2000

Модернизация Буровой лебедки ЛБУ-900-ЭТ буровой установки БУ 4500/270-Курсовая работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин

ID: 172103
Дата закачки: 31 Июля 2016
Продавец: nakonechnyy_lelya@mail.ru (Напишите, если есть вопросы)
    Посмотреть другие работы этого продавца

Тип работы: Работа Курсовая
Форматы файлов: AutoCAD (DWG/DXF), КОМПАС, Microsoft Word
Сдано в учебном заведении: ИНиГ

Описание:
Лебедка ЛБУ-900 ЭТ-3 используется для работы в буровых установках с талевым канатом диаметром 0, 32 мм, грузоподъемностью 270 т при оснастке талевой системы 5x6. Лебедка предназначена для:
-подъема и спуска бурильного инструмента;
-спуска обсадных труб;
-автоматической подачи долота на забой;
-ликвидации аварий, возникающих при проводке скважин;
-подъема и опускания вышки.

характеристика лебедки.

Расчетная мощность на входном валу, кВт (л.с.) 900 (1224)

Допустимое натяжение быстроходной ветви талевого
каната при нагрузке на крюке 270 т 285,11 (28,51)
Общее передаточное число трансмиссии
- на "тихой" передаче 11,41
- на "быстрой" передаче  3,135
Тип передач в трансмиссии   зубчатые  косозубые
Тип муфты включения передач в трансмиссии   зубчатая
Главный электропривод
-обозначение электродвигателя     4ПС450-1 ООО
- род тока электропривода      постоянный
- номинальная мощность, кВт    1000
- мощность в режиме работы на лебедку, кВт   900
- частота вращения, об/мин  
номинальная        1000
максимальная в режиме работы на лебедку   1500
-диапазон регулирования частоты вращения   0...1500
Размеры барабана, мм
-диаметр         640
-длина         1243
Нарезка на барабане для укладки каната    имеется
Основной способ торможения при спуске
обсадных, бурильных колонн,     с помощью
порожней талевой системы и кратковременного  электродвигателя
удержания их в неподвижном состоянии
Способ удержания в неподвижном      механическим
состоянии и аварийное торможение    тормозом 
Тип механического тормоза  дисково-колодочный
пневмомеханический
Управление тормозом       дистанционное
- Место установки тормоза      консольные концы
промежуточного вала трансмиссии
Число тормозных дисков      2
Число тормозных механизмов
- рабочих        2
- аварийных        2  
Привод тормозных механизмов:
- рабочих        пневматический
- аварийных пневмо-механический
Размеры тормозных дисков, мм
-диаметр дисков       730
-толщина дисков        40
Размеры фрикционной накладки тормозной колодки
- длина        200
- ширина         200
-толщина         10
Материал фрикционной накладки     ЛАТ-2
ГОСТ 1198-93
Расчетное давление воздуха в
пневмоцилнндpax тормоза, кг/см2
- рабочих зажимов (регулируемое)     0...6.3
- аварийных зажимов       9.0



Способ фиксации барабана подъемного вала
- при ремонтных работах и простоях с помощью механического стопорного  устройства
Система подачи долота  от электродвигателя
привода лебедки

Диапазон скоростей подачи долота, м/ч    0 200
Диапазон задания нагрузки на долото, т     30
Точность поддержания нагрузки на долото, %   ± 5
Габаритные размеры лебедки, мм
-длина        4365
-ширина         3024
-высота         2182
Масса лебедки с электрооборудованием, кг  23060


3.1 Устройство и работа лебедки.

