Лекции 9 Талевая система назначение конструкция



Лекции № 9. Талевая система, назначение, конструкция

Талевая система предназначена для подъема и поддержания на весу тяжелого бурового инструмента.

Талевая система буровых установок служит для преобразования вращательного движения барабана лебедки в поступательное перемещение крюка, на котором подвешена колонна, а также для уменьшения силы натяжения струн и конца каната, навиваемого на барабан лебедки, за счет увеличения скорости его движения.

Талевая система состоит из неподвижного кронблока, подвижного талевого блока, гибкой связи (талевого каната, соединяющего неподвижный и подвижный блоки), бурового крюка, штропов и элеватора, на которые подвешивают колонну бурильных или обсадных труб, устройства для крепления неподвижного конца талевого каната, допускающего перепуск каната.

В настоящее время талевый блок и подъемный крюк объединяют в один механизм — крюкоблок.

Кронблок (рис. 16) устанавливается на верху вышки или мачты, их талевый блок подвешивается на талевом канате, а крюк — к нижней серьге талевого блока. Кронблок типа КБ имеет грузоподъемность от 12,5 до 125 т.

Рис.16. Кронблок:

а — исполнение I; б — исполнение II; 1 — ограждение; 2 — шкив; 3 — опора; 4 — ось шкивов; 5 — кожух; 6 — подкронблочная рама.

Талевый блок

Талевый блок — подвижная часть талевой системы — представляет собой канатный шкив, насаженный на роликоподшипниках на ось, неподвижно установленную в двух щеках. К нижней части щек подвешена серьга для соединения с крюком. Талевый блок типа БТ также имеет грузоподъемность от 12,5 до 125 т (рис. 17).

Рис. 17. Талевый блок:

1 — щека; 2 — боковой кожух; 3 — ось шкивов; 4 — подшипник; 5 — шкив; 6 -серьга.

Крюк подъемный (рис. 18) — подвижная часть талевой системы— предназначен для подвешивания стропов, элеваторов, вертлюгов и других приспособлений.

Крюк типа КР в исполнении I (однорогий) имеет грузоподъемность 12,5 и 20 т, в исполнении II (трехрогий) — от 32 до 125 т. Крюк состоит из рога, подвески и серьги. Подвеска имеет упорный подшипник и пружину, что обеспечивает вращение рога как под нагрузкой, так и без нее. С помощью серьги крюк подвешивается к талевой системе.

Рис. 18.Подъемные крюки:

а — однорогий крюк (исполнение I); б — трехрогий крюк (исполнение II);

1 — серьга; 2 — корпус крюка; 3 — пружина; 4 — ствол крюка; 5 — рог крюка;

6 — седло; 7 — дополнительный рог со скобой.

Оснастка талевой системы

Оснастка талевой системы — это последовательность навивки каната на шкивы кронблока и талевого блока исключающая трение ветвей друг о друга. Оснастка определяется числом шкивов, находящихся в работе (рис. 19).

Рис. 19. Оснастка талевой системы:

а — однострунная; б — двухструнная; в — трехструнная;

г — четырехструнная; д – шестиструнная.

Если «мертвый» конец каната закрепляется на низ вышки, то поднимаемый груз распределяется на 2z струн каната, если же «мертвый» конец закрепляется на подвижный блок, то груз распределяется на 2z+ 1 струн, гдеz — число подвижных шкивов талевого блока.

Для оснастки талевой системы применяют стальные канаты диаметром 16,5. 22,5 мм с пределом прочности на растяжение 1400. 1900 МПа.

Канаты, применяемые при подземном ремонте скважин, свиваются на канатовьющих машинах из светлой или оцинкованной проволоки высокой прочности. Проволоки свиваются в пряди, а пряди свивают в канат вокруг органического или металлического сердечника.

Канаты (рис. 20) выполняют с линейным касанием проволок в прядях и с проволоками одинакового диаметра, а канаты (рис. 21) — с точечным касанием отдельных проволок между слоями прядей; проволоки могут быть одинакового и разного диаметра.

Рис. 20. Канат типа ЛК-О

Рис. 21. Канат типа ТК

Дата добавления: 2018-02-28 ; просмотров: 6250 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Талевая система буровой установки

Талевая система буровой установки – это набор функциональных элементов, обеспечивающих 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. Этот полиспастный механизм также предназначен для создания усилия для извлечения бурильной колонны из скважины в случае ее прихвата.

