Мобильная буровая установка МБУ АК-100М. Курсовая работа. Модернизация буровой лебедки.

Агрегат для капитального ремонта скважин АК-100
Агрегат допускает ремонт скважин до 4000 метров. Состоит из:
- подъёмной установки,
- несущей рабочей площадки,
- комплекса механизмов и инструмента для спуско-подъёмных опера-ций,
- комплектующих запчастей,
Область применения - подземный, капитальный ремонт скважин (газовых, нефтяных, нагнетательных), расположенных на кусте или отдельно. Цель разработки - удовлетворение газовой и нефтяной промышленности в агре-гатах грузоподъёмностью 100 тонн, которая вызвана увеличением глубин скважин и нагрузок, возникающих при их ремонте. До настоящего време-ни возрастающая потребность до 80 единиц в год удовлетворялась только путем приобретения импортных агрегатов из США и Канады, главными недостатками которых являются высокая цена и низкая проходимость, особенно в дорожно-климатических условиях районов добычи нефти и га-за России. Использование в качестве транспортной базы шасси Минского или Курганского заводов колесных тягачей с установленными двигателями Ярославского моторного завода решают задачи, как по цене, так и по проходимости агрегата. При этом ориентировочная цена агрегата АК-100 на второй год выпуска не превышает 500000$.




Рис. 1.6. АК-100.

Состав продукции и требования к конструктивному устройству.
Состав агрегата:
- подъёмная установка,
- рабочая площадка,
- инструменты, приспособления, запчасти,
Состав подъёмной установки:
- Транспортная база - автомобильное шасси высокой проходимости, колесная формула 8x8.
- Трансмиссия с механизмом отбора мощности от шасси и редуктором для привода лебедки.
- Однобарабанная лебедка с механическим приводом и канавками на барабане для правильной укладки и сохранения талевого каната.
- Вспомогательная лебедка.
- Двухсекционная телескопическая мачта с механизмом выдвижения верхней секции и растяжками, раздвоенной талевой системой, полатями, позволяющими расстановку свечей длинной 18-22 метра из одной позиции с механизмом захвата и переноса свечей, или с перестановкой полатей, кронблочной площадкой и взрывозащищенными светильниками.
- Нагнетательная линия с рукавом высокого давления.
- Гидравлическая и пневматическая системы.
- Система управления.
- Пульт управления бурильщика должен быть размещен в кабине.
- Гидроцилиндры подъёма мачты с устройствами для обеспечения - безопасного подъёма и опускания мачты, в том числе и при отказе элемен-тов управления гидрооборудования.
- Опорные гидроаутригеры с механическими фиксаторами и опорны-ми балками под них.
- Механизмы и приборы, обеспечивающие выполнение требований техники безопасности в нефтяной и газовой промышленности, в том числе ограничитель грузоподъёмности, ограничитель подъёма талевого блока, сигнализация открывания затворов нижней секции при посадке в неё верх-ней секции. Агрегат предназначен для ремонта скважин в условиях уме-ренного и холодного (П) климата по ГОСТ 16350-80. Климатическое ис-полнение агрегата обеспечивает работоспособность агрегата при темпера-туре окружающего воздуха от -45°С до +40°С и сохранность от -60°С. Категория изделия 1 по ГОСТ 15150-69.










Таблица 1.2. Техническая характеристика АК-100.

Монтажная база Шасси КЗКТ-8007
Допускаемая нагрузка на крюке, кН, не более 1000
Мощность привода лебедки, кВт максимальная 184.0
Лебедка однобарабанная с канавками для каната, цепным приводом, лен-точным тормозом, пневмо-усилителем тормоза и торцевыми пневмомуфтами.
Число скоростей лебедки 4
Скорость подъёма, м/с (±10%) Наименьшая
Наибольшая 
0.15 1.6
Масса подъёмной установки в транспортном положении, кг. не более 

46000
Масса без комплектующих изделий,
кг. не более
подъемная установка агрегат в сборе 
21000

