Призначення, схеми і пристрій
Талевий механізм або талевого система - грузонесущая частина бурової установки - являє собою поліспаст, що складається з кронблока і лівого блоку, огинає сталевим канатом. Талевий блок забезпечений гаком або автоматичним елеватором для підвішування бурильної колони і обсадних труб. Навантаження підвішеного вантажу розподіляється між робітниками струнами каната, число яких визначається числом шківів талевого блоку і Кронблоки. Талевого система дозволяє зменшити зусилля в канаті від ваги вантажу, що піднімається. За рахунок цього пропорційно збільшується довжина каната, намотуваного на барабан при підйомі вантажу на задану висоту.
Оснащення талевої системи бурових установок характеризується тим, що обидва кінці талевого каната збігають з кронблока, один з яких кріпиться до барабана бурової лебідки і називається ходовим або тяговим, а другий (нерухомий) - до спеціального пристрою на металевому підставі вишечних блоку. При намотуванні каната на барабан талевого блок з гаком підтягується до нерухомого кронблок. При спуску талевого блоку канат розмотується з барабана, що обертається в зворотному напрямку під дією ваги талевого блоку, гака і підвішеною колони труб. Нерухома струна талевого каната використовується для установки спеціальних датчиків, які вимірюють навантаження на гаку.
Робочі струни талевого каната розташовуються між шківами кронблока і талевого блоку і на відміну від ходової і нерухомою змінюють свою довжину при підйомі і спуску гака. Ставлення числа робочих струн каната до числа ходових струн, що йдуть на лебідку, називають кратністю оснастки. Бурові лебідки пов'язані з талевого блоком і кронблок однієї ходової струною, і тому кратність оснащення талевої системи бурових установок дорівнює числу робочих струн каната. Так як другий кінець талевого каната нерухомий і тому неробочий, кратність оснащення талевої системи бурових установок незалежно від числа шківів талевого блоку і Кронблоки є парним числом, рівним подвоєному числу шківів талевого блоку;
n- число шківів талевого блоку.
У зв'язку зі зміною ваги бурильної колони при підйомі для забезпечення мінімуму витрат часу підйомна система повинна мати здатність змінювати швидкості підйому відповідно до навантаження. Вона також служить для
утримання бурильної колони, спущеною в свердловину, в процесі буренія.Под'емная система установки (рис.2.1) являє собою поліспастний механізм, що складається з кронблока 4, талевого (рухомого) блоку 2, сталевого каната 3, що є гнучким зв'язком між бурової лебідкою 6 і механізмів 7 кріплення нерухомого кінця каната. Рис.3.1. Підйомна система бурової установки.
Кронблоки 4 встановлюється на верхньому майданчику бурової вишки 5. Рухомий кінець А каната 3 кріпиться до барабана лебідки 6, а нерухомий кінець Б - через пристосування 7 до основи вежі. До талевого блоку приєднується гак 1, на якому підвішується на штропах елеватор для труб або вертлюг. В даний час талевого блок і підйомний гак у багатьох випадках об'єднують в один механізм - крюкоблок.
Поліспастний система служить для зниження швидкості руху гака і збільшення його підйомної сили за рахунок зниження швидкості провідної струни каната, намотуваного на барабан. Чим більше число струн каната і шківів бере участь в роботі, тим повільніше буде підніматися талевого блок з гаком. Зусилля в струнах талевого каната Рт в стані спокою і руху неоднакові.
Канат на барабан можна навивати в кілька шарів по гвинтовій лінії з протилежним напрямком в суміжних шарах або з паралельної укладанням витків. Краща щодо зменшення зносу каната - паралельна укладка, при кото-рій коефіцієнт а має найменше значення. При бурінні свердловин однакової глибини в різних умовах на гак діють однакові навантаження, але число СПО може відрізнятися. Якщо число СПО невелике, то вирішальною є міцність каната.
Практикою експлуатації встановлено, що доцільніше зменшувати число шківів в талевої системі, збільшувати їх діаметр і застосовувати міцні канати більшого діаметра з тим, щоб зменшити число шарів навивки каната на барабан. Для цього також застосовують великі співвідношення між діаметрами шківа і каната (до 42 d) і більш жорсткі, але зносостійкі канати з лінійним торканням дротів у пасмі й металевим сердечником, що забезпечують менше поперечне смятие каната.
При обертанні барабана лебідки, на якому закріплений провідний кінець каната, останній буде намотується на барабан і змусить талевого блок підніматися вгору по направле-ня до кронблок. Чим більше число шківів системи бере участь в роботі (обертається), тим повільніше буде підніматися блок і тим менше буде натяг провідного кінця каната.
Наприклад, при десятиструннім оснащенні ми виграємо в силі майже 8 раз Проте одночасно з цим швидкість підйому труб зменшується в 10 разів. Талевого система дозволяє при прийнятих в бурових установках швидкостях підйому використовувати канати діаметром від 22 до 44 мм при будь-якій глибині буріння.
