 |
|
Шегендеу тізбектері 16 страница
8.2-сурет. Екібілікті бұрғылау шығырының кинематикалық сұлбасы
Трансмиссиялық біліктің 5 жылдамдығы өзгеру саны, беріліс қорапшасы жылдамдықтары санына тең. Көтеруші біліктің жылдамдық саны 3, 8 берілістерінің арқасында екі еселенеді. Түсу жылдамдығы көтеруші біліктің жұдырықшалы муфтасымен жалғанатын, гидродинамикалық тежегішпен 10 шектеледі. 8.1-суреттегі көрсетілген сұлбадан айырмашылығы, ротор көтеруші біліктен емес, трансмиссиялық біліктен жетекке келтіріледі. Ол үшін шиналы-пневматикалық муфтамен 11 қосылатын, 12 және 15 берілістері қолданылады.
Сұлбада қарастырылатын ротордың жылдамдық саны, беріліс қорапшасы өзгерткіштік санына тең. Шынжырлы беріліс 6 жұдырықшалы муфтамен 14 қосылатын, шынжырлы берілістегі 16 шығырдың көтергіш білігіне айналым беретін, трансмиссиялық білікпен 5 қашау берілісін реттегішті қосады. Мұндай сұлбаға үшжылдамдықты өзгермелі беріліс қораптары арқылы айнымалы токтың электроқозғалтқыштарымен және дизельмен жетекке келтірілетін, алтыжылдамдықты шығырлар ие. Тахогенератор жетегі 1 –шынжырлы беріліс болып келеді.
Шығыр жетегі тұрақты ток көзі электрқозғалтқышынан болған кезде оның кинематикалық сұлбасы қарапайым болады. Жоғарыда қарастырылған сұлбалармен салыстырғанда соңғы аталған шығырларда берілістерді өзгерту қорабының қызметін шиналы-пневматикалық муфта арқылы жалғанатын, бір-біріне қарама-қарсы орналасқан қозғалтқыштар орындайды. Шығырдың трансмиссиялық білігі қозғалтқыштардың біреуі істен шыққан жағдайда көтергіш білікке айналыс беруге арналған. Айналу жиілігінің үш есе азаюы арқасында бір қозғалтқыштың қуаты көтеріп-түсіру операциясына жеткілікті болады. Бұрғылау процесі кезінде трансмиссиялық білік қашау берілісін реттегіштен шығыр барабанына айналым беру үшін қолданылады. Құбырлар тізбегін түсіру кезінде шығырдың тежелуі кәдімгі ленталы тежегішпен және генератор режиміндегі жұмыс жасап тұрған электроқозғалтқышпен іске асады.
Үшбілікті шығыр (8.3-сурет) бірнеше біліктерден тұрады: көтеруші 15, трансмиссиялық 5, катушкалық 3 және ротор жетегі үшін қолданылатын қосымша 9 біліктерден. Шығыр жетекші және жетектегі біліктер арқылы өзгермелі тісті берілісті қорапшадан жетекке қосылады. Беріліс қорапшасының өзгермелі айналыстағы жетекші білігі карданды білікпен 6, трансмиссиялық білікпен 5 жалғанады және шынжырлы беріліс (28/25) арқылы шиналы-пневматикалық муфтамен қосылып, көтеруші білікке «шапшаң» жылдамдықпен беріледі.
8.3-сурет. У2-5-5 үшбілікті бұрғылау шығырының кинематикалық сұлбасы
Беріліс қорапшасының өзгермелі айналыстағы жетектік білігі төрт жылдамдыққа ие. Карданды білік 8 арқылы беріліс қорапшасының жетектегі білігі, екі шығатын білігі бар тісті редуктормен жалғанады. Олардың бірі шығырдың шиналы-пневматикалық муфтасы 7 арқылы көтеруші білікпен, ал екіншісі- білік 9 арқылы ротор жетегімен 11 жалғанады. Сөйтіп, шығыр бес жылдамдыққа ие (төртеуі «жәй» және біреуі тәуелсіз «шапшаң»), ал ротор –төрт айналу жылдамдығына ие.