30000

1.2. Агрегаты для капитального ремонта и освоения скважин зару-бежного производства
Развитие оборудования в США, его совершенствование происходило в направлении создания самоходных универсальных высокопроизводитель-ных установок с увеличенной мощностью привода, маневренностью и транспортабельностью за счёт применения специальных монтажных само-ходных шасси, оснащённых эффективными системами ускорения спуско-подъемных операций (СПО), а также создание гидроприводных установок с механизацией и автоматизацией СПО.
В США для ремонта скважин в настоящее время применяют самоходные подъёмные установки в обычном исполнении, установки для СПО труб при работе под давлением и установки для работы с гибкими непрерыв-ными колоннами труб штанг.
Кроме США оборудование для ремонта и освоения скважин производят в Германии, Румынии, Японии и Канаде. В США более десяти фирм зани-маются разработкой и внедрением данного оборудования в эксплуатацию, а именно: "SKY-TOP RIG", "ШЕКО", "FREDEKOOPER", "WILDSONMEG CO", "FRANKSDIVI-SION".
Американская фирма "Купер" выпускает одноимённые агрегаты для буре-ния и СПО при ремонтах скважин на монтажной базе LTO-250 или LTO-150. В качестве транспортной базы выступает четырехосный длиннобаз-ный автомобиль. Краткая техническая характеристика агрегатов приведе-на в табл. 1.3.

Таблица 1.3.
Монтажная база LTO-250 LTO-150
Лебедка:
диаметр бараба-на, мм ширина, мм 
965 254 
965 254
Барабан для тартально-го каната,
диаметр барабана, мм ширина, мм 

965 196 

965
196
Высота мачты (до оси кронблока), м 
29,3 
21,6
Число рабочих ветвей талевой системы 4 или 6 4
Диаметр шкивов, мм 609 609
Грузоподъемность мачты, т:
4 ветви
6 ветвей 

68
77 

68
-
трансмиссия 5-ти скоростная
автоматическая 5-ти скоростная ав-томатическая

Другая американская фирма выпускает целый ряд агрегатов "Кардвелл" различной грузоподъемности, используемые для бурения и СПО при ка-питальном и текущем ремонтах нефтяных скважин.
Агрегаты имеют следующие узлы и системы: автошасси, трансмиссию, мачту, гидравлическую лебедку, тартальный барабан, гидравлическую си-стему и автоподъемник для труб. На американских подъемных установках грузоподъемностью свыше 40 кН применяют только гидромеханические трансмиссии с планетарными трех или пятиступенчатыми коробками пере-дач с автоматическим переключением скоростей.
Выпускаются следующие марки агрегатов: 20МТ, 40МТ, 60МТ, 80МТ, 100МТ, 120МТ, 140МТ. В табл. 1.4. приведена краткая техническая ха-рактеристика наиболее распространенных марок агрегатов "Кардвелл".

Таблица 1.4.
Транспортная база 3-осный полноприводный автомобиль
 60МТ 80МТ 100МТ
Входящая мощность, кВт 107 214 285
Барабан (диаметр х длина), мм
основной
тартальный 330x1054 330x1054 406x991 330x991 406x991 330x991
Высота мачты, м 21,03 29,26 29,26
Грузоподъемность мач-ты, т 60 80 100
Число рабочих вет-вей талевой системы 6 6 8