Талевая системаВ состав талевой системы буровой установки входят кронблок, талевый блок, крюкоблок или крюк. Кронблок устанавливается на буровой вышке или мачте буровой установки. Талевый блок является подвижным элементом, к которому крепится крюк. Объединенные в единый механизм, эти элементы образуют отдельный элемент талевой системы буровой установки – крюкоблок. При работе талевая система преобразует вращательное движение барабана буровой лебедки в поступательное движение крюка или крюкоблока. Именно на крюк подвешивается колонна труб, благодаря чему она может с легкостью перемещаться и удерживаться на весу.

Навеска каната на шкивы неподвижного кронблока и перемещающегося талевого блока в определенной последовательности, исключающей перекрещивание каната и его трение о свои витки, называется оснасткой талевой системы. 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.

Читайте также:  Кресла и стулья стоматологические производства Chirana Medical Словакия

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.

К талевым системам буровых установок выдвигается ряд требований:

  • Надежность
  • Удобство и безопасность
  • Износостойкость
  • Высокая скорость проведения работ по монтажу и демонтажу
  • Удобство транспортировки

Особые требования к показателям надежности и длительного срока службы продиктована высокой значимостью этого элемента буровой установки, поскольку последствия его выхода из строя могут быть весьма серьезными. Требования безопасности включают наличие кожухов на движущихся элементах, а также обтекаемость их форм для исключения возможности задевания буровой вышки.

Источник

Талевая система буровых установок

Талевая система предназначена для подъема и поддержания на весу тяжелого бурового инструмента. Она представляет собой ( рис. 4.18 ) полиспастный механизм, который состоит из:

  • кронблока l, установленного на вышке или мачте
  • талевого блока 2
  • талевого каната 3, являющегося гибкой связью между буровой лебедкой 4 и подъемным крюком, подвешенным к талевому блоку.

Под оснасткой талевой системы понимается навеска каната на шкивы кронблока и талевого блока в определенной последовательности, которая исключала бы перекрещивание каната и трение его ветвей друг о друга.

При небольших нагрузках на крюк спуско-подъемные операции выполняют на прямом канате ( рис. 4.18, а ). В разведочном бурении применяют талевые системы трех типов: с креплением свободного конца каната к основанию буровой установки или якорю (талевая система с неподвижным концом каната, ( см. рис. 4.18, б, в ), к кронблоку мачты или вышки ( см. рис. 4.18, г ), к талевому блоку ( см. рис. 4.18, д ).

Рис. 4.18 . Схема талевых систем

Талевая система с неподвижным концом каната (симметричная талевая система) обеспечивает более равномерное распределение нагрузки на опоры вышки или мачты, а также позволяет устанавливать на неподвижной ветви талевого каната указатель веса инструмента и нагрузки на породоразрушающий инструмент.

При неподвижном крюке ветви талевого каната равномерно нагружены силой

где Q — нагрузка на крюке (весом талевого блока можно пренебречь, так как при геологоразведочном бурении он незначителен); U т.с — число струн I талевой системы, т.е. число подвижных ветвей каната за исключением ветви, наматываемой на барабан лебёдки Р л .

В процессе движения вследствие трения в шкивах и изгиба каната усилия в ветвях полиспаста Р 1 , Р 2 , . Р н распределяются неравномерно. Поэтому нагрузка на крюке будет равна

Натяжение ведущей ветви находят из выражения

Усилие в неподвижной ветви каната —из выражения

P н =Q [η U т.с. (1- η)] / (1- η U т.с. ) (4.41)

В выражениях (4.41), (4.42) и (4.43.) п — это КПД одного шкива; для шкивов на подшипниках качения η = 0,98. КПД талевой системы составляет:

При определении числа струн талевой оснастки исходят из наибольшей нагрузки на крюк Q , которую определяют при подъеме наиболее тяжелого бурильного инструмента или наиболее тяжелой колонны обсадных труб.

