НАЗНАЧЕНИЕ, СХЕМЫ И УСТРОЙСТВО.

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 27Следующая ⇒

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;

Uтс=2n.

n- число шкивов талевого блока.

В процессе проводки скважины подъемная система выполняет различные операции. В одном случае она служит для проведения СПО с целью замены изношенного долота, спуска, подъема и удержания на весу бурильных колонн при отборе керна, ловильных или других работах в скважине, а также для спуска обсадных труб. В других случаях обеспечивает создание на крюке необходимого усилия для извлечения из скважины прихваченной бурильной колонны или при авариях с ней. Для обеспечения высокой эффективности при этих разнообразных работах подъемная система имеет два вида скоростей подъемного крюка: техническую для СПО и технологические для остальных операций.

В связи с изменением веса бурильной колонны при подъеме для обеспечения минимума затрат времени подъемная система должна обладать способностью изменять скорости подъема в соответствии с нагрузкой. Она также служит для

удержания бурильной колонны, спущенной в скважину, в процессе бурения.Подъемная система установки (рис.2.1) представляет собой полиспастный механизм, состоящий из кронблока 4, талевого (подвижного) блока 2, стального каната 3, являющегося гибкой связью между буровой лебедкой 6 и механизмом 7 крепления неподвижного конца каната. Рис.3.1. Подъемная система буровой установки.

Кронблок 4 устанавливается на верхней площадке буровой вышки 5. Подвижный конец А каната 3 крепится к барабану лебедки 6, а неподвижный конец Б — через приспособление 7 к основанию вышки. К талевому блоку присоединяется крюк 1, на котором подвешивается на штропах элеватор для труб или вертлюг. В настоящее время талевый блок и подъемный крюк во многих случаях объединяют в один механизм — крюкоблок.

Полиспастная система служит для снижения скорости движения крюка и увеличения его подъемной силы за счет снижения скорости ведущей струны каната, наматываемого на барабан. Чем больше число струн каната и шкивов участвует в работе, тем медленнее будет подниматься талевый блок с крюком. Усилия в струнах талевого каната Р_т в состоянии покоя и движения неодинаковые.

Канат на барабан можно навивать в несколько слоев по винтовой линии с противоположным направлением в смежных слоях или с параллельной укладкой витков. Лучшая в отношении уменьшения износа каната — параллельная укладка, при которой коэффициент а имеет наименьшее значение. При бурении скважин одинаковой глубины в различных условиях на крюк действуют одинаковые нагрузки, но число СПО может отличаться. Если число СПО небольшое, то решающей является прочность каната.

Практикой эксплуатации установлено, что целесообразнее уменьшать число шкивов в талевой системе, увеличивать их диаметр и применять прочные канаты большего диаметра с тем, чтобы уменьшить число слоев навивки каната на барабан. Для этого также применяют большие соотношения между диаметрами шкива и каната (до 42 d) и более жесткие, но износостойкие канаты с линейным касанием проволок в пряди и металлическим сердечником, обеспечивающие меньшее поперечное смятие каната.

При вращении барабана лебедки, на котором закреплен ведущий конец каната, последний будет наматываться на барабан и заставит талевый блок подниматься вверх по направлению к кронблоку. Чем большее число шкивов системы участвует в работе (вращается), тем медленнее будет подниматься блок и тем меньше будет натяжение ведущего конца каната.

Например, при десятиструнной оснастке мы выигрываем в силе почти 8 раз Однако одновременно с этим скорость подъема труб уменьшается в 10 раз. Талевая система позволяет при принятых в буровых установках скоростях подъема использовать канаты диаметром от 22 до 44 мм при любой глубине бурения.

Кронблоки и крюкоблоки классифицируются по трем основным параметрам: максимально допустимой нагрузке, диаметру шкивов по дну желоба и числу шкивов. Эти параметры часто используются в качестве их шифра.

Основные присоединительные размеры кронблоков и крюкоблоков (в составе буровой установки): диаметр шкивов по дну желоба; размер профиля желоба шкивов; число шкивов; размеры рамы для крепления кронблока к вышке.

КРОНБЛОКИ.

Кронблок устанавливают на верхней площадке вышки, называемой наголовником. Это — неподвижный элемент талевой системы. Конструкция кронблока зависит от типа вышки, действующей нагрузки и объема спуско-подъемных операций.

