механизмы и сооружения. Ганджумян Р. А., Тунгусов А. А., Тунгусов С. А., 2010 год. Р.А. Ганджумян, А.Г. Калинин, Б. А. Никитин Инженерные расчеты при бурении глубоких скважин / М.: Недра, 2000 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||