U т.с. = Q / P л.н. λ 1 η с (4.43)

где P л.н. — натяжение ведущей ветви каната, соответствующее номинальной грузоподъемности лебедки; λ 1 — коэффициент длительной перегрузки двигателя (для электродвигателей λ 1 = 1,3, для двигателей внутреннего сгорания λ 1 = 1,10:1,15).

В геологоразведочном бурении применяются в основном следующие оснастки талевой системы: 0x1; 1×2 и 2×3 ( см. рис. 4.18, а — в ).

Стальные канаты талевых систем

Стальные канаты талевых систем, являясь частью талевой системы буровой установки, осуществляют гибкую связь между буровой лебедкой и подъемным крюком. Они должны быть достаточно гибкими и иметь высокую механическую прочность. По конструктивному признаку различают канаты одинарной, двойной и тройной свивки. На буровых работах применяют канаты двойной свивки, состоящие из шести прядей, свитых вокруг органического или металлического сердечника.

Талевый блок

Талевый блок является подвижной частью талевой системы, подвешивается к кронблоку на талевом канате и соединяется с бурильными или обсадными трубами с помощью вертлюжной скобы, крюка или элеватора.

Кронблок

Кронблок (рис. 4.20) является неподвижной частью талевой системы, монтируется на верхней раме мачты или на подкронблочных балках вышки. Представляет собой раму б, сваренную из профильного проката, на которой в опорах размещена ось 1 со шкивом 2 установленные на подшипниках качения 3.

Для защиты вращающихся шкивов и во избежание соскакивания каната на раме шарнирно укреплен кожух 5. Кронблок с тремя-четырьмя шкивами обычно выполняют одноосными с двумя опорами 4, с большим количеством шкивов — трехопорными.

Источник

Талевая система буровой установки

Предназначена для преобразования вращательного движения барабана лебедки поступательной. Через канатные шкивы кронблока и талевого блока в определенном порядке пропускается талевый канат, один конец которого крепится неподвижно, другой конец называемый ходовым крепится к барабану лебедки. По грузоподъемности и числу ветвей каната в оснастке талевой системы разделяют на различные типы, размеры. В БУ грузоподъемностью 50-75 т. применяется талевая система с числом шкивов 2х3 и 3х4, грузоподъемностью от 100 до 300 тонн. 4х5, 5х6, 6х7, где первая цифра обозначает число шкивов на талевом блоке, а вторая на кронблоке. Соединяют оснастку по специальной схеме. В талевую систему входит: талевый блок, кронблок и талевый канат.

Кронблок.

Талевые блоки

Представляют собой сварной корпус в котором помещаются шкивы и подшипниковые узлы. Применяют талевые блоки двух типов: для ручной расстановки свечей и АСП (автомат спуска-подъема). Талевые блоки состоят: из двух щек, к которым с обоих сторон приварены накладки. В верхней части щеки соединяются траверсой. В средней части у щек выполнена расточка для оси, на которой на подшипниках качения посажены шкивы. В нижней части справа и слева щеки соединены стяжками, на которых укреплен защитный кожух. Оси крепятся на двух гайках с предохранительной планкой от отвинчивания.

1 – установка блоков левая 2 – патрубок направляющий 3 – амортизатор 4 – блок 5 – установка блоков правая 6 – обтекатель правый 7 – скоба для подвески 8 – палец предохранительный 9 – палец 10 – втулка сменная 11 – стакан 12 – стопор 13 – траверса 14 – шарикоподшипник упорный 15 – ось траверсы 16 – обтекатель левый

Крюки и крюкоблоки.

Изготавливают в виде отдельных крюков или крюков соединенных с талевым блоком. Крюки и крюкоблоки служат для подвешивания при помощи штропов с элеваторами бурильных и обсадных труб при СПО, или вертлюга в процессе бурения.

По способу изготовления: кованные, литые и составные и бывают одно-, двух- трехрогий.

По конструкции пластинчатого крюка, соединяющегося осью со стволом и корпуса, которые с помощью осей подвешиваются к удлиненной части щек талевого блока. В внутри корпуса помещается стакан опирающийся на упорный шариковый подшипник, установленный на кольцевую площадку корпуса крюка. Во внутрь стакана помещается ствол крюка с трапециидальной резьбой на верху и навинченной гайкой. На ствол крюка надета пружина для компенсации осевых ударов. Зев крюка имеет стопорные пальцы.

