Талевая система установки для ремонта скважин

Талевая система агрегатов для ремонта и восстановления скважин

Все системы подъемных агрегатов подобны друг другу и имеют единые схемы работы.

Натяжение на подвижной ветви ка­ната, наматываемого на барабан лебедки подъемного агрегата, при подземном ре­монте скважин уменьшается при по­мощи талевой систе­мы, состоящей из:

· системы непод­вижных роликов — кронблока;

· подвижных роли­ков — талевого блока;

· крюка и талевого каната.

Кронблок (Рис.23) устанав­ливается на верхней площадке вышки или мачты, талевый блок подвешивается на та­левом канате, один ко­нец которого после ос­настки прикреплен к барабану подъемной лебедки, а другой — к раме вышки или к та­левому блоку. Крюк подвешивается к ниж­ней серьге талевого блока.

где: 1- шкивы, 2-ось, 3-рама, 4-предохранительный кожух, 5-шкивы вспомогательной лебедки

Кронблоки эксплу­атационные являются неподвижной частью талевой системы.

Кронблоки КБН предназначены для ра­боты в районах с уме­ренным климатом, типа КБ — в умерен­ном и холодном кли­мате.

1)Последние изготав­ливаются двух видов: исполнение I — для передвижных подъемных устано­вок и стационар­ных эксплуатаци­онных мачт;

исполнение II — с подкронблочной рамой для стацио-нарых эксплуата ционных вышек.

В зависимости от грузоподъемности кронблоки выпускаются с различным числом канатных шкивов, устанавливаемых на подшип­никах качения. Конструктивно кронблоки всех грузоподъемностей не отличаются друг от друга. Шкивы у всех кронблоков расположены на одной неподвижной оси, покоящейся на опорах и закрепленной стопорными болтами. Канатные шкивы, посаженные на ось на двух роликоподшипниках, разделяются друг от друга стопорными коль­цами.

Во избежание перемещения шкивов вдоль оси кронблока после­дняя имеет с одной стороны бурт, а с другой — навинченную на резьбу оси круглую гайку со стопорной шайбой. Смазка к роликоподшип­никам поступает через продольное сверление внутри оси, которое связано радиальными сверлениями с полостью подшипников. Выхо­ды продольного канала на концах оси закрываются шестигранными резьбовыми пробками. Шкивы снабжены крышками, предотвраща­ющими вытекание смазки и попадание грязи в подшипники.

Шкивы кронблоков закрыты быстросъемными ограждением и ко­жухом. Ограждение кронблока предотвращает соскальзывание тале­вого каната со шкивов.

Талевые блоки (рис. 24)

Талевые блоки — подвижная часть талевой системы при спуско-подъемных операциях, предназначены для работы в районах с уме­ренным климатом (тип БТН), с умеренным и холодным климатом.

Рис.24 Талевый блок

где: 1 — траверса; 2 — шкивы; 3 — ось; 4 — предохранительные
кожухи; 5 — щеки; 6 — серьга.

Талевые блоки всех типоразмеров (конструктивно отличающиеся друг от друга только числом канатных шкивов) представляют собой канатные шкивы, насаженные на роликоподшипниках на ось, непод­вижно установленную в двух щеках, закрепленных гайкой. Канатные шкивы на оси отделены друг от друга распорными кольцами. Под­шипники смазываются индивидуально через продольное и радиаль­ное отверстие в оси. На торцах оси выходы продольного канала зак­рыты пробками. По аналогии с кронблоками канатные шкивы тале­вого блока имеют боковые крышки, предохраняющие от попадания грязи и вытекания смазки.

К нижней части щек подвешена серьга для соединения с крюком, в верхней части щеки соединены траверсой, служащей для транспор­тировки талевого блока.

Канатные шкивы закрыты откидными, съемными кожухами с про­резями и имеют ограничители, предохраняющие от соскакивания та­левого каната.

Конструкция талевых блоков по­зволяет использовать их и в кронб-локах, применяемых на подъемных установках. В этом случае серьга сни­мается и щеки талевого блока соеди­няются непосредственно с подвес­кой крюка.

Крюки подъемные относятся к подвижной части талевой системы, предназначены для подвешивания на них штропов, трубных или штанго­вых элеваторов, вертлюгов и других приспособлений при монтаже и де­монтаже наземного оборудования.

Крюки изготавливаются двух ти­пов: однорогие (исполнение I) грузоподъемностью до 20 т и трехрогие (исполнение II) грузоподъемностью 32 т и более.