Совместное российско-шведское предприятие АО "Кировский завод" вы-пускает агрегат для проведения текущего и капитального ремонтов сква-жин "Кировец - Хэгглундз-60/80" полной массой около 41т.
Агрегат содержит следующие узлы и системы: 3-х-осное полноприводное шасси транспортно - технологического трактора "Кировец-К-703МТУ", гидролебедку, мачту, кабину, гидравлическую систему. Максимальная нагрузка на крюке может достигать 80 т, допустимая 60 т.
В установке используется новый фирменный лебедочный блок. Эта ле-бедка базируется на объемном гидравлическом приводе с использованием широко известных и повсеместно эксплуатируемых высокомоментных гидромоторов ВИКИНГ. Использование такого привода позволяет со-здать новую концепцию высокопродуктивной комплексно механизирован-ной установки для ремонта скважин с единым типом привода как для главного подъёмного механизма, вспомогательных механизмов, так и для средств механизации спускоподъемных операций. Блок, помимо основной лебедки, содержит приводы и управление подъёмом мачты из транспорт-ного положения в рабочее и обратно.
Конструктивные особенности: компоновка всех механизмов в одном компактном блоке основывается на стандартных зарекомендовавших себя в эксплуатации компонентах, непосредственный привод барабана лебедки с минимальными динамическими нагрузками на все системы, полностью изолированная от атмосферы замкнутая циркуляция рабочей жидкости гидросистемы, дистанционное управление, совершенное эргономическое управление лебедкой, двигателем и вспомогательными системами, управ-ление одной рукояткой процессом подъёма и торможения при спуске плавный пуск и бесступенчатое регулирование скоростей управление непосредственным приводом барабана без промежуточных зубчатых и цепных трансмиссий, пневмомуфты имеют широкий диапазон регулирова-ния скоростей в зависимости от нагрузок.
Безопасность производства работ обеспечивают:
-наличие индикатора веса (типа " Мартин Декер")
- автоматический ограничитель крюкоблока
- автоматическая защита от перегрузок автоматический возврат рукоятки в нейтральное положение
- автоматическое аварийное торможение (торможение пружинами, рас-тормаживание гидроуправлением)
Особенности конструкции подъемного сооружения: в установке исполь-зован принцип стреловой конструкции мачты, обеспечивающий высокую прочность и технологичность подъёмного сооружения.
Два главных эксплуатационных преимущества предложенной конструк-ции:
 возможность работы без внешних оттяжек до нагрузки 60 тонн включительно,
 высокая степень монтажеспособности.
Особенности системы механизации спуско-подъемных операций:
в установке в экспериментальном порядке предлагается новый прин-цип ведения спуско-подъёмных операций, который мог быть реализован только благодаря использованию единого гидропривода для основных и вспомогательных механизмов. Этот принцип заключается в разделении операций по спуску-подъёму колонн труб на мостки. Первые операции выполняются с помощью тяжелой основной талевой системы, вторые с по-мощью легкой дополнительной однострунной талевой системы вспомога-тельной лебедки со следящим управлением лебедки " Спутник".
Особенности монтажной и транспортной базы: транспортная и монтаж-ная база установки создана на основе широко известных и имеющих за-служенную репутацию механизмов тракторов " Кировец К-700"

Таблица 1.4. Техническая характеристика трактора « Кировец К-700»
Двигатель модель ЯМЗ-8481.10
Тип Четырехтактный, восьмицилиндровый,
V-образный дизель с турбонаддувом
Номинальная мощность, кВт 257
Частота вращения, об/мин 1900
Удельный расход топлива, г/кВт, ч 215
Рабочий объем, л 17,24


Трансмиссия: гидротрансформатор- одноступенчатый с принудительной блокировкой, обеспечивает плавное троганье с места, облегчает установку на устье. Коробка передач - механическая, двухрежимная, реверсивная, четырехскоростная. Ведущие мосты - передний, средний и задний с само-блокирующими дифференциалами, повышающими проходимость.
Ходовая часть: колесная на пневматических шинах 20,1-25, с радиальным
22-слойным протектором, давление воздуха 2,5-3 кгс.см2.
Колеса - бездисковые с разборными ободьями. Подвеска- передний веду-щий мост крепится на подмоторной полураме на балансирной подвеске, средний и грузовой ведущие мосты подвешены к грузовой полураме на балансире с реактивными тягами. Рабочие тормоза- сухие, колодочного типа. Два стояночных тормоза - колодочно-дисковые, с пневмопружинным приводом.
Канадская фирма "Кремко" осуществляет производство широкого типо-размерного ряда установок по их мощности, в состав которого входят установки грузоподъемностью 36, 40, 60, 80, 100, 125, 136, 150, 170, 180 т. Основные узлы установки: 6-осный автомобиль - вездеход, основная и вспомогательная лебедка, гидравлическая система, мачта, трансмиссия. Техническая характеристика агрегатов К.60 и К.80 приведена в табл. 1.5.