Талевые канаты.

В талевых системах БУ применяются стальные, круглые шестипрядные канаты тросовой конструкции, получающиеся в результате двойной свивке проволок в пряди и прядей в канаты. Пряди в канаты свивают вокруг органического или металлического сердечника. Пряди талевого канатов изготавливают с числом проволок от 19-ти до 37-и в пряде. Используются высокоуглеродистые и высокомарганцовистая канатная проволока. Талевые канаты бывают прямой и крестовой свивки. При крестовой свивки проволоки вьются в пряди в одну сторону, а пряди канаты в противоположенную сторону. Изготавливают канаты правого и левого направлений. На БУ применяют канаты правой свивки диаметром 28, 32 мм типа ЛК-0 и ТК.

Отбраковка талевых канатов. Оборвана одна прядь на шаге свивки диаметром до 20 мм, число оборванных проволок составляет более 5%, свыше 20-ти мм до 10%, одна из прядей вдавлена в результате обрыва сердечника, канат вытянут или сплюснут и его наименьший диаметр составляет 75% и менее от первоначального. На канате имеется скрутка. При износе от коррозии, достигшей 40% и более от первоначального диаметра проволок, при наличии «жучков» и следов пребывания каната в зоне высоких температур.

Буровые лебедки

Буровые лебедки натягивают ведущие ветви каната талевой системы при спуско-подъемных операциях. При помощи лебедок осуществляется наращивание, свинчивание и развинчивание бурильных и обсадных труб, а также подъем А-образных вышек, подача бурильной колонны во время бурения, передача вращения ротору и подъем различных грузов. На рисунке показана принципиальная схема однобарабан­ной буровой двухвальной лебедки с ленточным (механическим) пневматическим главным тормозом, с двумя цепными переда­чами для привода главного барабана и двумя фрикционными муфтами для его оперативного включения. Главный барабан предназначен для навивки талевого каната и снабжен тормозными шкивами. Канат навивается на барабан при спуске и подъеме и развивается с различными скоростями. Скорость подъема крюка при подъеме колонны наибольшего веса составляет 0,3-0,5 м/с, а скорость подъема ненагруженного крюка — 1,7-2,0 м/с.

Для торможения подъемного вала лебедки во время спуска труб в скважину, а также при подаче их на забой в процессе бурения лебедка снабжается двухленточным колодочным тормо­зом. На рис. 8 показана принципиальная типовая схема тор­мозной системы буровой лебедки. Кран пневмо-торможения 1 сое­динен со стопором 2 тормозного рычага 3. Две тормозные ленты 6, подвешенные на пружинах 5, охватывают тормозные шкивы барабана 7. Одним концом ленты присоединяются к балансиру 11, установленному на стойке на раме лебедки перед барабаном, а другим концом — к тормозному валу 10.

Для уменьшения усилия торможения на противоположном конце тормозного вала смонтирован пневматический цилиндр 8, соединенный с полом буровой пружиной 9. При поступлении в его полость сжатого воздуха поршень передвигается и через шток, присоединенный к коленчатому валу тормоза, поворачивает по­следний, прижимая ленты с колодками к тормозным шкивам ле­бедки. Если необходимо остановить или снизить частоту вращения барабана, то бурильщик рукой нажимает рукоятку 4 по на­правлению к полу буровой. При этом вертикальные концы лент, присоединенные к балансиру, остаются неподвижными, а горизон­тальные, закрепленные на шейках коленчатого вала тормоза, на­тягиваются, и колодки, прикрепленные на их внутренних поверх­ностях, охватывают шкивы барабана и затормаживают его.

Для торможения подъемного вала лебедки во время спуска труб в скважину, а также при подаче их на забой в процессе бурения лебедка снабжается двухленточным колодочным тормо­зом. На рис. 8 показана принципиальная типовая схема тор­мозной системы буровой лебедки. Кран пневмо-торможения 1 сое­динен со стопором 2 тормозного рычага 3. Две тормозные ленты 6, подвешенные на пружинах 5, охватывают тормозные шкивы барабана 7. Одним концом ленты присоединяются к балансиру 11, установленному на стойке на раме лебедки перед барабаном, а другим концом — к тормозному валу 10.

