Шестаков В.С. Расчет на ЭВМ нефтегазового оборудования. Учебное пособие для МНГ-2015 (811778), страница 26

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 26)

Второй и третий этапы можно реализовать в одном алгоритме. После объединения алгоритм решения задачи может бытьпредставлен двумя самостоятельными блок-схемами, представленными на рис. 4.22.Алгоритм решения подобных задач всегда имеет циклическуюструктуру. В таких алгоритмах первым этапом является определениеусловия повторения циклов. Для первого этапа условие организациицикла будет выбор слабины каната. Для второй блок-схемы можноиспользовать одно из следующих условий: подъем на заданную высоту; время с начала движения меньше заданного; до момента прекращения нарастания усилия.Применение первого условия приведет к тому, что время расчетов будет большим из-за малого шага интегрирования, порядка 0.0001.Сложность применения второго условия в том, что заранее неизвестна длительность нарастания усилия в канате, и поэтому придется время задать с большим запасом, что также приведет к увеличению длительности расчетов.

График на рис. 4.21 показывает, что максимальное усилие в канате соответствует первому пику, поэтому в качествеусловия повторения расчетов можно использовать третье условие.Анализ графика на рис. 4.21 показывает, что необходимо организовать вычисление максимального усилия, для этого можно использовать стандартный алгоритм поиска максимума. Суть его в следующем: для хранения максимального значения отводится переменная, и внее заносится значение, заведомо меньшее максимального; при вычислении текущего значения переменной оно сравниваетсясо значением, хранимым в переменной, отведенной для максимального;146 если вычисленное значение будет больше максимального, то онозаносится в ячейку для хранения, а если меньше, - то не заносится.Для реализации второго этапа в алгоритм введена проверка vг<0.С помощью этой проверки исключено движение груза вниз, пока усилие в канате не превысит Gг.

Движение груза вниз получается при решении выражения расчета скорости второй массы, пока усилие меньше веса груза, скорость будет отрицательной, груз будет «погружатьсяв почву», чего в реальности нет. Приравняв vг= 0, мы исключили такой режим.При реализации в программе каждую блок-схему рекомендуетсяоформить отдельной подпрограммой. Самостоятельными подпрограммами можно оформить ввод данных, приведение к валу барабана.После составления программы можно провести исследованиявлияния слабины и жесткости на максимальное усилие в канате. Дляисследований влияния жесткости необходимо задавать пределы ее изменения. В качестве максимальной жесткости может быть принятажесткость каната (значения приводятся в справочниках конструктора), а за минимальное значение - приведенная жесткость специальныхустройств (например, демпферов, встраиваемых в блоки, муфт и т.

п.).Для проведения исследований необходимо организовать цикл изменения жесткости от минимальной до максимальной. Для каждого значения жесткости необходимо вызывать подпрограмму, реализующуюалгоритм по рис. 4.22, а после расчета организовать вывод результатов. Указанный цикл и вывод результатов лучше всего реализовать всамостоятельной процедуре.Для проведения исследований влияния слабины намаксимальное усилие необходимо организовать цикл измененияслабины от нуля до максимальной, для каждого значения слабинынеобходимо вызывать подпрограмму, реализующую алгоритм по рис.4.22, а после расчета организовать вывод результатов.147а)Jб, Мдв .б, L, t, RбJб,Мдв.б,Gг,mг ,Rб ωб,Ск,tб) б=0; vг=0; хг=0; Fкmax=0; Fк=0ωб=0; б=0Мc.б =Fк  Rб;б = б +Мдв.б  t / JбFкmax= Fкб=б + (Мдв.б - Мc.б )t/Jбб = б + б  tб = б + б  txб = б  Rбxб = б  RбДаxб < Lvг= vг +(Fк -Gг)t/ mгНетДаvг < 0Нетvг= 0бxг= xг + vг tFк= Ск(xб -xг )ДаFк >=FкmaxНетFкmaxРис.

4.22. Блок-схема алгоритма расчета максимального усилияв канате:а – до выбора слабины; б – после выбора слабины1484.12. Расчет продолжительности спуско-подъемныхопераций буровых установокОсобенностью спуско-подъемных комплексов (СПК) являетсяналичие в передаточном механизме полиспастной системы /13/.