Таблица 1.5.
Транспортная база 6-осный полноприводный автомобиль
 К.60 К.80
Мощность двигателя, кВт 180 180
Барабан (диаметр х длина), мм 365x940 365x940
Мачта, тип К.60М К.80М
Высота мачты, м 22 29
Диаметр талевого кана-та, мм 22,2 или 25,4 22,2 или 25,4
Кол-во и диаметр шкивов:
талевого блока
кронблока
 

1x610 2x610 

2x60 3x610

Установки производства фирмы "Кремко" грузоподъемностью 80 и 100 тонн поставляются в двух вариантах, монтируемых на 4-осном шасси про-изводства фирмы "Кремко", на ходовой части "Кремковца", либо на 4-осном шасси модели "Мастер" производства фирмы "Кремко".
Двигатель трансмиссия: Применяться могут дизельные двигатели мощно-стью от 180 до 250 кВт в зависимости от пожеланий - заказчика. Транс-миссия обеспечивает получение 5 скоростей переднего хода и одной ско-рости заднего хода для обеспечения, как привода ходовой части, так и для работы лебедок. Привод лебедки осуществляется от трансмиссии через коробку передач производства фирмы "Кремко", входной и выходной, ва-лы которой расположены под прямым углом друг к другу. Привод веду-щих осей осуществляется непосредственно от коробки передач.
Ведущие оси: установки моделей К80 и К100 монтируются на шасси моде-лей К80С и К100С и поставляются в следующих вариантах по колесной формуле: 4x8 с приводом на колеса обеих задних осей или 6x8 с приводом на колеса обеих задних осей и одной передней оси, либо 8x8 с приводом на колеса обеих передних и обеих задних осей.

Лебедки: на комплектной установке, грузоподъемностью 80 тонн, приме-няются надежные лебедки модели К80Д производства фирмы "Кремко". В варианте грузоподъемностью 80тонн на барабане предусматриваются спиральные канавки под канат диаметром 22.2 мм или 25,4 мм для равно-мерной укладки троса. Тормозные шкивы, охлаждаются разбрызгиваемой водой, имеют диаметр 965 мм при ширине 203 мм и снабжаются тормоз-ными колодками размером 203x254x19 мм, что обеспечивает угол охвата в 330°.
На комплектной установке, грузоподъемностью 100 тонн применяются ле-бедки модели К100Д производства фирмы "Кремко". Главный барабан имеет диаметр 406 мм и ширину 940 мм, на его поверхности выполнены спиральные канавки под канат диаметром 28,6 мм. Тормозные шкивы имеют диаметр 1067 мм при ширине 254 мм. Лебедки обоих типов могут дополнительно оборудоваться тартальным барабаном, имеющим диаметр 330 мм и ширину 991 мм.

Лебедки моделей К80Д и К100Д оснащаются одинарным автоматическим тормозом размером 381 мм с гидравлическим приводом или аналогичным тормозом типа 22S, которые применяются на них в качестве стандартного оборудования.
Мачта: Мачты моделей К80М и К100М производства фирмы "Кремко" выпускаются в телескопическом исполнении в следующих вариантах по своему размеру: высотой 22 м, 29м, 30 м и 31 м. Мачта оснащается балко-ном верхового рабочего.
Стандартный кронблок, применяемый на модели К80М, имеет конфигура-цию, рассчитанную на размещение шести ручьевого талевого блока (оснастка 3x4) с тремя 610-миллиметровыми шкивами и одним 762-миллиметровым шкивом ходовой струны талевого каната. Кроме того, здесь устанавливается также один 203,2-миллиметровый шкив для вспомо-гательной лебедки. Еще один дополнительный шкив устанавливается в том случае, если основная лебедка оснащается тартальным барабаном.
Кронблок, применяемый на модели К100М, имеет конфигурацию, рассчи-танную на размещение восьми ручьевого талевого блока (оснастка 4x5) с четырьмя 610-миллиметровыми шкивами и одним 762-миллиметровым шкивом ходовой струны талевого каната.