Кронблоки і гакоблоки класифікуються за трьома основними параметрами: максимально допустимому навантаженні, діаметру шківів по дну жолоби і числу шківів. Ці параметри часто використовуються в якості їх шифру.
Основні приєднувальні розміри кронблок і крюкоблок (в складі бурової установки): діаметр шківів по дну жолоба; розмір профілю жолоба шківів; число шківів; розміри рами для кріплення кронблока до вишки.
Кронблок встановлюють на верхньому майданчику вежі, званої наголовником. Це - нерухомий елемент талевої системи. Конструкція кронблока залежить від типу вишки, діючого навантаження і обсягу спуско-підйомних операцій.
Шківи 1 кронблок монтують на підшипниках кочення 4 на одній або двох співвісно розташованих осях 2, встановлених в опорах 3 на рамі 5 (рис. 3.2 а) або Неспіввісність (рис. 3.3). При Неспіввісність схемою вісь 6 шківа 7, службовця для рухомий струни талевого каната, розташовується пер-пендікулярно до осі 2 інших шківів. Кронблоки з Неспіввісність розташуванні шківів застосовують в щоглових вишках в установках з бурової лебідкою, розташованої нижче підлоги бурової, для того щоб рухливий кінець каната не чіпляв ферми щогли, або при використанні АСП з механізованої розстановкою свічок.
На рис. III.8 показаний трисекційний кронблок з Неспіввісність розташуванням осей, в якому шків 1 з віссю, перпендикулярної до осі інших шківів, змонтований на опорі 2, встановленої на полиці рами 3. Дві секції - трехшківная 6 і дво- шківних 4 - змонтовані на опорах 5 і 7. Кожен шків змонтований на осі на двох циліндричних роликопідшипників, зовнішні кільця яких зафіксовані в ступиці шківа пружинним кільцем, а внутрішні - на осі розпірні кільцями.
Мастило до підшипників кожного шківа подається через прес-маслянку по каналу, просвердлені в осі.
Мал. 3.2 співвісний схема кронблока.
Рис.3.3 Неспіввісність схема кронблока.
На рис. 3.4 приведена типова конструкція кронблока з співвісним розташуванням шківів. На зварений рамі 1 в роз'ємних опорах 2 і 5 встановлено дві секції 4 і 7 шківів. Рама зварена з поздовжніх і поперечних балок, виготовлених з прокату високої якості. Осі в опорах вживають запобіжних засобів від провертання дюбелями 6. Підвісна блок 3 використовується для допоміжних робіт.
Кожна секція (рис. 3.5) складається з осі 1, на якій встановлені шківи 4, що обертаються на підшипниках кочення 2. Залежно від вантажопідйомності кронблока шківи встановлюють на двох роликових або здвоєних підшипниках з конічними роликами. Останні мають загальне зовнішнє кільце і два внутрішніх. Між підшипниками сусідніх шківів на осі є розпірні кільця 7, завдяки яким виключається тертя маточин суміжних шківів, що обертаються з різною частотою. Між зовнішніми кільцями роликопідшипників в сту-піцах шківів встановлюються розрізні пружинні кільця 3, а на осі - розпірні кільця 5 з проточкою і отворами для виходу мастила до підшипників. Через маслянки, поздовжні 8 і радіальні 6 отвори в осі мастило подається ручним насосом в порожнину між кільцями 3 та 5 підшипників шківа.
Для збереження змащення і захисту підшипників від забруднення використовуються фланцеві кришки 9, закріплені на маточинах шківів. В інших конструкціях для цього використовуються лабіринтові ущільнення, що складаються з кілець, запресованих в маточину і входять до кільцевої паз маточини сусіднього шківа. Осьові зазори підшипників регулюються гайкою 12, оберігає від отвертиванія гвинтом 10 або стопорною шайбою.
Шківи та підшипники кронблок зношуються нерівно мірно. Досвід показує, що найбільшому зносу піддаються підшипники і канавки шківа, огинає ходової струною талевого каната, і сусідніх з ним швидкообертаючих шківів. Секційне розташування шківів дозволяє забезпечити їх рівномірніше зношування шляхом повороту кожної секції на 180 ° або їх перестановки, якщо число шківів в секціях однакове. Завдяки цьому збільшується термін служби кронблока.
Секції шківів закриваються кожухами. Для запобігання вискакування каната з канавки шківа зазор між шківами і кожухом не повинен перевищувати 0,15 діаметра каната. При великих зазорах канат може зіскочити і опинитися затягнутим між суміжними шкивами. В результаті цього частина робочих струменя розвантажується, а через перевантаження залишилися в роботі струн може статися обрив каната.
Мал. 3.5 Секція кронблока.