Кинематическая схема буровой лебедки ЛБУ 900 ЭТ-3 показана на рисунке 3.1.
Привод подъёмного вала 2 с барабаном 1 обеспечивается.
Электродвигателем 13 (МЛ) через двухскоростную трансмиссию 9. Вал ведущей 8 трансмиссии соединен с электродвигателем муфтой зубчатой 12.
Электродвигатель 13 привода лебедки позволяет производить подъем и
спуск грузов с регулируемой скоростью вплоть до полной остановки. Он также выполняет функции регулятора подачи долота на забой.
При отказах основного привода лебедка в аварийном режиме может также работать от дополнительного привода, который подсоединяется к нему валу 8 через шкив 7 муфты МШ 500 (на схеме не показана).
С вала ведущего 8 вращение передается через "быструю" 58/58 или
тихую 91/25 передачи на вал промежуточный 4 и далее через передачу
116/37 на вал подъемный 2. Переключение передач трансмиссии
производится обоймой зубчатой 11 посредством цилиндра пневматического
механизма переключения.
Фиксация барабана лебедки в неподвижном положении после его
остановки электродвигателем производится дисково-колодочным тормозом,
который установлен на промежуточном валу 4. На его консольных концах
установлены тормозные диски 5, на которые действуют тормозные
механизмы: рабочие 6 и аварийные 3.
Каждый рабочий тормозной механизм обеспечивает торможение путем повышения давления воздуха в пневмоцилиндре 14, при этом колодки 16
сжимают диск 5. Растормаживание происходит при сбросе давления и при помощи разжимных пружин 15. Рабочих тормозных механизмов установлено два (по одному на каждом диске). Они используются как фиксирующий тормоз при технологических паузах. Управляются с пульта бурильщика.
Аварийные тормозные механизмы 3 обеспечивают торможение силовой пружиной 18. При штатном режиме работы они находятся в расторможенном состоянии под действием пневмоцилиндров 19. Таких механизмов два (также по одному на каждом диске). Используются при автоматическом срабатывании блокировок и при отказах в пневмосистеме рабочего тормоза. Имеют двойное управление: ручное - с пульта бурильщика и автоматическое при срабатывании блокировок.
Стопорное устройство 23 удерживает барабан в неподвижном положении независимо от включения дисковых тормозов. Оно используется при ремонтных работах и длительных остановках лебедки.
Жидкая циркуляционная смазка трансмиссии осуществляется от установки насосной, включающей в себя масляный насос 25 и электродвигатель 24.
На правом консольном конце вала подъемного 2 установлена звездочка Z=23, через которую посредством цепи 20 и звездочки Z=23 вращение передается датчику 17 оборотов лебедки (глубины), который входит в "Систему контроля параметров бурения". Другой датчик 21 (POG 10) вращается от вала через упругую пальцевую муфту 22. Этот датчик входит в автоматизированную систему управления электроприводом лебедки..
В управлении лебедкой предусмотрены следующие основные блокировки, предохраняющие механизмы, двигатель привода и персонал от
все возможных ошибочных действий при эксплуатации:
-включение двигателя 13 возможно только после включения двигателя маслонасосной установки системы смазки;
-при включении светового сигнала на пульте бурильщика "нет смазки" двигатель 13 должен отключаться с включением дисково-колодочного тормоза, посредствам цилиндров 14;
-при заторможенном положении дисково-колодочного тормоза двигатель 13 должен быть отключен;
-при установленном на подъемном барабане 1 стопорном устройстве 23 двигатель 13 не должен включаться;
-пневмоцилиндр 10 переключения передач трансмиссии должен включатся только при заторможенном дисково-колодочном тормозе, т.е. г подвижных валах;
-при снятых ограждениях с правой стороны барабана 1 лебедки и над муфтои зубчатой 12 электродвигатель 13 включаться не должен.
4 Пневмосистема управления буровой установки БУ 4500/270
ЭК-БМ.

Схема пневмосистемы буровой установки БУ 4500/270 ЭК-БМ показана на чертеже 4.

Назначение:
Система пневмоуправления БУ 4500/270 ЭК-БМ (в дальнейшем пневмосистема) обеспечивает управление буровой ус¬тановки в процессе проводки эксплуатационных и разведочных скважин на нефть и газ и предназначена для:
-дистанционного оперативного управления из кабины бурильщика механизмами и агрегатами буровой установки;
- управления механизмом открывания ворот, механизмом подачи бурильных труб;
- созданием блокировок, исключающих возможность возникнове¬ния аварийного режима работы буровой установки;
- создание и автоматического поддержания компрессорными станциями запаса сжатого воздуха в пневмосистеме под определенным давлением.
Технические характеристики:
Давление сжатого воздуха на выходе
из компрессорного блока, МПа     0,95
. Производительность компрессорного
блока, м3/мин        5,75
. Компрессор воздушный:
-модель         ДЭН-45ШМ
- производительность, м3/мин     6,5
-давление, МПа        1,0
- количество, шт        2
Воздухосборник:
- тип          горизонтальный
- вместимость, м3       2,7
- рабочее давление, МПа      1,0
- количество, шт        2
Осушитель адсорбционный:
- точка росы осушенного воздуха.0 С    минус 40
-количество, шт        1
Давление сжатого воздуха на выходе
из компрессорного модуля, МПа     0,9...0.95