Катушкалық білік 3 жетекші дөңгелегі z=19 тісті көтеруші білікте 15 бос отырғызылған «шапшаң» жүрісті шынжыр дөңгелегімен z=28 тісті қосарланған шынжырлы беріліспен 4 жетекке келтіріледі. Сөйтіп, катушкалық білік 3 берілістік қораптың тезжүрісті білігімен тұрақты іліністе болады. Катушкалы біліктің шығып тұрған ұшында, бұрғылау қондырғысының қосымша жұмыстарын атқаратын, планетарлық тісті берілістің 2, фрикционды катушкасы 1 орналастырылған.
Ротор жетегі шиналы-пневматикалық муфтамен 10 қосылатын, шынжырлы беріліспен (21/45) іске асады. Қашау берілісін реттегіштің шынжырлық дөңгелегі 14 және гидродинамикалық тежегіш 12, шығырдың көтеруші білігіне екіжақты жұдырықша муфта 13 арқылы қосылады.
8.4 –суретте негізгі құрылымдық элементтері шетелдік және Ресейлік шығырлар моделдерінде қайталанатын ЛБУ-1100 бұрғылау шығырының үстінен қарағандағы көрінісі берілген. Шығыр оның монтаждық-демонтаждық жұмыстар кезінде көтеруші кранның көмегімен тасымалданатын, пісірілген метал рамада 4 монтаждалады. Рамаға шығырды беріліс қорабымен жалғастыратын, шынжырлы берілістің біліктерінің 3 және 10 май жүретін тұрқысы пісіріп орнатылған. Май ванналарының центрленген тесіктерінде бұрғылау шығырының барабаны көтеру білігімен 7 орнатылған.
8.4-сурет. ЛБУ-1100 бұрғылау шығыры
Тұрқыда 10 ротор трансмиссиясы білігі 11 жетегі үшін қолданылатын екінші шынжырлы беріліс орналастырылған. Ротор трансмиссиясының білігі шығыр рамасына бекітілген, тұрқының қосымша ойығында 10 және шығып тұрған тіреуде 12, сфералық роликті мойынтіректерде орналасқан. Қақпақпен жабылған және аралық қаптамалары 15 және 19 бар майлы ванналар ауыспалы берілістің қорабымен жалғанады. Майлы ванналардың сыртқы фланецтері қаптамалармен 16 және 18 жабылады. Рамада, бұрғышының басқару пулті 2 жағынан балансир қадасы 8, тежеу білігі 17, таспалы тежегішті басқару тұтқасының білігі 5 монтаждалған. Электромагнитті тежегіш 14 көтергіш білікпен өстестіріліп, онымен жұдырықша муфта 13 арқылы жалғанып рамаға бекітіледі. Рамада екі тахогенератор 9 және 20 орнатылған.
Тахогенератор 9 ротор столының айналу жиілігін өлшеу үшін тағайындалған және ротор трансмиссиясының білігмен 11, шынжырлы беріліспен жалғанған. Тахогенератор 20 электромагнитті тежегіштің білігімен жалғанған және электротежеуіштің автоматты жұмыс режимі кезінде құбырлар тізбегін түсірудегі жылдамдықты бақылауға арналған. Қадада 1 АСП кешенінің тәл блогын және свечаны қармау механизмінің қозғалысын бақылайтын командоаппараты орналастырылған. Командоаппараттың жетегі көтеру білігіндегі шынжыр жұлдызшасынан жүзеге асады.
Рамаға шығырдың пневматикалық басқару жүйесінің ауаөткізгіші 6 бекітіледі. Қауіпсіз жұмыс жасау және ластанудан сақтау үшін шығырдың жылжымалы бөліктері металл қаптамамен жабылып, оның жеке бөлшектері мен жиынды бөліктеріне қол жеткізу мақсатында, қаптамада ашылатын топсалы есіктер жасалған.