Крюк состоит из рога, подвески и серьги. Рог кованый включает сменное седло с защелкой для фиксирования седла при спуско-подъемных операциях. Вогнутая цилиндрическая поверхность седла должна соответствовать размеру сопрягаемого с ним штропа элева­тора или серьги вертлюга.

Подвеска, соединяющая рог крюка с серьгой, состоит из литого стального корпуса, амортизирующей пружины, ствола, установлен­ного на упорном подшипнике. Конструкция подвески допускает сво­бодное вращение рога крюка со стволом как под нагрузкой, так и без нагрузки. Амортизационная пружина и упорный подшипник поме­щены внутри корпуса и закрыты крышкой для предохранения их от атмосферных осадков и загрязнения.

С помощью серьги крюк подвешивается к талевой системе. Для подвешивания штангового элеватора при подъеме насосных штанг применяется подвесной крюк.

Подъемные лебедки (рис. 25)

Лебедка — основной механизм подъемной установки. При помо­щи лебедки проводятся следующие операции: спуск и подъем насос-но-компрессорных, бурильных и обсадных труб; удержание колонны труб на весу в процессе бурения или промывки скважины; ведение аварийных работ; передача вращения ротору; вспомогательные рабо­ты по подтаскиванию инструмента, оборудования, труб и др.; подъем мачты в вертикальное положение. Подъемный вал лебедки преобра­зовывает вращательное движение силового привода в поступатель­ное движение талевого каната. На подъем нагруженного крюка зат­рачивается мощность, зависящая от силы тяжести поднимаемых труб, а спускается крюк под действием веса труб. Поэтому лебедки имеют механизмы для подвода мощности при подъеме и тормозные устрой­ства.

Рис. 25. Лебедка
1 — вал лебедки; 2 — барабан лебедки; 3 — шпонка; 4 — подшипник сферический; 5 — звездочка; 6 — втулка; 7 — клин; 8 — шарикоподшипник; 9 — шпонка призматическая; 10 — шпонка направляющая; 11 — фиксатор; 12 — гайка; 13 — бугель; 14 — рычаг нажимной; 15 — ось; 16 — гайка кольцевая; 17 — кольцо упорное; 19 — диск; 20 — диск средний; 21 — диск задний; 22 — пружина; 23 – масленка.

Для повышения скорости во время подъема крюка лебедки или их приводы выполняют многоскоростными. Переключение с высшей скорости на низшую и обратно осуществляется фрикционными опе­ративными муфтами, обеспечивающими плавное включение и ми­нимальную затрату времени на эти операции. Мощность, передавае­мая на лебедку, характеризует основные эксплуатационно-техничес­кие ее свойства и является главным ее параметром.

Силу подъема груза при любой оснастке определяют из выражения:

где Q — вес поднимаемого груза; п — число струн оснастки талей.

Длина каната, наматываемого на барабан

где А — высота подъема груза.

С учетом сил сопротивления в талевом механизме величина фак­тической силы

где п_к — КПД талевого механизма, который зависит от числа задействованных роликов.

Число роликов
КПД	0,97	0,94	0,92	0,90	0,88	0,87	0,85	0,84	0,82	0,81

Дата добавления: 2015-12-16 ; просмотров: 3920 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Лекции № 9. Талевая система, назначение, конструкция

Основных элементов талевой системы, оснастка талевой системы.

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 — 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: 6436 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Талевая система

НАЗНАЧЕНИЕ, СХЕМЫ И УСТРОЙСТВО

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. III.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. 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.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТАЛЕВЫХ СИСТЕМ

Подготовка талевого каната к оснастке:

Диаметр каната и число струн в оснастке выбирают с учетом максимально возможной нагрузки на крюке, при которой был бы двойной запас прочности, а при СПО — тройной, наивыгоднейшим является четырех-пятикратный запас.

Канат необходимой прочности должен иметь диаметр, соот­ветствующий диаметру желоба шкивов талевого блока и кронблока.

Применять в талевых системах канаты с диаметром больше расчетного нельзя ввиду возможности его защемления в желобах шкивов и быстрого износа. Допускается применение канатов диа­метром меньше расчетного на 10%. Необходимый для оснастки канат подбирают по паспорту и проверяют соответствие марки­ровки на бочке барабана паспортным данным, осматривают ка­нат в соответствии с инструкцией и составляют акт приемки, о чем делают соответствующие записи в буровом журнале.

Фактический коэффициент запаса прочности каната проверя­ют путем сравнения агрегатной прочности каната, указанной в паспорте, с вероятной наибольшей нагрузкой на канат.