Модели "Кремковец" К80 и К100
Комплектные установки производства фирмы "Кремко", грузоподъемно-стью К80 и 100 тонн могут монтироваться также и на ходовой части моде-ли '"Кремковец". Эта шасси представляет собой трактор марки "Кировец", специально модифицированный фирмой "Кремко" для дополнительной установки на нем еще одной задней оси с соответствующим удлинением его рамы. Все остальные особенности конструкции остаются аналогичны-ми тем, которые характеризуют комплектные установки грузоподъемно-стью 80 и 100 тонн в стандартном исполнении.

Привод буровых установок.

Приводом называют двигатели, переда¬чи (трансмиссии) и системы управления, пере¬дающие энергию исполнительным органам бу¬ровой установки.
Двигатели преобразуют тепловую, эле¬ктрическую или гидравлическую энергию в механическую. Передачи предназначены для соединения двига-телей с исполнительными органами с целью передачи энергии и согласо-вания параметров энергетического потока двигателя с параметрами каж-дого исполни¬тельного органа. Система управления пред¬назначена для ре-гулирования параметров привода в ручном или автоматическом режи¬ме в зависимости от хода технологического процесса с целью реализации опти-мальных технологических параметров.
По назначению приводы разделяют на основной и вспомогательный. Основным явля¬ется привод основных органов (лебедка, ротор, буровые насосы). Вспомогательный привод предназначен для привода вспомога-тельных механизмов, выполняющих вспомогательные функции. К таким механизмам можно отнести механизмы циркуляционной системы, средст¬ва механизации вспомогательных работ (СПО, погрузочно-разгрузочные ра-боты и другие опе¬рации). Число таких механизмов и устройств в совре-менной буровой установке достигает 30 единиц.
По конструкции приводы классифици¬руется в зависимости от типа ис-пользуемых двигателей, способа распределения энергии, числа двигателей, а также конструкции сило¬вой передачи (трансмиссии).
В зависимости от типа двигателей, различают приводы:
- дизельный, электрический, газотурбин¬ный (для привода основных ме-ханизмов);
- электрический, пневматический, гид¬равлический (для привода вспо-могательных механизмов).
По способу распределения энергии различают групповой, индивиду-альный и сме¬шанный приводы. При групповом приводе один или не-сколько двигателей используются для привода нескольких исполнитель-ных меха¬низмов. При индивидуальном - каждый испол¬нительный меха-низм имеет свой привод. На буровых установках чаще всего применяется смешанный привод. Например, если привод основных механизмов может быть групповым и индивидуальным, то привод вспомогатель¬ных - чаще всего индивидуальный.
По числу двигателей различают одно-двигательные и многодвигатель-ные приводы. Многодвигательные приводы практически все¬гда дизельные, групповые.
По конструкции силовых передач раз¬личают механические, гидротех-нические, эле¬ктрические и комбинированные передачи энергии исполни-тельным органам. Распреде¬ление существующих буровых установок по ти¬пам приводов приведено в табл.1.7.















Таблица 1.7.

По параметрам приводы различаются приводной мощностью (мощ-ность двигателя); структурой мощности, потребляемой исполни¬тельным органом, и механической характерис¬тикой привода.
Основные требования к приводу:
1. Соответствие характеристик привода характеристикам исполнитель-ных органов.
2. Надежность и экономичность.
3. Безопасность. Удобство управления и обслуживания.
4. Компактность и небольшая удельная масса.
5. Транспортабельность и приспособлен¬ность к условиям монтажа, экс-плуатации и ре¬монта в отдаленных районах .