Көтеруші білік (8.5-сурет) – бұрғылау шығырының негізгі білігі. Көтеруші біліктің 19 негізгі мойынтіректері 15 арасында барабан 18 дискілерінің күпшектері пресстелген. Бұрғылау шығырларында арқан дискінің сыртқы немесе ішкі жағына бекітіледі. Бекіту түйіні жұмыста сенімді әрі ыңғайлы болуы керек. Бекіту түйінінің сыртқы орналасуы қол жетімді және арқанды босатуға немесе бекітуге ыңғайлы. Сыртқы бекітудің кемшілігі –арқан өрімдерінің қойылған арқанның бекіту жиегіне үйкелу нәтижесінде тозып, зақымдануы.
Дайындалуы ең қарапайым кең таралғаны – сыртқы беті тегіс барабандар. Барабанға арқан орамдардың жақсы орналасуы үшін ол паралелль және бір-біріне жалғасатын спираль арналы, алынбалы қаптамамен жабдықталады. Арқанның параллель және спираль телімдерінің ұзындығына бөлек ораммен симметриялық орналасуы дисбаланстан инерциялық жүктеменің төмендеуіне әсер етеді.
Барабан дискілеріне тежегіш шкивтер 16 бекітіледі. Қарастырылған жинақ сызбада тежегіш шкивтер сумен салқындатылатын сақиналық жейдемен жабдықталған. Тежегіш шкивтерде су тұйық цикл бойынша циркуляцияланады. Ол үшін біліктің ұшындағы құрылым 3 және білік ішіне орналасқан құбыр 20, арқылы су оң одан кейін сол шкивтерге барып, одан соң сақиналық кеңістік және жалғаулы құбыр арқылы қабылдау багына құйылып одан әрі қолданысқа түседі. Тежегіш шкивтерде орнатылған бұрандалы тығындар 17 шығырды жылдың салқын кездерінде тоқтататын жағдайда, су қатпас үшін ағызуға қолданылады.
Көтеруші біліктің негізгі роликті радиал–сфералық мойынтіректері 15 майлы ванна тұрқысының ойығында орналасқан және олар майайдағыш 34 арқылы қою маймен майланады. Роликті мойынтіректердің ішкі сақиналары біліктерге кергілік төлкелермен ұстатылады, ал сыртқылары мойынтірек тұрқының қақпақтарымен бекітіледі. Температуралық ұзаруды теңгеру үшін мойынтіректің тұрқы мен сыртқы сақинасы арасында, барлығында емес бір мойынтіректе, қажетті саңылау қарастырылған (жиынды бөлік 1, сурет 8.5).
Тынышжүрісті берілістің шынжырлық дөңгелегі 1 және шиналы-пневматикалық муфта шкиві 12 жеңіл айналатын, (поз. 21 мойынтірекке ұқсас), роликті радиалды- сфералық мойынтіректі білікке отырғызылған ортақ станинаға 2 ие. Білікте мойынтіректердің ішкі сақинасы төлкелермен бекітіледі. Оңжақтағы мойынтіректің сыртқы сақинасы күпшектің ойығында өстік жылжулардан серіппелі сақинамен және қақпақпен бекітіледі. Солжақтағы мойынтірек күпшекке жылжымалы болып орналастырылады. Шиналы-пневматикалық муфтаның 12 сыртқы қоршауы 10 білікке нығарлап отырғызылған күпшеккке 6, планшайбаның 5 көмегімен бекітіледі.
Шиналы-пневматикалық муфтаны 12 қосу үшін ұршықша 7, ауаөткізгіш 4 және клапан–бөлгіш 11 арқылы ауа беріліп отырылады. Муфтаның ақауы кезінде немесе ауаның жеткіліксіз қысымы жағдайында муфтаны жалғау үшін планшайбаның ойықтарына және шкивтің паздарына бұрап кіргізілетін апаттық болттар 9 қолданылады. Қауіпсіздік ережесі бойынша, мұнараны көтеру үшін бұрғылау шығырын қолдану кезінде апаттық болттар міндетті түрде қондырылуы керек.