Схема ленточного тормоза 1 – кран пневмоторможения 2 – стопор рычага 3 – рычаг тормозной 4 – рукоятка 5, 9 – пружины 6 – лента тормозная 7 – барабан лебедки 8 – пневмоцилиндр 10 – тормозной вал 11 — балансир

При спуске тяжелых колонн с большой скоростью мощность торможения достигает 3- 5 тыс. кВт, а в процессе бу­рения она равна всего 3 — 20 кВт.

Вспомогательный тор­моз (гидромат) служит для поглощения значительной части энергии, выделяю­щейся во время спуска ко­лонн, что облегчает труд бурильщика и уменьшает износ колодок главного тор­моза.

Схема гидравличе­ского тормоза с холодильником.

Роторы.

Предназначены для передачи вращения колонне бурильных труб в процессе бурения и удержания на весу СПО. Ротор — это редуктор передающий вращение колонне бурильных труб от горизонтального вала трансмиссии. Состоит из: станины имеющий расточку для горловины в котором смонтирован приводной вал и вертикальной станины выполненные сверху вниз. В станине установлен шариковый подшипник, воспринимающий осевые нагрузки, на который упирается стол ротора с посаженным на него зубчатым венцом. Станина и стол имеют кольцевые проточки образующие лабиринтные уплотнения от попадания раствора в масляную ванну. По торцу диск стола имеет вертикальные пазы для фиксатора. Снизу в станине установлен вспомогательный подшипник центрирующий стол и воспринимающий вертикальные нагрузки. Подшипник опирается на фланец, который крепится болтами к нижнему торцу стола и образует ванну для нижней шариковой опоры. Сверху установлена крышка ротора. На приводной вал посажена коническая шестерня зубчатый передача. Вал опирается со стороны шестерни на два конических подшипника и один роликовый смонтированный в стакане. Стакан со стороны жидкости перекрыт крышкой, а со стороны подшипника лабиринтом. Стол имеет квадратное углубление ПКР.

Разрез ротора У7-520-3 1 – станина; 2 – основная опора стола ротора; 3 – коническое колесо; 4 – вспомогательная опора стола ротора;6 – сбрасыватель; 7 – стол; 8 – защелка; 9 – вкладыш; 10 – зажимы; 11 – коническая шестерня; 12 – вал ведущий; 13 – храповик; 14 – подшипник; 15 – звездочка; 16 – указатель уровня масла

Буровые насосы.

Буровые насосы служат для подачи под давлением в скважину промывочной жидкости. Применяют только горизонтально приводные поршневые насосы. Состоит: из гидравлической и механической частей. Механическая часть при вращении вала с кривошипом шатун совершая колебательные движения приводит в действие крейцкопф. Движущимися в возвратно-поступательном в прямолинейных направлениях и связанный с ним при помощи штока поршень. Поршень совершает движение внутри цилиндра и происходит всасывание и нагнетание. Гидравлическая коробка состоит: из корпуса, лобовой крышки, коронки с уплотнением, цилиндра с уплотнениями, поршень со штоком, сальниковая коробка штока и клапанная коробка. Коронка прижимает цилиндр к корпусу и уплотнение цилиндра. Клапанная коробка состоит из седла запрессованного в корпус клапана, пружины, крышки клапана с уплотнением и винт. Насосы бывают двух- и трехпоршневые: двухпоршневые двойного действия, трехпоршневые односторонние.

Буровой насос У8-4

Предназначен для подачи к забою промывочной жидкости при бурении скважин роторным и турбинным способом. Входит в комплект поставки буровых установок «Уралмаш 5Д-61», «Уралмаш 6Э-61», «Уралмаш 3Д-61» и «Уралмаш 4Э-61»

Буровой насос У8-4

1 – рама; 2 – гидравлический блок; 3 – клапан; 4 – блок воздушных коллекторов;

5 – поршень; 6 – шток; 7 – направляющая крейцкопфа; 8 – шкив клиноременный;

9 – вал трансмиссионный; 10 – шестерня; 11 – колесо косозубчатое;

12 – шатун; 13 – вал кривошипный; 14 – картер; 15 – крейцкопф; 16 – станина;

17 — сальник

Техническая характеристика

Тип – Горизонтальный приводной поршневой двухцилиндровый двойного действия

Источник

Adblock
detector