Для осмотра бочку с канатом устанавливают на козлы и вра­щают барабан по стрелке, указанной на бочке. При перемотке каната недопустимо образование петель и перекруток. Отрезают канат специальной канаторезкой. Перед тем, как отрезать канат, оба будущие его конца должны быть заделаны так, чтобы избе­жать их раскручивания. Концы заделывают плотной намоткой вязальной проволоки.

Новый канат следует хранить на барабане в помещении или под навесом, исключающим попадание влаги в барабан. Ржавые канаты или канаты, имеющие неплотности свивки прядей, по­рванные проволоки и другие дефекты к эксплуатации не допу­скаются.

Оснастка талевой системы:

По мере увеличения глубины скважин вес бурильных колонн, которые приходится спускать и поднимать, увеличивается, а мак­симальная скорость намотки ведущей струны талевого каната на барабан лебедки остается практически неизменной (около 20 м/с) для буровых установок разных классов. Поэтому для каждой установки применяют талевую систему со своей кратностью по­лиспаста от 4-х до 14. Это достигается применением различных оснасток 2X3; 3X4; . ; 7X8 (здесь первая цифра — число шки­вов талевого блока, а вторая — кронблока).

Под оснасткой талевой системы понимается навеска каната на шкивы кронблока и талевого блока в определенной последовательности, исключающей перекрещивание каната и трение его струн друг о друга. В настоящее время создано несколько типов оснастки. Перед тем как приступить к оснастке системы необхо­димо определить число шкивов в талевом блоке, тип каната, диа­метр и разрывное усилие каната. Диаметр каната должен соот­ветствовать размеру канавок шкивов талевого блока и кронбло­ка. При бурении глубоких скважин, когда глубина еще неболь­шая и бурильная колонна легкая, для ускорения СПО канатом оснащают не все шкивы системы, а только часть. В дальнейшем проводят переоснастку до полного использования всех шкивов. Однако переоснастка трудоемка и не всегда целесообразна.

Оснастку стремятся выполнить так, чтобы ведущая струна на­бегала на один из средних шкивов. В системах АСП струны ка­ната не должны мешать спуску талевого блока с находящейся в нем свечой. Неправильно выполненная оснастка может вызвать трение канатов или закручивание талевого блока, что может при­вести к аварии.

Существует два типа оснасток: параллельная, когда ось та­левого блока параллельна оси кронблока, и крестовая, когда оси талевого блока и кронблока перпендикулярны. Наиболее распро­странена крестовая оснастка (рис. III.14). Она имеет то преиму­щество, что исключает закручивание талевого блока и трение струн каната друг о друга.

Оснастку осуществляют следующим образом. Бухту каната устанавливают на металлическую ось приспособления, располо­женного под полом буровой, и соединяют конец талевого каната с концом пенькового вспомогательного каната. Затем раскрепля­ют барабан механизма крепления и наматывают на него четыре-пять витков пенькового каната, после чего этот канат после­довательно пропускают через шкивы 6 кронблока и V талевого блока, 1 кронблока и / талевого блока, затем 5—IV—2-//-4, как показано на рис. III.14.

Когда конец талевого каната со шкива 4 достигнет пола бу­ровой, отсоединяют пеньковый канат, а конец ведущей струны талевого каната укрепляют в зажимном приспособлении реборды барабана лебедки и наматывают на барабан лебедки восемь — десять витков. Перед этим неподвижный конец талевого каната должен быть зажат в механизме крепления, после чего скрепля­ют его барабан с консольным рычагом и тарируют датчик и ин­дикатор веса инструмента.

БУРОВЫЕ ЛЕБЕДКИ

НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ

Лебедка — основной механизм подъемной системы буровой установки. Она предназначена для проведения следующих опе­раций:

• спуска и подъема бурильных и обсадных труб;
• удержания колонны труб на весу в процессе бурения или про­мывки скважины;
• приподъема бурильной колонны и труб при наращивании;
• передачи вращения ротору;
• свинчивания и развинчивания труб;
• вспомогательных работ по подтаскиванию в буровую инстру­мента, оборудования, труб и др.;
• подъема собранной вышки в вертикальное положение.

Буровая лебедка состоит из сварной рамы, на которой уста­новлены подъемный и трансмиссионный валы, коробка перемены передач (КПП), тормозная система, включающая основной (лен­точный) и вспомогательный (регулирующий) тормоза, пульт уп­равления. Все механизмы закрыты предохранительными щитами. Подъемный вал лебедки, получая вращение от КПП, преобра­зовывает вращательное движение силового привода в поступа­тельное движение талевого каната, подвижный конец которого закреплен на барабане подъемного вала. Нагруженный крюк под­нимается с затратой мощности, зависящей от веса поднимаемых труб, а спускается под действием собственного веса труб или та­левого блока, крюка и элеватора, когда элеватор опускается вниз за очередной свечой.