Қаптама 13 шкивті 14 май құйылып кетуінен сақтайды. Күпшектің 2 мойынтіректері күпшекке бұрап жалғанған түтікшелі майсауыт 3 көмегімен майланады. Осыған ұқсас көтеруші біліктің келесі шетінде шиналы-пневматикалық муфта 25, шығырдың «шапшаң» жылдамдығының шынжырлық дөңгелегі 22 және ротор трансмиссиясы 23 орналасқан. Шиналы –пневматикалық муфтаға 25 ауа электромагнитті тежегіштің білігі, ұршықша 28, біліктегі тесік 19, ауаөткізгіш 30 және клапан-разрядник 31 арқылы беріледі.
Жұдырықшалы жартылай муфталар 27 және 29 көтеруші білікті электромагнитті тежегіш білігіне жалғау үшін қолданылады. Шығырдың барлық бұрандалық жалғамалары өздігінен бұралып кетуден қатты бекітілу арқылы сақталған.
Ротор жетегігің білігі 9 екі роликты радиалды-сфералық мойынтіректе (8.6-сурет) орнатылады. Солжақтағы мойынтірек майлы ванна тұрқысында орнатылады. Оңжақтағы мойынтіректің тұрқысы бұрғылау шығырының рамасына бекітіледі. Мойынтіректер лабиринтті тығыздамамен жабдықталған, фланецті қақпақтармен жабылған.
Шиналы–пневматикалық муфтаның 6 планшайбасы 7 кілтек көмегімен білікке 9 мықтап бекітілген. Муфтаға ауа ұршықша 2 және біліктегі тесік арқылы беріледі.
8.5-сурет. Жинақ күйіндегі көтеруші білік
Апаттық жағдайларда муфтаны қосу үшін болттар 8 қолданылуы мүмкін. Ұршықшада 12 ротор столының айналу жиілігін бақылайтын тахогенератордың жетегі, шынжырлық жұлдызша бар. Біліктің 9 қарама-қарсы шығып тұрған ұштары қозғалтқышты қосуға қолданылуы мүмкін. Мойынтіректер майқұтылар 2 және 5 арқылы майланады.
Ресейде шығарылатын шығырлардың шифрлары былай оқылады; (ЛБУ22-720 - лебедка буровая Уралмашзавода, натяжение ходового конца талевого каната – 22 тс (220 кН), расчетная мощность на входном валу лебедки 720 кВт.
8.6-сурет. Ротор жетегі білігінің жинақтық сұлбасы
8.1-кестесінде Уралмаш зауытынан шығатын шығырлардың, 8.2-кестесінде ВЗБТ зауыты шығаратын шығырлардың техникалық мінездемелері келтірілген.