Гидропривод лебедки.
На рис.1.12. изображена принципиальная гидравлическая схема гидро-привода лебедки.
Гидропривод лебедки содержит гидромотор 1 с напорной 2 и сливной 3 магистралями, гидрораспределитель 4, тормозной клапан 5, гидроразмы-катель 6 тормоза и другую контрольно-регулирующую аппаратуру и снабжен клапаном 11 регулирования мини¬мальной скорости опускания груза, полость 18 управления которым соединена с напорной магистралью 2 гидромотора 1.


Рис.1.12 Гидравлическая схема гидропривода лебедки.


Гидропривод лебедки содержит гидромо¬тор 1 с напорной 2 и сливной 3 магистрали, гидрораспределитель 4, тормозной клапан 5, установленный в сливной магистрали 3 между гидромотором 1 и гидрорапределите-лем 4, гидроразмыкатель 6 тормоза лебедки (не показано). Тормозной клапан 5 снабжен обратным клапаном 7. Полость управления клапаном 5 соединена с напорной магист¬ралью 2 через дроссель 8 при помощи магистрали 9. Гидроразмыкатель 6 тормоза лебедки соединен с напорной 2 и сливной 3 магистралями через клапан "ИЛИ" 10. Параллельно тормозному клапану 5 установ¬лен клапан 11 регулирования минимальной скорости опускания груза (не показан), полость управления которым магистралями 12 соеди-нена с напорной магистралью 2.
Клапан 11 регулирования минимальной скорости опускания груза вы-полнен золотни¬кового типа, в корпусе 13 которого расположен запорно-регулирующий элемент 14, имеющий форму цилиндрического, под-пружиненного в осевом направлении пружи¬ной 15, в стенке которого вы-полнены сквозные, радиальные, ступенчатые отвер¬стия 16, в которых установлены стержни 17 с отогнутыми концами для их фиксации. Это сде-лано из технических соображений: отвер¬стия большого диаметра обрабо-тать гораздо легче, чем малого, но конструкция клапана 11 предусматри-вает минимальный размер проходного сечения отверстий - для этой цели в отверстие 16 устанавливают какое-то тело (в данном случае стержень) с за-зором и фиксируют его этом отверстии.
В зависимости от требований, предъявля¬емых к техническим характери-стикам клапана 11, расположение отверстий 16 на наружной поверхности стакана 14 может быть различным: по винтовой линии, в шахматном по-рядке, по какой-то другой зависимости и т.д. Полость 18 управления кла-паном 11 образована донной частью стакана 14, расположенного в рас-точке корпуса 13, имеющей выходное отверстие 19. Полость 20 стакана 14 соединена через отверстие 21 в пробке 22 клапана 11 с выходом тормоз-ного клапана 5. Наружная поверхность 23 стакана 14 находится в зоне кольцевой проточки 24, соединенной через отверстие 25 со сливной маги-стралью 3 гидромотора 1, при этом при перемещении стакана 14 в осевом направлении радиальные отверстия 16 совмещаются с проточкой 24 в корпусе 13, чем осуществляется соединение сливной магистрали 3 гидро-мотора 1 через клапан 11 с гидрораспределителем 4, т.е. гидросистемой крана. Для исключения авто¬колебаний стакана 14 из-за скачков давления рабочей жидкости в гидросистеме полость 18 управления клапаном 11 со-единена с поло¬стью 20 стакана 14 отверстием 26, выпол¬ненным в дне упо-мянутого стакана 14.
Клапан 11 регулирования минимальной скорости опускания груза настроен на давление начала срабатывания, меньшее по величине, чем давление срабатывания тор¬мозного клапана 5.
