25116 (Талевая система буровой установки)

ВВЕДЕНИЕ

В результате реструктуризации бурового комплекса 1 апреля 2008 года было образовано предприятие ООО «Татбурсервис» с филиалами в 4-х городах. В ходе этой реструктуризации вновь созданное предприятие объединило Базы производственного обслуживания Альметьевского, Азнакаевского, Нурлатского и Елабужского Управлений Буровых Работ.

Основная цель проведенных преобразований - освобождение буровиков от выполнения непрофильных для них работ, чтобы они могли полностью сосредоточить свои усилия на основной задаче - строительстве скважин высокого качества с минимальными затратами.

Несмотря на все пережитые трудности и проблемы, связанные с образованием нового предприятия, коллектив ООО «Татбурсервис» с поставленными перед ним задачами успешно справился.

Основными видами деятельности ООО «Татбурсервис» являются предоставление в субаренду бурового оборудования с техническим обслуживанием (около 75% от общего объема услуг) и пуско-наладочные работы перед бурением (около 17% от общего объема всех услуг). Кроме того, ООО «Татбурсервис», имея в своем составе участок по обслуживанию труб и турбобуров, занимается их перевозкой и обслуживанием по заявкам буровиков. Этот вид деятельности составляет около 6% от общего объема услуг. Оставшиеся 2% приходятся на услуги водо-, пароснабжения, а также на прочие услуги производственного характера, не связанные с техническим облуживанием субарендованного оборудования (сварочные, токарные, фрезерные, малярные и прочие услуги).

Всего с начала деятельности Общества выполненный объем работ в денежном выражении составил 1,4 млрд.руб. Основным заказчиком работ и услуг является ООО «Бурение», для которого выполняется почти 99% всех работ. Стоимость услуг ООО «Татбурсервис» в 1 метре проходки составило 2600 руб/метр. При этом 824 рубля на 1 метр или 33% составляют арендные платежи за буровое оборудование, 785 руб/метр приходится на содержание бурового оборудования (затраты на материалы и на проведение ремонтов подрядным способом). Транспортные расходы в структуре общих затрат ООО «Татбурсервис» составляют 10%, на 1 метр проходки буровиков при этом приходится 250 рублей. На оплату труда с отчислениями приходится всего 17% всех затрат.

Среднесписочная численность промышленно-производственного персонала составила 975 человек.

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1.1 Выбор оборудования

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. 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.

1.2 Предназначение, область применения

Талевая система буровой установки состоит из кронблока, монтируемого на подкронблочных балках верхнего основания вышки, талевого блока, связанного с кронблоком канатной оснасткой, и грузоподъемного крюка, соединенного с талевым блоком.

1.3 Устройство и принцип работы

Блок талевый состоит из двух щек, соединенных между собой верхним и нижним щитом. В щеках закреплена ось, на которую установлены четыре шкива, посаженных на подшипники. Ось с одной стороны упирается выступом в щеку, с другой закреплена гайкой, которая стопорится шайбой. Ось с торцов имеет четыре продольных каната, предназначенных для индивидуальной смазки каждого подшипника. Смазка подается через масленки. Подшипники разделены между собой пружинными и дистанционными кольцами. Надетые кольца подшипников ограничиваются от осевого перемещения пружинными кольцами. Между внутренними кольцами подшипников устанавливаются дистанционные кольца, имеющие по внутреннему диаметру отверстия для подвода смазки. Для предохранения подшипников от загрязнения и сохранения смазки с торцов шкивов установлены защитные усики.

На серьгу подвешивается крюк. Серьга соединена со щеками щита осями. Щеки между собой скрепляются стяжками.

Нижний щит является ограничителем от соскакивания каната шкивов. С боков шкивы закрываются откидными кожухами, также предотвращающими соскакивание каната.