Устройство и работа пневмосистемы управления.
Управляющая аппаратура на схеме изображена в исходной позиции, к которой подведены линии связи, а все потребители сообще¬ны с атмосферой. Для того чтобы представить действие аппаратуры управления (электропневматические вентили, распределители) в рабо¬чей позиции, следует мысленно передвинуть соответствующий квадрат на место исходной позиции, оставляя линии связи в прежнем положе¬нии.
Обеспечение системы пневмоуправления сжатым воздухом производится компрессорами.
Первичная очистка и осушка воздуха происходит в фильтрах и осушителях компрессорной станции.
Защита электровентилей от загрязнений осуществпяется фильтрами с тонкостью фильтрации 25 мкм. установленными в плате, соединяющей электровентиль с распределителем и фильтрах, уста¬новленных в блоках аппаратуры.
Контроль параметров воздуха в пневмосистеме осуществ¬ляется с помощью манометров МН.
Кабина бурильщика - это комплекс оборудования с прибо¬рами управления, наблюдения и контроля процессов бурения, предна¬значен для управления основными агрегатами буровой установки.
В состав кабины входят:
- пульт бурильщика электрический, предназначенный для управ-ления и контроля за электрическим оборудованием;
- пульт бурильщика пневматический ПБ. предназначенный для дистанционного управления муфтами, цилиндрами согласно схеме;
- система кондиционирования, освещения, оповещения;
- стеклоочистители с пультом управления и емкостью со специ¬альной жидкостью для омывания стекол.
Включение муфты МШ тормоза ротора осуществляется распределителем РПЗ в ПБ. При его включении воздух из пневмосети поступает в муфту МШ и происходит торможение ротора одновременно но воздух поступает в датчик давления ВРТ, который подает сигнал на лампу на посте бурильщика, указывающий, что ротор заторможен. Датчик давления ВРТ также исключает возможность одновременного включения двигателя ротора и его тормоза
Управление цилиндром пневмораскрепителя Ц7. смонти¬рованном на стойке УПВ. закрепленной на правом лонжероне, произво¬дится с пульта бурильщика ПБ распределителем РП2. Управление вторым цилиндром пневмораскрепителя Ц6, закрепленном на левом лонжероне, производится с пульта бурильщика ПБ распреде¬лителем РП1. которые получают питание от коллектора КЛ1, объемом 6.5 литров.
При установке рукоятки распределителя в положение "ОСВОБО-ЖДЕНИЕ" воздух поступает в поршневую полость цилиндра и переме-щает поршень со штоком вверх до полного выдвижения штока, что при-водит к ослаблению натяжения каната. В положении рукоятки распре-делителя "РАСКРЕПЛЕНИЕ" воздух из распределителя поступает в штоковую полость цилиндра и перемещает шток с канатом вниз, созда¬вая натяжение каната. На линии питания распределителя РП1 и РП2 установлен регулятор давления РД1, который должен быть настроен на давление воздуха 0,6 МПа. что обеспечивает нормальную работу ци-линдров с тяговым усилием 5,2 тн. Контроль настройки регулятора по манометру МН2.
При необходимости, в зависимости от типа машинного ключа или диаметра труб, давление воздуха может быть скорректировано в соот-ветствии с таблицей на поворотном блоке пневмораскрепителя.
Для регулирования давления установочная ручка регулятора дав-ления РД1 (РД2) втягивается до щелчка и появления оранжевой марки-ровки под ней. Вращением ручки против часовой стрелке уменьшают давление на выходе. Для фиксирования уровня выходного давления и положения ручки нажимают на нее в осевом направлении до щелчка.
Для более оперативной работы пневмораскрепителей на цилинд¬рах Ц6 и Ц7 установлены клапаны быстрого оттормаживания КОЗ. К04, а длясмазывания трущихся поверхностей цилиндров на линиях подвода воздуха в штоковые полости установлены маслораспылители МРЗ и МР4. Пневмоглушители ГЗ и Г4 необходимы для уменьшения уровня шума при выпуске воздуха в атмосферу.
Управление рабочими цилиндрами Ц1и Ц2 (в ЛБ) тормоза барабана лебедки осуществляется в автоматическом и ручном режи¬мах через клапан переключательный КО.
В автоматическом режиме управления осуществляется с электри-ческого пульта бурильщика через блок аппаратуры БА1. Вентили YA1 и YA2 в рабочем положении находятся под напряжением и не пропускают воздух в распределители Р1 и Р2 При падении напряжения или сраба-тывании ограничителя подъема талевого блока электрический сигнал подается на электропневматический вентиль YA1- он отключается и начинает пропускать воздух с частичным давлением в цилиндры Ц1, Ц2 пневматического тормоза. Лебедка тормозится до останова.
