какие талевые системы применяются в бурении
Талевая система буровых установок
Назначение талевой системы
Талевая система предназначена для подъема и поддержания на весу тяжелого бурового инструмента. Она представляет собой ( рис. 4.18 ) полиспастный механизм, который состоит из:
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 ).
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
Q=P л η (1- η U т.с. ) / (1- η). (4.39)
Натяжение ведущей ветви находят из выражения
Р л = Q (1- η) / η(1- η U т.с. ) (4.40)
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:
c = η (1- η U т.с. ) / U т.с. (1- η) (4.42)
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.
Талевая система буровой установки
Талевая система буровой установки предназначена для подъема и поддержания на весу тяжелого бурового инструмента. Она представляет собой ( рис.12.1 ) полиспастный механизм, который состоит из кронблока 1, установленного на вышке или мачте, талевого блока 2 и 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 крюке спускоподъемные операции выполняют на прямом канате ( рис.12.1, а ). В геологоразведочном бурении применяют талевые системы трех типов:
Рис. 12.1. Схемы 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 подвижном крюке ветви талевого каната равномерно нагружены силой
(12.1)
Поэтому нагрузка на крюке
(12.2)
Натяжение ведущей ветви
(12.3)
Усилие в неподвижной ветви каната
(12.4)
Коэффициент полезного действия талевой системы
(12.5)
При определении числа струн талевой оснастки исходят из набольшей нагрузки на крюк Q. Ее определяют при подъеме наиболее тяжелого бурильного инструмента или наиболее тяжелой колонны обсадных труб.
(12.6)
В геологоразведочном бурении применяются в основном следующие оснастки талевой системы: 0x1; 1×2 и 2×3 ( см.рис. 12.1 а,б,в ).
Коэффициент полезного действия для них составит:
При практических расчетах при эксплуатации буровых установок на нефть и газ можно воспользоваться выражением
Полученное по формуле (12.6) значение округляется до целого числа в большую сторону.
Общее число ветвей талевого каната
при симметричной оснастке
Глубину скважины до которой спускоподъемные операции можно проводить на прямом канате (оснастка 0х1) рассчитывают по формуле
(12.10)
Сухая скважина. 0,3-0,4
Вода. 0,2-0,4
Эмульсия. 0,12-0,2
В случае применения легкосплавных бурильных труб коэффициент трения µ следует уменьшить приблизительно на 10%.
Ниже приведены опытные значения коэффициента к пр для различных геолого-технических условий бурения:
Пример 12.1. Определить натяжение в ведущей (Р л ) и неподвижной (Р н ) ветвях талевого каната при подъеме инструмента весом Q=500к11 и к.п.д талевой системы, если оснастка 4×5, т.е. u т.с =8.
В неподвижной ветви
Коэффициент полезного действия талевой системы [ см.формулу (12.5)]
Пример 12.2. На подъемном крюке подвешена бурильная колонна весом Q=1,5 МН; вес подвижной части талевой системы Q т.с =0,08МН.
Найти: а) натяжение ведущего конца каната при оснастке 5×6; б) величину выигрыша в силе при данной оснастке.
Решение : находим к.п.д. талевой системы из выражения (12.7 )
Тогда максимальное натяжение ведущей струны составит
Следовательно при 10-ти струнной оснастке мы выигрываем в силе
т.е почти в 8 раз
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.
В 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.
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:
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.
Чтобы задать вопрос или сделать заявку,
нажмите на кнопку ниже:
Талевые блоки
Талевый блок
Используется при буровых работах для поддержания на весу бурильных труб и инструмента во время спускоподъемных операций.
Существует два вида талевых блоков, эксплуатируемых в буровых установках:
В самом общем виде талевый блок визуально можно представить так:
В независимости от типоразмеров, талевые блоки представляют собой канатные шкивы, насаженные роликоподшипниками на ось.
Ось установлена между двух щек, щеки закреплены гайкой.
Талевые блоки могут быть одно, двух и трехроликовыми
Технологические элементы:
-к нижней части щек подвешена серьга для соединения с крюком
-шкивы талевого блока смонтированы на подшипниках качения (вся конструкция закреплена на оси в щеках)
-шкивы талевого блока покрыты защитными кожухами с прорезями (для прохода струн каната)
Технологические свойства талевых блоков:
-блок должен иметь минимальные параметры ширины (с целью обеспечения минимального безопасного расстояния между блоком и элементами вышки)
-талевые блоки могут использоваться в кронблоках, эксплуатируемых при спускоподъемных операциях
В этом случае серьга снимается, и щеки талевого блока соединяются с подвеской крюка.
Ниже приведена техническая характеристика талевого блока и крюка для БУ 1600/1 ООДГУ и БУ1600/100ЭУ.
В табл. 24 даны параметры талевых блоков для буровых установок с механизмами АСП. В табл. 25 и на рисунках приведены параметры крюкоблоков.
Талевый блок 4ТБА-6-400
Вам так же будет интересно:
буровые установки УКБ-5С для бурения вертикальных и наклонных (до70°) геолого-разведочных скважин
Назначение талевой системы
Талевая система предназначена для подъема и поддержания на весу тяжелого бурового инструмента. Она представляет собой ( рис. 4.18 ) полиспастный механизм, который состоит из:
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 ).
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
Q=P л η (1- η U т.с. ) / (1- η). (4.39)
Натяжение ведущей ветви находят из выражения
Р л = Q (1- η) / η(1- η U т.с. ) (4.40)
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:
η c = η (1- η U т.с. ) / U т.с. (1- η) (4.42)
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 ).
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.
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.
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. Подробнее.