Шкивы 1 кронблоков монтируют на подшипниках качения 4 на одной или двух соосно расположенных осях 2, установленных в опорах 3 на раме 5 (рис. 3.2 а) либо несоосно (рис. 3.3). При несоосной схеме ось 6 шкива 7, служащего для подвижной струны талевого каната, располагается перпендикулярно к оси 2 остальных шкивов. Кронблоки с несоосным расположении шкивов применяют в мачтовых вышках в установках с буровой лебедкой, расположенной ниже пола буровой, для того чтобы подвижный конец каната не цеплял фермы мачты, или при использовании АСП с механизированной расстановкой свечей.

На рис. III.8 показан трехсекционный кронблок с несоосным расположением осей, в котором шкив 1 с осью, перпендикулярной к оси остальных шкивов, смонтирован на опоре 2, установленной на полке рамы 3. Две секции — трехшкивная 6 и двух- шкивная 4 — смонтированы на опорах 5 и 7. Каждый шкив смонтирован на оси на двух цилиндрических роликоподшипниках, внешние кольца которых зафиксированы в ступице шкива пружинным кольцом, а внутренние — на оси распорными кольцами.

Смазка к подшипникам каждого шкива подается через пресс-масленку по каналу, просверленному в оси.

Рис. 3.2 Соосная схема кронблока.

Рис.3.3 Несоосная схема кронблока.

На рис. 3.4 приведена типовая конструкция кронблока с соосным расположением шкивов. На сварной раме 1 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 проворачивания дюбелями 6. Подвесной блок 3 используется для вспомогательных работ.

Каждая секция (рис. 3.5) состоит из оси 1, на которой установлены шкивы 4, вращающиеся на подшипниках качения 2. 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 7, благодаря которым исключается трение ступиц смежных шкивов, вращающихся с различной частотой. Между наружными кольцами роликоподшипников в ступицах шкивов устанавливаются разрезные пружинные кольца 3, а на оси — распорные кольца 5 с проточкой и отверстиями для выхода смазки к подшипникам. Через масленки , 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 мерно. Опыт показывает, что наибольшему износу подвергаются подшипники и канавки шкива, огибаемого ходовой струной талевого каната, и соседних с ним быстровращающихся шкивов. Секционное расположение шкивов позволяет обеспечить их равномернее изнашивание путем поворота каждой секции на 180° либо их перестановки, если число шкивов в секциях одинаковое. Благодаря этому увеличивается срок службы кронблока.

Секции шкивов закрываются кожухами. Для предотвращения выскакивания каната из канавки шкива зазор между шкивами и кожухом не должен превышать 0, 15 диаметра каната. При больших зазорах канат может соскочить и оказаться затянутым между смежными шкивами. В результате этого часть рабочих струи разгружается, а из-за перегрузки оставшихся в работе струн может произойти обрыв каната.

Рис.3.4 Кронблок.

Рис. 3.5 Секция кронблока.

ТАЛЕВЫЙ БЛОК.

Масса 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.

Односекционный талевый блок (рис. 3.6) состоит из двух щек 1 с приваренными накладками 2, изготовленными из стального листа. Щеки, соединяемые траверсой 11 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. 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. •

Рис.3.6.Односекционный талевый блок.

КРЮКИ.

Крюки 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 трехрогие крюки, отличающиеся грузоподъемностью. Конструкции буровых крюков существенных различий не имеют.

Крюк (рис. 3.7) 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 приподъем 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 Уралмащзавода. Пластины крюка соединяются заклепками с потайными головками. В зеве крюка 1 устанавливается фасонный вкладыш из литой стали, обеспечивающий сохранность пластин и плавность прилегания контактирующих поверхностей штропа вертлюга и зева крюка.

Боковые рога 13 устанавливаются на оси, запрессованной в расточку пластин. Зев основного рога закрывается автоматически при заведении штропа вертлюга в результате поворота подпружиненной защелки 2. Боковые рога закрываются откидными скобами. Грузоподъемность боковых рогов крюка в большинстве случаев выше грузоподъемности основного рога. В крюкоблоках крюк соединяется со щеками талевого блока при помощи осей 8, установленных в карманах его корпуса и закрепленных стопорными планками. Талевые блоки с серьгой соединяются с крюком при помощи штропа, установленного на осях в карманах корпуса крюка.

Рис.3.7. Трехрогий крюк.

СТАЛЬНЫЕ ТАЛЕВЫЕ КАНАТЫ.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