Гидропривод лебедки работает следую¬щим образом. Гидропривод ле-бедки соединен с гидросистемой крана при помощи гидро¬распределителя 4. При подъеме груза золотник гидрораспределителя 4 перемещают в пра-вое положение и рабочая жидкость через обратный клапан 7 тормозного клапана 5 подается в гидромотор 1 лебедки и одновременно через клапан "ИЛИ" 10 в гидроразмыкатель 6 тормоза лебедки. После размыкания и повышения давления в магистрали 3 начинает вращаться гидромотор 1, производя подъем груза. Слив рабочей жидкости из гидромотора 1 осу-ществляется по магистрали 2 и гидрораспределитель 4 в гидросистему крана.
Опускание груза достигается перемеще¬нием золотника гидрораспреде-лителя 4 в левую сторону, и рабочая жидкость по магистрали 2 поступает к гидромотору 1 лебедки и через клапан "ИЛИ" 10 к гидроразмыкателю 6 тормоза лебедки, а также по магистралям 9 и 12 в управляющие полости клапана 5 и клапана 11 соответст¬венно.
При повышении давления рабочей жид¬кости в магистрали 2 происходит размыкание тормоза лебедки, начинает вращаться ее гидромотор 1 и сра-батывают клапаны 5 и 11, причем указанные клапаны, настроенные на разные давления срабатывания, открыва¬ются последовательно, и через них осущест¬вляется слив рабочей жидкости в гидросистему крана. Первым начинает от¬крываться и пропускать через себя поток рабочей жидкости от гидромотора 1 клапан 11 регулирования минимальной скорости опуска-ния груза, а затем по мере увеличения давления откроется тормозной кла-пан 5. Из-за того, что запорно-регулирующий элемент (стакан 14) клапана 11 имеет большой диапазон регулирования малого расхода рабочей жид-кости и в виду того, что он открывается первым, то осуществляется мед-ленное истечение рабочей жидкости из гидромотора 1 к гидрораспредели-телю 4 и в гидросистему крана, а следовательно, проис¬ходит медленное опускание груза (до 0,03 м/мин). Для более быстрого опускания груза зо-лотник гидрораспределителя 4 перемещают далее влево, а это приведет к повышению давления в магистрали 2 и управляющих магистралях 9 и 12 клапанов 5 и 11 соответственно, которые откроются полно¬стью, вначале клапан 11, затем клапан 5, обеспечивая беспрепятственный слив рабочей жидкости из гидромотора 1.
Таким образом, регулирование мини¬мальным сливным потоком, а сле-довательно, и минимальной скоростью опускания груза осуществляется клапаном 11, а большим потоком - клапаном 5.
Клапан 11 минимальный скорости опу¬скания груза в гидроприводе лебед-ки рабо¬тает следующим образом. Во время подъема груза клапан 11 не работает. При опускании груза клапан 11 регулирует величину проходя-щего через него сливного потока. При подаче рабочей жидкости в маги-страль 2 она по магистрали 12 и через отверстие 19 поступит в полость 18 управления. Увели¬чение давления в магистрали 2 вызовет увеличение дав-ления рабочей жидкости в полости 18 управления. Из-за чего стакан 14, сжимая пружину 15, переместится влево, совмещая отверстия 16 с проточ-кой 24 в корпусе 13, которая в свою очередь через отверстие 25 соединена со сливной магист¬ралью 3 гидромотора 1. Благодаря различ¬ному распо-ложению отверстий 16 в стенке стакана 14 (по винтовой линии, в шахмат-ном или ином порядке) можно добиться любой пропускной способности клапана в очень широком диапазоне с малым расходом. Когда отверстия 16 будут находиться в зоне кольцевой проточки 24, слив рабочей жидко-сти от гидромотора 1 будет осуществляться через них, полость 20 стакана 14, отверстие 21 пробки 22, магистраль 3 и гидрораспределитель 4 в гид-росистему крана. При увеличении давления в полости 18 управления ста-кан 14 переместится далее влево, соединяя все больше и больше отверстий 16 с кольцевой проточкой 24, тем самым увеличивая пропускную способ-ность клапана 11, а следовательно, увеличивая скорость опускания груза .

1.3. Выбор конструкции агрегата и его обоснование.