8.1-кесте. ОАО «Уралмаш» зауытында шығарылатын шығырлардың техникалық көрсеткіштері
| Көрсеткіштері | ЛБУ22-720 | ЛБУ22-670 | ЛБУ37-1100 | ЛБУ 2000ПС | ЛБУ 3000М1 | ЛБУ-1200 | ЛБУ- 1200 (Д-1) | ЛБУ- (Д-2) |
| Арқандағы шектік жүк, кН | ||||||||
| Жетек біліктегі есептікқуат, кВт | ||||||||
| Тәл арқаны диаметрі, м | ||||||||
| Барабан диаметрі, мм | ||||||||
| Барабан ұзындығы, мм | ||||||||
| Шығырдың берілістер саны | 5/4 | 5/4 | 5/4 | |||||
| 8.1-кестенің жалғасы | ||||||||
| Тежеу шайбасының ұзындығы, мм | ||||||||
| Тежеу колодкасының ені, мм | ||||||||
| Қосымша тежегіш түрі | ТЭИ-710-45 | ТЭИ-800-60 | Негізгі электр қозғалтқыш | УТГ-1450 | ||||
| Өлшемдері, мм: ұзыны ені биіктігі | 3230* | 8430* 3480** 2540** | 8725** 3464** 2560**' | |||||
| Масса, кг | 39330** | 49200** | ||||||
| *Тасымалдауға арналған өлшемдер **Негізгі қозғалтқышсыз берілген параметрлер |
8.2-кесте. ВЗБТ зауыты шығырларының техникалық көрсеткіштері
| Көрсеткіштері | Б7.02. 00.000 | Сб.02./ЛБ-750 | Б1.02.30. 000 | Б12.02.02. 000 | Б12.02.02. 000-01 | М12.02.02. 000 |
| Жетек біліктегі қуат, кВт | ||||||
| Арқан шектік жүктеме кН | ||||||
| Тәл арқаны диаметрі, м | ||||||
| Барабан диаметрі, мм | ||||||
| Барабан ұзындығы, мм | ||||||
| Трансмисся беріліс саны: тура кері | 4/2 4/- | - | ||||
| Роторға берілістер саны | 4/2 | - | - | - | 3/1 | |
| Тежегіш шайба диаметрі, мм | ||||||
| Тежегіш колодкасы ені, мм | ||||||
| Қосымша тежегіш түрі | Гидромат Ф1000 | ТЭП-45-У1 | Гидромат Ф1000 | |||
| Қосымша жетек қуаты, кВт | ||||||
| 8.2-кестенің жалғасы | ||||||
| Өлшемдері, мм ұзындығы ені биіктігі | 12000* | 12000* | - - - | |||
| Масса, кг | - | |||||
| *Жетекпен бірге |
8.3 Шығырлардың негізгі параметрлері
Бұрғылау шығырларының негізгі параметрлері: қуаты, көтеру жылдамдығы, жүккөтергіштігі, шығыр барабанының диаметрі мен ұзындығы. Шығырдың өнімділігі, экономикалық тиімділігі көрсетілген параметрлерді дұрыс таңдауға байланысты, салмағы мен өлшемдері бұрғылаудың тиімділігіне, тасымалданғыштығына және монтаждалу жеңілдігіне үлкен әсер етеді.
Шығырдың қуаты оның барабанына жұмсалатын пайдалы қуатпен анықталады, ол КТО, бұрғылау кезіндегі авариялық жұмыстарды игеруге, берілген құрылымдағы ұңғыны бұрғылауға және шегендеу жұмыстарына жеткілікті болуы керек. Жеткіліксіз қуатта, КТО-на кететін уақыт ұзарады, артық қуат көтеру жылдамдығы шектеулі болғандықтан қолданылмайды және ол материалдардық және қолданыс барысындағы шығындарға әкеліп соқтырады. Шартты түрде, жиналған тәжирибеге сүйене отырып, шығырдың тиімді қуаты берілген тереңдікте бұрғыланатын ең ауыр бұрғылау тізбегін көтеру барысында, есептелген 0,4-0,5 м/с жылдамдық мөлшерінде анықталады:
Nб=( Gбк + Gт ) vphтс (8.1)
мұндағы: Nб – шығыр барабанындағы қуат, кВт;
Gбк – бұрғылау тізбегінің салмағы, кН;
Gт – тәл механизмінің қозғалмалы бөлігінің салмағы, кН;
vp – ілмекті көтерудің есептік жылдамдығы, м/с;
– тәл механизмінің ПӘК.
Шығырдың қуаты қозғалтқыш пен оның жетегінің күштік берілістерін таңдағаннан кейін анықталады:
Nб=Nдв 
мұндағы: Nб – қозғалтқыш білігінен алатын қуат, кВт;
hтр - трансмиссия (қозғалтқыштан шығыр барабанына дейінгі) ПӘК-і.
Тәжірибелік есептеулерде, көтеретін 1кН жүкке немесе 1 м бұрғылау тереңдігіне келетін бұрғылау шығырының меншікті қуаты мөлшерін қолданған тиімді.
Бұрғылаудағы КТО ұзақтығы мен отын – энергетикалық шығындары олардың орындалуымен, шығырдың жылдамдығы және беріліс сатылары санына байланысты. Шектік ең жоғарғы және төменгі жылдамдықтар бұрғылау технологиясында көрсетілген шарттармен, арқан жұмысымен және көтерудің қауіпсіздігіне байланысты таңдалады.
Шектік көтеру жылдамдығы, ол процесті басқару қауіпсіздігімен және тәл арқанының жылжымалы тармағының шығыр барабанына дұрыс оралуының шектік жылдамдығымен байланысты. Тәл блогының кронблок астына тежелу жолының қысқалығынан тіреліп қалмау үшін және қауіпсіздік талаптарына сай ілмектің көтеру жылдамдығы 2 м/с аспауы тиіс. Арқан шығыр барабанына жақсы оралу үшін, тәжірибе көрсететіндей арқанның жылжымалы тармағының жылдамдығы 20 м/с аспауы керек. Жылдамдықты одан әрі арттырғанда арқанның жақсы оралуы үшін, барабан диаметрін ұлғайту ұтымды болып саналмайды, өйткені соған сәйкес шығыр бөлшектері мен түйіндерінде қолданысқа тиімсіз бұрау және ию моменттері ұлғайады.
Жылжымалы тармақтың ілмекті көтеру жылдамдығына байланысын ескере отырып, vж =vіл iтж қарастырылған талаптарға сүйене, максимальды көтеру жылдамдығын келесі шарттан таңдаймыз:
iт.ж ≤ 10 (vіл)max = 2 м/с- тәл механизмдері жабдықталу еселігі үшін;
iт.ж > 10 (vіл)max = 20/iт.ж м/с -тәл механизмдері жабдықталу еселігі үшін.
Көтерудің ең аз жылдамдығы – аз қолданылады және технологиялық мақсаттарда пайдаланылады: бұрғылау және шегендеу құбырларын ары-бері ырғау, бұрғылау құбырларын ұстап қалуға байланысты шиеленістерді жою; жабық превенторлар арқылы құбырлар тізбегін көтеру; шығыр жетегінің бір қозғалтқышы жұмыс істемей қалған кезде құбыр тізбегін көтеру. Көтерудің ең аз жылдамдық мөлшері бұрғылау тәжірибесінде орныққан шарттарға байланысты қабылданады:
(vіл) min =0,1 ÷ 0, 2 м/с
Шектік жылдамдықтардың қатынасы шығырдың көтеру жылдамдықтарын реттеу диапазонымен анықталады:
Rv = (vіл)max / ( vіл)min
Беріліс (жылдамдық) сатыларының саны бұрғылау шығырының жетек түріне байланысты. Белгіленген диапазонында көтеру жылдамдықтарының сатысыз өзгеріп, реттелуі, тұрақты тоқ электрқозғалтқыштарын қолданғанда мүмкін болады. Gi жүктемесіне байланысты, қозғалтқыштан бөлінетін қуаттың Nқоз. толық пайдалану шартына байланысты аралық көтеру жылдамдығы:
vi = Nқоз. η/(Gi + Gт),
мұндағы, η – қозғалтқыштан ілмекке дейінгі көтеру механизімнің ПӘК-і;
Gт – тәл механизімінің салмағы.
Қазіргі жағдайда бұрғылау шығырының жетегі ретінде көбінесе, қатаң көрсеткішті дизельдер және айнымалы ток электрқозғалтқыштары қолданылады. Бұл жерде бұрғылау шығыры механикалық беріліс сатылар саны қозғалтқыштың қуатын толық қолдану шартына байланыстырылады. Қуатты қолдану дәрежесі қозғалтқыштың белгілі қуатының жүк көтеруге жарамды қуатқа қатынасымен сипатталады. Көтеретін тізбек құбырларының салмағының сатылы өзгеруіне байланысты қуатты қолдану дәрежесі шығыр берілісі сатыларының санына қарай реттеледі.