Лебедки снабжаются устройствами для подвода мощности при подъеме колонны и тормозными устройствами поглощения освобождающейся энергии при ее спуске. Для повышения к. п. д. во время подъема крюка с ненагруженным элеватором или ко­лонной переменного веса лебедки или их приводы выполняют многоскоростными. Переключение с высшей скорости на низшую и обратно осуществляется фрикционными оперативными муфта­ми, обеспечивающими плавное включение и минимальную затра­ту времени на эти операции. Во время подъема колонн различ­ного веса скорости в коробках передач переключают периоди­чески. Оперативного управления скоростями коробки не требу­ется.

В зависимости от скорости спуска или подъема крюка и числа струн в талевой оснастке канат на барабан лебедки навивается и свивается с различными скоростями. Скорость крюка при подъ­еме колонн большого веса во время технологических операций (расхаживание, ликвидация осложнения и аварий в скважине) составляет 0,15-0,25 м/с, а иногда и меньше. Эти скорости на­зываются технологическими, а скорости подъема бурильных ко­лонн и ненагруженного элеватора при СПО изменяются от 0,5 до 1,8 м/с и называются техническими. Более высокие скорости подъема ухудшают условия намотки каната на барабан и не дают существенного выигрыша во времени.

Скорости спуска колонн определяются их весом, длиной и тех­нологическими условиями скважины. Наибольшая скорость спус­ка бурильных колонн обычно не превышает 3 м/с, наименьшая при спуске обсадных колонн 0,2 м/с. В процессе бурения с по- мощью лебедки подается бурильная колонна со скоростью до 1,5 м/мин.

При подъеме колонны канат навивается на барабан лебедки под действием силы тяжести всей колонны, а свивается при спус­ке ненагруженного элеватора с небольшим натяжением. В про­цессе спуска колонн канат навивается при небольшом натяжении и большой скорости, а свивается под действием веса всей колон­ны. Это создает тяжелые условия работы каната, и он быстро изнашивается, особенно при многослойной навивке на барабан.

Мощность, передаваемая на лебедку, характеризует основные эксплуатационно-технические ее свойства и является классифи­кационным параметром.

Присоединительные размеры буровой лебедки: диаметр тале­вого каната; расстояние от середины барабана до центра звез­дочки, установленной на валу ротора. Диаметр каната должен соответствовать размерам канавок на наружной поверхности ба­рабана лебедки и размерам канавок шкивов талевой системы. В случае несоответствия канат будет быстро изнашиваться. На­рушение базового расстояния от середины барабана до центра роторной звездочки вызовет быстрый выход из строя цепи при­вода ротора и практически сделает невозможным нормальное бу­рение скважины роторным способом.

Современные отечественные буровые лебедки в основном вы­полняются по двум компоновочным схемам:

• лебедка со всеми компонующими сборками монтируется на одной общей раме; эти лебедки имеют один главный вал, приво­димый в движение цепными трансмиссиями от коробки передач (ЛБ-750, ЛБУ-1100, ЛБУ-1700 и др.);
• двух- и трехвальные лебедки, в которых собственно лебедка совмещена с КПП и представляет собой один агрегат (У2-2-11, У2-5-5идр.).

На рис. IV.1 показана одновальная лебедка ЛБ-750, смонти­рованная на общей раме / с вспомогательным тормозом 7 и стан­цией управления 8. Эта лебедка имеет главный вал с бараба­ном 5, цепные трансмиссии Зяб,главный тормоз 4 и тормозную рукоятку 2, которая служит для управления лебедкой с поста бурильщика.

На рис. IV.2 приведен подъемный агрегат, состоящий из двух блоков — одновальной буровой лебедки ЛБУ-1100 4 и КПП 6,- которые транспортируются отдельно, а при монтаже соединяют­ся в один агрегат. Цепные трансмиссии передач привода бара­банного вала лебедки от КПП «тихой» 5 и «быстрой» 7 скоро­стей закрыты кожухами. Они включаются оперативными пневма­тическими фрикционными муфтами с пульта управления 1, Расположенного на полу 2 буровой. Главным тормозом лебедки управляют удлиненной тягой 3 также с поста бурильщика.

Двух- и трехвальные лебедки в настоящее время почти не изготовляются, но на нефтепромыслах они еще применяются.

Источник