Регулятор давления настраивается бурильщиком эксперимен¬тально на давление, обеспечивающее плавное торможение. Контроль давление визуально по встроенному в регулятор манометру. После по¬лучения сигнала от датчика давления ВРР в систему автоматического управления (АСУ) о наложении тормозных колодок рабочего тормоза отключается вентиль YA2 Через этот вентиль поступает воздух от се¬ти, тем самым обеспечивается нарастание усилия в тормозных колод¬ках рабочего тормоза. Для растормаживайия с электрического пульта управления снова включается вентиль YA1 и воздух через клапан об¬ратный дросселя ДР1. клапан К01 выходит через каналы распредели¬теля Р1 в атмосферу Переключение линий управления обеспечивает клапан переключательный К02. Для обеспечения возможности работы буровой лебедки в аварийном режиме при отказе АСУ дополнительно введено реле давления SPP.
В ручном режиме управления тормозным краном КТ. установлен-ном в пульте ПБ.
На вход крана подается стабилизированное давление 0.7 МПа от регулятора давления РД2 через коллектор КЛ2. объемом 4 литра Воз¬дух от крана КТ поступает в цилиндры Ц1 и Ц2. Давление на выходе из КТ устанавливается бурильщиком, чем обеспечивается необходимый тормозной момент.
Крайнее положение рукоятки тормозного крана « на себя» должно соответствует полному открытию крана и максимальному давлению воздуха в цилиндрах.
Перемещение рукоятки крана тормозного КТ в положении « на себя» плавно увеличивает давление в цилиндрах Ц1 и Ц2 и тем самым обеспечивать плавность торможения барабана лебедки и спус¬каемого или поднимаемого груза. При этом рукоятка тормозного крана может быть зафиксирована в любом промежуточном положении, доста¬точном для затормаживания.
Перемещение рукоятки «от себя» уменьшает давление в рабочих пневмоцилиндрах и обеспечивает плавное растормаживание барабана лебедки. При этом рукоятка тормозного крана может быть четко зафик-сирована в любом промежуточном положении. Диапазон настройки тормозного крана 0,1...0,7 МПа.
РД - реле давления 404 предназначено для изменения давления воздуха, соответственно изменению подаваемого давления, и служит для усиления пневматического сигнала и сохранения скорости управ¬ления цилиндрами.
Контроль давления осуществляется по манометру МНЗ. имеюще¬го две стрелки. Красная стрелка показывает давление в цилиндрах Ц1и Ц2, а черная- давление на входе в кран тормозной КТ.
При работе электрический сигнал, пропорциональный давлению в рабочих цилиндрах Ц1 и Ц2, поступает отдатчика давления ВРР. рас-положенного в блоке БА1. в систему автоматического управления.
Управление пружинными механизмами торможения ЦЗ и Ц4 (в ЛБ) осуществляется с электрического пульта бурильщика подачей электрических сигналов на электровентиль УАЗ, расположен¬ный в блоке БА1 В рабочем режиме работы буровой установки этот вентиль находится под напряжением, пропускает воздух в тормоз, рас¬тормаживая его. При падении давления воздуха в пневмосистеме ниже 0,9 МПа пружина в цилиндре преодолевает сопротивление воздуха -происходит торможение барабана лебедки. Дросселирование потока обеспечивает плавное торможение.
Для растормаживания барабана лебедки следует поднять давле¬ние в системе выше 0.9 МПа, или использовать баллон PC. Для этого, согласно схемы на кран трехходовой, переключить кран КН таким обра¬зом, чтобы перекрылась линия от блока БА1. Вентиль баллона PC плавно открыть и воздух из баллона через редуктор РВ поступает в поршневые полости цилиндров ЦЗ,Ц4 и сжимает пружины. Редуктор РВ должен быть настроен на выходе на давление, равное 0,9 МПа.
При работе электрический сигнал, пропорциональный давлению в аварийных цилиндрах ЦЗ, Ц4, поступает отдатчика давления ВРА, рас-положенного в блоке БА1, в систему автоматического управления (АСУ). Для обеспечения возможности работы буровой лебедки в ава¬рийном режиме при отказе АСУ дополнительно введено реле давления SPA (БА1).
Управление цилиндром Ц5 (в ЛБ) переключения передач осуществляется из кабины бурильщика с электрического пульта. При включении переключателя подается электрический сигнал на электро-вентили YA1 или YA2, расположенные в блоке аппаратуры БА2, через оторые воздух поступает в поршневую или штоковую полость цилинд¬ра Ц5.