1.4 Технические характеристики

Допускаемая нагрузка, кН (то) 1000(100)

Количество шкивов, шт 4

Диаметр шкива (по дну желоба), мм 800

Профиль желоба шкива под канат диаметром, мм 25

Диаметр оси шкивов, мм 170

Расположение шкивов одноосное

Габаритные размеры, мм:

ширина 746

ширина по диаметру щек 940

высота, 1583

масса, кг 2348

2. ТЕХНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Монтаж оборудования

Монтаж талевой системы начинают с подъема кронблока на верхнее основание вышки.

Кронблок при монтаже вышки подъемником Кершенбаума поднимают вместе с вышкой. При строительстве вышки при помощи шагающих стрел для подъема кронблока используют лебедку на тяговом канате, который пропущен через однороликовый блок, подвешенный к козлам вышки.

Перед подъемом кронблока на вышку должны быть проверены: легкость вращения блоков; легкость откидывания кожухов и отсутствие в них погнутости; надежность крепления всех соединений, особенно вспомогательного и тартального блоков; наличие шплинтов, контргаек, винтов и проволоки, а также смазки во всех подшипниках.

На вышке кронблок должен быть выверен по уровню, сцентрирован и прикреплен к подкронблочным балкам. Крепление выполняют хомутами из прутка диаметром 33 мм, швеллерами и гайками МЗО или крючьями из прутка диаметром 30 мм, планками и гайками МЗО. Так как размеры подкронблочных балок непостоянные, размеры хомутов определяют по месту при монтаже. Рама кронблока может крепиться непосредственно к подкронблочным балкам болтами. Для удобства подъема кронблока на вершине вышки устанавливают козлы, к которым подвешивают монтажный блок. Один конец троса прикрепляют к кронблоку, а второй через блок на вершине вышки и отводной блок у основания протягивают к лебедке. В буровых установках типа Уралмаш 3000, имеющих А-образные вышки, кронблок крепят к подкронблочным балкам в то время, когда вышка находится в горизонтальном положении (перед подъемом вышки). При этом выполняют все перечисленные выше требования.

Крюкоблок поставляют в собранном виде. Он не требует при вводе в эксплуатацию выверки, установки и крепления. Для его монтажа целесообразно использовать лебедку буровой установки. Крюкоблок подвешивают сразу после окончания монтажа вышки и лебедки. Перед оснасткой талевого блока необходимо проверить легкость вращения блоков, легкость откидывания кожухов и отсутствие в них погнутости, надежность всех соединений и наличие смазки в роликоподшипниках. Замеченные неисправности устраняют. Необходимо также осмотреть нижнюю серьгу, щеки и другие части. При обнаружении дефектов (например, трещин) талевый блок должен быть заменен. После монтажа кронблока приступают к оснастке талевой системы. В зависимости от нагрузок талевой системы во время бурения, устанавливают необходимое число рабочих струн в оснастке и диаметр талевого каната.

2.2 Эксплуатация оборудования

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 не плотности 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.

2.3 Методы долговечности деталей

Долговечность машины зависит от совокупности влияния разнообразных факторов, которые проявляются на всех этапах ее создания и эксплуатации. При этом долговечность отдельных деталей может существенно отличаться от долговечности машины в целом.

Методы повышения долговечности деталей машин можно разделить на три основные группы: 1) конструктивные; 2) технологические; 3) эксплуатационные.

Конструктивные методы повышения долговечности деталей машин включают в себя комплекс мероприятий, связанных с созданием рациональной конструкции машины. Среди них наиболее важными являются правильный выбор конструктивного решения, от которого зависит работоспособность сопряженных деталей в эксплуатации, экономичность и эффективность агрегата, а также правильный выбор конструктором материала и обеспечение равнопрочности деталей и узлов. Чтобы обеспечить длительную эксплуатацию узлов машины, конструктор обязан предусмотреть простоту их обслуживания и ремонта.

К технологическим методам повышения долговечности деталей машин относятся методы, применяемые при изготовлении и ремонте деталей. Эти виды обработки позволяют значительно повысить прочность и износостойкость деталей.

К механическим методам относятся: