Курсовой ПБО. Ревякин. С замечаниями. Исправлено............ Курсовой проект по дисциплине Проектирование бурового оборудования Проектирование талевых систем, функции, структура, типы и требования (

• Название: Курсовой проект по дисциплине Проектирование бурового оборудования Проектирование талевых систем, функции, структура, типы и требования (
• Дата: 29.10.2021
• Размер: 182.77 Kb.
• Имя файла: Курсовой ПБО. Ревякин. С замечаниями. Исправлено............docx
• Тип: Курсовой проект; #258890

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 (Вариант 7)

Выполнил:

студент группы НД-18-1

Ревякин Е.Ю.

Проверил:

Доцент Склянов В.И.

Москва 2021

Задание курсового проекта:

Проектирование талевых систем, функции, структура, типы и требования. (Вариант 7).

А) Выбрать диаметр и тип талевого каната для оснастки талевой системы в следующих условиях:

Оснастка 5х6

Максимальная нагрузка на крюке с учётом коэффициента прихвата Q_кр=1230кН

КПД талевой системы η_тс=0.85

Профиль канавок шкивов 28мм

Масса подвижного оборудования 60кН
Б) Определить статическую нагрузку на одну струну каната и натяжение ведущего каната.

Оглавление

Задание курсового проекта: 2

Талевые системы 5

Назначение талевых систем 5

Схема и принцип работы 6

Б) Талевый блок(см. Рис.2) 7

Классификация 7

Принцип действия 8

Эксплуатационные требования к талевым системам 9

РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ 9

Выбор диаметра и типа талевого каната 11

Введение
Талевая система - один из ключевых механизирующих компонентов спускоподъемных операций в ходе различных буровых работ нефтегазовой области. Правильный выбор талевой системы, её характеристик в соответствии с требованиями, обусловленными технологическими особенностями, определяет успешность процессов бурения.
Курсовой проект «Проектирование талевых систем, функции, структура, типы и требования» по дисциплине «Проектирование бурового оборудования» состоит из нескольких частей.
В первой части приводятся теоретические сведения о талевых системах, их назначении, классификации и принципе работы.
Далее на основе условия задания для удобства проведения расчетах отображается на рисунке конструкция скважины и производится расчет, на основе которого происходит выбор оптимального для заданных условий бурового насоса.
После этого рассчитываются непосредственно показатели выбранной талевой системы
В конце курсового проекта приводится список литературы, использованной при выполнении проекта.

Талевые системы

Назначение талевых систем

Основное назначение талевых систем – выполнение операций по спуску и подъему бурового инструмента, доставки к забою породоразрушающего инструмента, спуска в скважину обсадных труб, а также реализации мер по ликвидации аварийных ситуаций, связанных с проведением ловильных операций.

Под обеспечением СПО и тд. понимается совокупность следующих процессов:

• 
  спуск и подъем бурового инструмента
  
• 
  доставка к забою породоразрушающего инструмента
  
• 
  спуск в скважину обсадных труб
  
• 
  реализация мер по ликвидации аварийных ситуаций, связанных с проведением ловильных операций
  
• 
  создание усилия для извлечения бурильной колонны из скважины в случае ее прихвата
  

Схема и принцип работы

Талевая система - полиспастный механизм, состоящий из 3^х компонентов, которые в свою очередь состоят из отдельных частей
А
) Кронблок (см. рис.1).

Рис.1. кронблок; 1 - шкивы; 2 - ось; 3 - рама; 4 - предохранительный кожух;

5 - вспомогательные шкивы

Б) Талевый блок(см. Рис.2)

Рис.2. талевый блок;1- траверса, 2-шкивы, 3- ось, 4-предохранительные кожухи, 5-щёки, 6-серьга
В) Стальной канат

Классификация

Важный технологический момент талевой системы - ее оснастка.

Под оснасткой талевой системы понимается подвешивание в определенной последовательности каната на шкивы талевого бока и кронблока с целью предотвращения перекрещивания каната и предупреждения трения его частей друг о друга.

Основные типы талевых систем (на Рис.3):



Рис.3. Основные типы талевых систем

В разведочном бурении активно применяются следующие типы талевых систем:

• 
  с креплением свободного конца каната к основанию буровой установки (на схеме б и в);
  
• 
  с креплением свободного конца каната к кронблоку (на схеме г);
  
• 
  с креплением свободного конца каната к талевому блоку (на схеме д).
  

Спускоподъемные операции на прямом канате (на схеме а) выполняются только в случае небольших нагрузок на крюк.

Принцип действия

Талевые системы работают следующим образом: при работе она преобразует вращательное движение барабана буровой лебёдки в поступательное движение крюка или крюкоблока. На крюк подвешивается колонна труб, благодаря чему она может с лёгкостью перемещаться и удерживаться на весу.

Талевые канаты имеют круглое сечение и по диаметру должны совпадать с желобами шкивов. В противном случае существенно повышается показатель износа каната, а также возникает риск его защемления. При этом допускается использование канатов, диаметр которых на 10% меньше расчетного показателя.

Типы оснастки включают параллельный и крестовой, определяемые в зависимости от взаимного положения осей кронблока и талевого блока. Крестовая оснастка, при которой оси кронблока и талевого блока перпендикулярны, является предпочтительной, поскольку позволяет предотвратить возможность закручивания каната.

Эксплуатационные требования к талевым системам

К талевым системам буровых установок предъявляют следующие общие требования:

1)Эксплуатационная надежность, так как выход из строя элементов талевой системы ведет к серьезным авариям

2)Удобство и безопасность обслуживания - все движущиеся элементы должны быть защищены кожухами и иметь обтекаемые формы, исключающие возможность задевания за вышку

3)Долговечность

4)Возможность осуществления быстрого монтажа и демонтажа, смены каната при переоснастках

5)Взаимозаменяемость однотипных механизмов и элементов между собой

6)Удобство для погрузки всех механизмов талевой системы на транспортные средства и возможность многократных перемещений их волоком на небольшие расстояния в пределах промыслов

РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

Оснастка 5х6 представлена на Рис.4


Рис.4. Оснастка 5х6
При такой оснастке у нас имеется 10 струн, следовательно выигрыш в силе равен 10
Q_кр=1230кН*102=125.5 тс

η_шк=0.97 (КПД шкивов)_. [3]

Р_п.о.=6т (масса подвижного оборудования)

β – коэффициент сопротивления шкива, β = 1,03 [2].

Количество рабочих струн талевой системы, n= 10

Р_х.к – натяжение ходового конца каната

Р_н. к – натяжение неподвижного конца каната

S₁, S₂, S₃, . . .,S₁₀ – натяжение рабочих струн

Определим натяжение ходового конца каната
Р_х.к.=(Q_кр+Р_п.о.)* β¹⁰*( 0.03-1)/( β¹⁰-1)
Р_х.к.=(125.5+6)*1.03¹⁰(0.03-1)/(1.03¹⁰-1)=131.5*1.343*0.03/0.343=15.5 тс

Определим натяжение неподвижного конца каната
Р_н.к.= (Q_кр+Р_п.о.)*(β -1)/(β *(β¹⁰-1))
Р_н.к.=(125.5+6)*(1.03-1)/(1.03*(1.03¹⁰-1))=131.5*0.03/(1.03*0.343)=11.2 тс
Определим натяжение рабочих струн
S₁=P_н.к.*1/ β


S_2…10=S_{(2-1)…(10-1)}* η_шк.
S₁=P_н.к.*1/ β=15.5*0.97=15.04 тс

S₂=S₁*0.97=14.59 тс

S₃=S₂*0.97=14.15 тс

S₄=S₃*0.97=13.73 тс

S₅=S₄*0.97=13.32 тс

S₆=S₅*0.97=12.92 тс

S₇=S₆*0.97=12.53 тс

S₈=S₇*0.97=12.15 тс

S₉=S₈*0.97=11.79 тс

S₁₀=S₉*0.97=11.44 тс

Выбор диаметра и типа талевого каната

Находим максимальное усилие, развиваемое лебёдкой на минимальной скорости навивки каната на барабан с учётом возможной перегрузки приводного двигателя (Q_л.мах.)
,
где: λ- коэффициент перегрузки двигателя: для асинхронных электродвигателей λ= 1,6 [3].

η - коэффициент полезного действия передач от приводного двигателя до барабана лебедки, η =0,85;

(Vmin=0.9) - минимальная скорость навивки каната на барабан лебедки, м/с [1].


Расчет и выбор талевого каната производится по статическому разрывному усилию каната R_k , определяемому по формуле


где k - запас прочности талевого каната, соответствующий требованиям техники безопасности. Для условий бурения геологоразведочных скважин на жидкие полезные ископаемые k=3 [2]





Для оснастки талевых систем выбирают канат грузового назначения марки I из светлой или оцинкованной проволоки с временным сопротивлением разрыву [σ_в] = 160-180 кГс/мм², следовательно принимаем необходимый диаметр талевого каната равным 28мм.

Библиографический список

1. 
   Р.А. Ганджумян, А.Г. Калинин, Б.А. Никитин Инженерные расчеты при бурении глубоких скважин / М.: Недра, 2000
   
2. 
   Р.А. Ганджумян, А.Г. Калинин, Н.И. Сердюк Расчеты в бурении/ М.: РГГРУ, 2007 г.
   
3. 
   Ф.Д. Балденко, Расчеты бурового оборудования // М.: РГУ Нефти и газа им. Губкина, 2012
   
4. 
   Р.А. Ганджумян, А.А. Тунгусов, С.А. Тунгусов, В.И. Склянов. Грузоподъемные устройства буровых установок. Учебное пособие. – М.: Российский государственный геологоразведочный университет, 2018.