Технические характеристики отечественных и зарубежных подъемных установок для бурения и ремонта скважин в классе 80 - 100 тонн представ-лены в таблице 1.8.
АО «Спецмаш» в последнее время разработало несколько подъёмных установок для ремонта скважин в классе 80... 127 тонн. Эти подъёмные установки базируются на шасси трактора К-701 с высокими показателями по проходимости, что немаловажно для нефтегазодобывающей промыш-ленности.
Если брать расчетную нагрузку на крюке относительно моего проекта, то вполне подходящим вариантом является установка МТУ-100, у нее имеет-ся своя особенность, а именно: на ней установлена гидроприводная лебед-ка с бесступенчатым регулированием скоростей подъема крюка. Такие ле-бедки дают возможность полного отбора мощности от тягового двигателя, более транспортабельны и компактны. Но у этой установки имеется свой недостаток, а если быть точнее, то установленная на ней гидроприводная лебедка является покупным изделием, выпускаемым в Норвегии. В насто-ящее время в России доминирует тенденция того, что нефтяникам и газо-викам лучше вложить средства в отечественные проекты, чем покупать за рубежом оборудование, оно, во-первых, в несколько раз дороже; во-вторых представим следующую ситуацию, когда та же самая гидропри-водная лебедка от МТУ-100 сломалась, в этом случае придется вызывать специалистов непосредственно фирмы - производителя, что приведет к лишним затратам с экономической точки зрения. С оборудованием отече-ственных производителей совсем другая картина, а именно, в рассмотрен-ной выше ситуации, на устранение каких - либо неисправностей приедут уже наши специалисты, а значит затраты уменьшатся в несколько раз.

Таблица 1.8.
Основные по-казатели   АО
Спец-маш IRI
(США) серия 400 Сuреr (США) LTD



 АК-100 МТУ 102/ 215 102/250 97/ 200 104/ 235 104/ 250
Грузоподъемность на крюке
 100 100 97 115 122 127 80 106 115
Количество струн оснастки 8 8 6 6 8 10 6 6 8
Диаметр каната 25.4 27.5 25.4
Глубина скважины 4000 4000 3000 - 3700 3100-3500 4100 - 4500
Рекомендуемый вес колонны 70 70 58 58 58 58 48 64 69
Высота мачты 32 29.5 31 31 31 31 29.6 31.7 31.7
Лебедка
основная Мех. Гидр. мех. Механическая
Пост управления Открытый Открытый
Колесная
формула шасси 8x8 6x6 10x6 10x6 10x6 10x6 8x8 10x8 10x8
Мощность
двигателя, кВт 420 420 445 445 445 445 304 445 445
Скорость подъёма крюка, м/с 0.15-1.6 0.14-1.0 0.17 0.16     0.14
Среднее удельное давление на грунт
МПа 5.0 5.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7,0 7,0
Ключ, ротор, спайдер гидропривод       
Масса в несна-ряженном положе-нии 46 54 53 53 53 53 56 65 65
Проходимость выс. выс. низк. низк. низк низк низк. низк низк.


Во ВНИИ «Нефтемаш» проектируются агрегаты и установки в классе 100т. Прототипом для моего проекта послужит агрегат АК-100, т.к его грузоподъемность на крюке равна 1000 кН. Сравнивая показатели АК-100 и зарубежных фирм можно сделать вывод о том, что агрегат имеет пре-имущества по удельному давлению на грунт, шасси, габариту в транс-портном положении L=16.5 м., а так же проходимости в условиях бездо-рожья. Последнее является важнейшим фактором при сравнении с анало-гами, так как транспортная база поставляемая Курганским заводом ко-лесных тягачей широко применяется в нефтяной и газовой промышленно-сти особенно на Севере, имеет базы обслуживания и не требует запасных частей поставляемых из-за границы. Решающим фактором выбора агрега-та является его стоимость 350000-500000 долларов по сравнению с анало-гом 1000000$ и оснащение его запасными частями отечественного произ-водства. К недостаткам зарубежных агрегатов можно отнести высокую стоимость, плохую ремонтопригодность, отсутствие запчастей и квалифи-цированного обслуживания. В нашей стране такие агрегаты не получили распространения.