Маса лівого блоку повинна бути достатньою для забезпечення необхідної швидкості його спуску, в зв'язку з чим талеві блоки зазвичай масивніше кронблока, хоча число шківів і вантажопідйомність останніх більше. Талеві блоки виготовляють одно- і двосекційними. Вони призначені відповідно для ручної розстановки свічок і для роботи з комплексом АСП. Двосекційні талеві блоки при необхідності можуть бути використані для ручної розстановки свічок.
Односекційний талевого блок (рис. 3.6) складається з двох щік 1 з привареними накладками 2, виготовленими зі сталевого листа. Щоки, що з'єднуються траверсой 11 і двома болтовими стяжками 4, утворюють раму лівого блоку. Між траверсой і стяжками в щоках є розточування для осі 6 шківів. Ось кріпиться в щоках двома гайками 12, оберігає від відгвинчування стопорною планкою 7. Шківи 9 на осі талевого блоку встановлюються на підшипниках кочення 8 подібно шківів крон- блоку. Для запобігання вискакування каната з канавки шківів на стяжках 4 закріплений нижній кожух 3. Із зовнішнього боку шківи закриваються кожухами 10 з прорізами у верхній частині, призначеними для виходу каната.
Кожухи лівого блоку виготовляються з листової сталі або литими. Переважно литі кожухи, що володіють більшою масою, завдяки якій зростає швидкість спуску не завантаженого лівого блоку. На нижніх витягнутих кінцях є отвори для осей, що з'єднують талевого блок безпосередньо з корпусом гака. Для з'єднання з гаками, що мають штропах, талеві блоки забезпечуються сережкою, яка знаходиться в отворах кронштейнів, приварених до нижніх кінців щік. Серьга лівого блоку заводиться під Штроп гака і кріпиться в отворах кронштейнів за допомогою пальців. Підшипники змащуються пружинними маслянками через отвори 5 в осі шківів талевого блоку. •
Ріс.3.6.Односекціонний талевого блок.
Гаки призначені для:
підвішування вертлюга і бурильної колони при бурінні свердловини;
підвішування за допомогою штропов і елеватора колон Бурилов-них і обсадних труб при спуско-підйомних операціях;
підвішування і переміщення на майданчику бурових важкого устаткування при монтажно-демонтажних роботах і інструменту при бурінні свердловини.
Гаки використовуються при ручному розміщенні свічок. При роботі з комплексом АСП гаки замінюються спеціальними підвісками. В сучасних бурових установках застосовуються трехрогой гаки, що відрізняються вантажопідйомністю. Конструкції бурових гаків істотних відмінностей не мають.
Крюк (рис. 3.7) складається з литого корпуса 9 і власне гака 12. У трехрогой гаках основний ріг 1 використовується для підвішування вертлюга, а два бічних роги 13 - для штропов елеватора. Корпус з'єднується з гаком за допомогою ствола 11. встановленого в підлогою склянці 10 на пружинах 6, затягнутих гайкою 5. Стакан спирається на наполегливий кульковий підшипник 7 і може повертатися щодо корпусу. Гайка стовбура має поздовжні пази під напрямні планки, приварені до верхнього торця склянки. Завдяки цьому разом зі склянкою повертається стовбур з гаком, що дозволяє вберегти талевого канат від закручування при поверненні гака.
В процесі буріння гак щодо корпусу фіксується стопором 4, вмонтованим в полухомути стопорного пристрою 3, нерухомо закріпленого в зовнішньої кільцевої проточці нижній частині стакана. Від самовідгвинчування стовбур переді-яке береже стопорною планкою 14, встановленої в радіальних пазах стовбура. Пружина 6 складається з двох секцій і працює на стиск. Хід пружини і її вантажопідйомність при обраному ході забезпечують необхідний при відгвинчуванні пріпод'ем свічки на висоту замкової різьблення. При навантаженнях, що перевищують вагу однієї свічки, пружина стискається до упору торців гайки і склянки. У гаках КТБ-4-140Бр замість стовбура використовуються безрізьбові підвіски.
Власне гаки виготовляються литими з високоміцних сталевих виливків або пластинчастими з легованої термічно обробленої листової сталі. Пластинчасті гаки вперше були використані в бурових установках Уралмащзавода. Пластини гака з'єднуються заклепками з потайними головками. У зіві гака 1 встановлюється фасонний вкладиш з литої сталі, що забезпечує збереження пластин і плавність прилягання контактуючих поверхонь штропа вертлюга і зіву крюка.
Бічні роги 13 встановлюються на осі, запресованої в розточення пластин. Зів основного роги закривається автоматично при закладі штропа вертлюга в результаті повороту подпружиненной засувки 2. Бічні роги закриваються відкидними скобами. Вантажопідйомність бічних рогів гака в більшості випадків вище вантажопідйомності основного роги. У крюкоблок гак з'єднується зі щоками лівого блоку за допомогою осей 8, встановлених в кишенях його корпусу і закріплених стопорними планками. Талеві блоки з сережкою з'єднуються з гаком за допомогою штропа, встановленого на осях в кишенях корпусу гака.
Сталеві талевого каната.