Управление муфтой МШ (в Л Б) включения привода допол-нительного осуществляется автоматически с электрического пульта бу-рильщика. При включении переключателя воздух подается на электро-вентиль YA в блоке БА, который включает распределитель Р. Воздух из пневмосети через распределитель Р, вертлюжок ВФ поступает в муфту МШ и происходит включение дополнительного привода. Сигнал посту¬пает от реле и датчика давления на электрический пульт в кабине бу¬рильщика
Ограничитель подъема талевого блока предназначен для автоматического отключения механизма подъема от привода и затор-маживания барабана лебедки в случае подъема талевого блока выше его крайнего верхнего положения.
Ограничитель подъема состоит из конечного выключателя типа ПП-743, имеющего грузовой привод, и обводных роликов
При подхвате талевым блоком блокировочного тросика происхо¬дит натяжение тросика и выдергивание шплинта из рычага конечного выключателя ПП-743, который под действием груза опускается вниз, разрывая электрическую цепь электровентиля YA1 (БА1).
После срабатывания ограничителя подъема растормаживание барабана лебедки производится с электрического пульта бурильщика
Цилиндр Ц5 клинового захвата, предназначен для механи-зированного закрепления колонны бурильных труб на роторе (при спус-ко-подъемных операциях) и управляется РЭПом РП4. установленном э пульте бурильщика РЭП переключается пневматически от распреде-лителя с педальным управлением РМ. расположенным в кабине бу¬рильщика. Распределитель РМ имеет педаль с механическим фиксато¬ром. Фиксатор срабатывает при первом переключении распределителя а при повторном нажатии педали возвращается в исходное положение. РЭП РП4 нормально-открытый, воздух от коллектора КЛ1 в пульте бу¬рильщика проходит через РП4 по линии 19 в штоковую полость цилин¬дра Ц5-клинья подняты, а поршневая полость цилиндра Ц5 по линии 20 сообщена с атмосферой.
Одновременно воздух поступает в датчик давления ВРК. который подает сигнал на лампочку на посте бурильщика, указывающий, что клинья подняты.
Датчик давления ВРК также исключает возможность включения электродвигателя привода ротора при поднятых клиньях и отключает двигатель при подъеме клиньев.
В поднятом положении клинья находятся до тех пор, пока не бу¬дет произведено нажатие на педаль, в результате чего клинья опустят¬ся.
Управление цилиндрами ЦЗ, Ц4 механизма открывания во¬рот осуществляется распределителями РП, установленным на пультах управления ПУЗ и ПУ4.
Для более плавного открывания и закрывания ворот на подводах к поршневым и штоковым полостям установлены пневмодроссели ДР1...ДР4.
Управление механизмом подачи бурильных труб со сторо¬ны цилиндра Ц1 осуществляется с пульта управления ПУ1 пневморас-пределителем РП, который расположен рядом с приемным мостом. Для насыщения воздуха распыленным маслом на поршневой полости ци-линдра установлен маслораспылитель МР1.При переключении распре-делителя в нейтральное положение воздух выходит в атмосферу и происходит поворот подавателей, подъем трубы и скатывание ее в же¬лоб моста. Работа механизма подачи бурильных труб со стороны ци¬линдра Ц2 аналогична.
Дроссельно- запорное устройство установлено а модуле М8 и управляется распределителем Р, расположенным в пульте управ¬ления ПУ5. Это необходимо для облегчения запуска насосов и для сня¬тия нагрузки с нагнетательной линии в период запуска. Распределитель РП открывает дроссельно-запорное устройство Ц8 и сообщает нагнета-тельную линию с емкостью для бурового раствора. При достижении номинального режима работы буровых насосов дроссельно-запорное устройство закрывают.
Введена продувка воздухом модулей и технологических трубопроводов на модуле управления, модуле ротора с приводом, мо¬дуле вспомогательной лебедки, ферме задней и модуле правого лон¬жерона Для этого установлены краны шаровые КШ на DN25 с рукавами тг
Для электрического пульта управления предусмотрена подготовка воздуха. Она включает в себя шкаф подготовки воздуха ШПВ и установку напоромера БРП. Установка напоромера служит для контроля избыточного давления в пульте. При замыкании контакта на¬поромера электронный блок в шкафу включает питание на пульте.
Устройство продувки манифольда УПМ подключается к линии продувки 35 модуля управления через переходник
Для работоспособности датчиков уровня и плотности в мо¬дулях ЦС и БДЕ введены дополнительные линии с кранами шаровыми КШ4...КШ15на DN15.