Канатна сжатие не работает, поэтому при опускании буровой колонны илитолько элеватора возможны два режима движения: элеватор разгоняется до установившейся скорости под действием сил тяжести, привод не оказывает тормозного действия; элеватор разгоняется до установившейся скорости под действием сил тяжести, привод или тормоз притормаживает движение крюка.Первый режим реализуется, если разгон барабана лебедки осуществляется приводным двигателем, и разгон выполняется с относительным ускорением большим ускорения движения крюка.

Второй режимреализуется для случая отключения двигателя на момент разгона илипри ускорении барабана под действием двигателя, меньшим ускорения движения крюка под действием сил тяжести. При реализации алгоритма в программе необходимо определить, какой режим реализуется приводом и, соответственно, определить движущее усилие.При реализации первого режима рассматривались две одномассовые системы: первая включает все элементы передачи двигательбарабан, а вторая все подвижные элементы талевой системы и буровой колонны с крюком.

Если ускорение движения второй массы будетбольше первой, то двигатель будет притормаживать разгон, а, еслименьше, то движение масс будет независимым до перехода привода наустановившуюся скорость движения.4.12.1. Расчетная схемаСпуско-подъемный комплекс состоит из достаточно большогочисла элементов и включение их всех в расчетную схему приведет ксложному математическому описанию. Для упрощения используютрасчетные схемы с меньшим числом масс и передаточных звеньев.Несколько масс используют для задач, в которых требуется определять усилия в передаточных элементах. Для задач, в которых требуется определить продолжительность рабочей операции, обычно применяют одномассовую расчетную схему (рис.

4.22). Замена реальноймногомассовой системы одномассовой приводит к исключению упругих связей между массами и тем самым исключаются колебания одних149масс относительно других. С учетом того, что значение жесткостисвязей в реальных системах очень велики, эти колебании будут несущественными и не окажут влияния на время перемещения буровойколонны и на эквивалентные нагрузки.

Поэтому для решаемых задачприменение одномассовой расчетной схемы вполне оправдано /8/.При составлении расчетной схемы вначале определяется элементконструктивной схемы – звено приведения, к которому будут приводиться все остальные элементы.Для рассматриваемой задачи за звено приведения может бытьпринят вал двигателя (рис. 4.23, а) или крюк (рис.

4.23, б).Мдв.праМс.прJ.пβпрбFдв.прLпрmпрFсРис. 4.23. Расчетная схема:Мдв.пр – приведенный движущий момент, Мс.пр – приведенный момент сопротивления,β.пр – приведенный угол поворота, Jпр– при-веденный момент инерции;Fдв.пр – приведенное движущее усилие; Fс– приведенное усилие сопротивления;Lпр – приведенная высота подъема, mпр– приведенная массаБолее привычным для использования в методиках расчета времени перемещения буровой колонны является использование крюка вкачестве звена приведения. По модели сразу получают перемещениеколонны бурильных труб, которое может быть использовано в вычислительном алгоритме.

Но при таком приведении возникают сложности в расчете движущих усилий и приведенных моментов инерциипри многослойной навивке каната на барабан. Это связано с тем, чтоскорость двигателя, переходя на следующий слой навивки, практически не меняется, но при переходе на новый слой навивки каната меняется радиус и, соответственно, скорость движения колонны. Изменение радиуса приводит к изменению приведенных масс или моментовинерции, движущих усилий. Исходя из отмеченного, за звено приведения при перемещении колонны или элеватора принимается вал двигателя, а при торможении, в зависимости от реализуемой схемы, илитот же вал двигателя, или вал привода, на котором установлено тор150мозное устройство (для схем при отключении двигателя на время торможения).При расчете суммарного, приведенного к валу двигателя моментаинерции, достаточно сложно сразу вывести выражение для расчетамоментов инерции, например, талевой системы, поэтому можно использовать второе, дополнительное звено приведения – крюк (элеватор).

К этому элементу приводятся все подвижные элементы талевойсистемы и непосредственно поступательно движущие элементы буровой колонны и элеватора. При расчете продолжительности разгона иторможения приведенная масса пересчитывается в приведенный момент с учетом радиуса навивки каната на барабан и передаточного отношения привода и полиспастной системы.При сведении реальной системы к одномассовой, чтобы не нарушились реальные закономерности, должны быть использованы выражения приведения, получаемые из закона сохранения энергии реальной системы и расчетной.

Характеристики

Список файлов книги