Дипломный проект талевой системы буровой установки с разработкой канатоукладчика буровой лебедки ЛБУ-1100-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин

Одним из проблемных мест талевой системы является талевый канат, перерасход которого наблюдается во всех нефтяных районах. При намотке и размотке талевого каната на барабане лебедки существует большая вероятность неправильного расположения витков каната. Это может привести к неравномерному наматыванию витков каната, спутыванию, вследствие неравномерных нагрузок на талевый канат. Во избежание таких возможных проблем необходимо использовать не только успокоитель каната, но и канатоукладчик.
Из анализа патентов на канатоукладчик я пришел к выводу, что все они имеют один общий серьезный недостаток. Имеется вал с двухсторонней резьбой, правой и левой, для направления сухаря-поводка каретки, при достижении кареткой крайнего положения сухарь-поводок при помощи специального механизма переводится в зацепление с другой резьбой. Такая схема переключения приводит к быстрому изнашиванию сухаря-поводка каретки.
Мое предложение существенно отличается от изложенных выше вариантов канатоукладчиков. Имеется вал с односторонней резьбой с приводом от вала барабана лебедки посредством цепной передачи, на котором, при его вращении, перемещается каретка. Каретка состоит из гайки 1, расположенной на валу и двух роликов 5 и 6, между которыми проходит канат 4 перед намоткой на барабан лебедки. Гайка выполнена широкой, для того чтобы была достаточная площадь контакта с резьбой вала.

Ролики соединены с гайкой при помощи двух пластин 7 и крепятся к пластине штифтами 3. Для усиления жесткости конструкции в месте присоединения пластин к гайке находятся уголки 2.Таким образом одной точкой опоры каретки является вал, а другой - сам канат. При увеличении диаметра слоев каната на барабане лебедки, либо при его уменьшении положение каретки с канатом изменяется: поднимается либо опускается соответственно.
Для того, чтобы каретка, дойдя до крайнего своего положения, стала двигаться в другую сторону существует механизм переключения вращения вала.

Вращение вала барабана лебедки передается при помощи цепной передачи звездочке 13 на валу канатоукладчика. Звездочка, посаженная на втулку при помощи шлицев, в свою очередь передает вращающий момент планетарному механизму, состоящему из 4-х конических колес. При вращении этих колес относительно друг друга на выходе получаем вращение вала канатоукладчика 20 обратное вращению звездочки 13. Для изменения направления вращения вала канатоукладчика существует металлический стакан 5. Когда стакан находится в положении, как показано на рисунке, им блокируется коническое колесо при помощи зубчатого зацепления и весь механизм вращается совместно со звездочкой в одном направлении, и следовательно вал канатоукладчика вращается в том же направлении что и звездочка.
Для переключения положения стакана существует довольно простой механизм. К левой узкой части стакана крепится вилка. В средине вилки находится точка опоры, а верхний конец вилки находится между двумя электромагнитами. При достижении каретки крайнего своего положения как было сказано ранее срабатывают концевые датчики и один из электромагнитов притягивает к себе конец вилки, стакан перемещается в свое крайнее левое положение. В результате такого перемещения освобождается коническое колесо, которое было заблокировано стаканом, и в итоге получаем вновь обратное направление вращения вала канатоукладчика относительно направлению вращения звездочки.

Как показывает технико-экономическое обоснование проекта,

Внутренний коэффициент экономической эффективности
значительно выше, принятой нормы дисконта( Евн = 3,65 > r = 0,15)
Экономический эффект за расчетный период реализации проекта составляет соответственно 1189902 руб., индекс прибыльности 51,16 руб./руб., период окупаемости оборудования 1,058 года (386 дней).

Это означает, что вложение денежные средства в модернизацию оборудования и внедрение его в производство приносит больший эффект, чем вложение этих средств в банк.
Данный проект призван усовершенствовать талевую систему:
Увеличить срок службы талевого каната за счет введения нового варианта канатоукладчика, а также уменьшить динамические нагрузки на привод буровой установки.
Здесь был произведен расчет на прочность узлов и механизмов талевой системы, а также дано обоснование основных параметров талевой системы.
Технико-экономический расчет показал целесообразность применения
канатоукладчика, т. к. выгода очевидна, а проработка вопросов по
технике безопасности сводит к минимуму вероятность получения травм
человеком при работе с талевой системой.

Данный проект призван усовершенствовать талевую систему: увеличить срок службы талевого каната, упростить доступ к канатоукладчику, сократить затраты времени на машинно-ручные операции, что позволяет повысить эффективность и безопасность работ при проводке скважин. Здесь был произведен расчет на прочность узлов и механизмов талевой системы, а также дано обоснование основных параметров талевой системы.
Технико-экономический расчет показал целесообразность применения
талевого блока, т. к. выгода очевидна, а проработка вопросов по
технике безопасности сводит к минимуму вероятность получения травм
человеком при работе с талевой системы.