Комментарии: На основании эксплуатации буровой лебедки ЛБУ 900 ЭТ-3, буровыми предприятиями, можно сделать вывод, что одним из основных дефектов является быстрый выход из строя каната, в следствии излома проволочек каната. Средний срок службы каната уменьшен в 1,5-2 раза, в сравнении с предыдущими моделям буровых лебедок. Причина такой короткой службы каната является не соблюдение соотношения между диаметром троса лебедки и барабана. Рассматривая буровую лебедку, можно сделать вывод, что повышенный износ троса лебедки обуславливается малым значением радиуса барабана лебедки, в результате сильного изгиба троса на барабане наблюдается перелом и обрыв проволочек каната. Для уменьшения износа каната предлагаем отказаться от стандартного барабана лебедки ЛБУ 900 ЭТ-3, и заменить его на барабан с большим радиусом обечайки, с соблюдение отношения 24, диаметра троса к диаметру барабана лебедки, рекомендуемого для установок глубокого бурения (см. чертеж № 6). В предлагаемом барабане уменьшена, метала емкость вследствие замены стандартных ступиц подъемного вала на модернизированные облегченной конструкций.
В данном дипломном проекте представлен модифицированный барабан буровой лебедки. Данная модификация заключается в изменении конструкций обечайки лебедки, защитных секций обечайки и несущих ступиц подъемного вала лебедки.
При проектировании обечайки был использован коэффициент (K=23) соотношения между диаметром троса и диаметром барабана лебедки, вместо стандартного соотношения ( К=20 ) между диаметром барабана лебедки и диаметром троса предложенным заводом изготовителем.
Произведенная модернизация позволяет, не увеличивая металлоемкость конструкций барабана лебедки, повысить ее эффективность, путем увеличения срока эксплуатаций талевого каната. Это приводит к увеличению межремонтного периода на замену талевого каната, его обрезку и перепускание, что ведет к экономии денежных средств. Произведен прочностной расчет обечайки и ступиц подъемного вала лебедки, . Выполнена экологическая и экономическая часть проекта.


Размер файла: 11 Мбайт
Фаил: (.rar)

Скачать

Добавить в корзину

Занесено в корзину

    Скачано: 3         Коментариев: 0

Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них.
Опять не то? Мы можем помочь сделать!

Некоторые похожие работы:

К сожалению, точных предложений нет. Рекомендуем воспользоваться поиском по базе.