Автоматический буровой ключ Varco ST-80-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых

Автоматический буровой ключ Varco ST-80-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых-В дипломном проекте предложена модернизация автоматического бурового ключа ST-80 фирмы Varco, используемого при свинчивании-развинчивании бурильных труб. Произведен патентно-информационный поиск, на основе которого проведена модернизация вращателей ключа, обеспечивающая экономию времени и средств при проведении ремонта и обслуживания ключа.
Произведены некоторые конструкционные и прочностные расчеты. Рассчитаны основные технико-экономические показатели, а также осуществлена оценка эффективности и экономичности использования предлагаемой модели. Произведен анализ безопасности и экологичности проекта.
Данный дипломный проект содержит 8 листов графической части, 90 листов в пояснительной записке. При работе над дипломным проектом использована информация из 28 литературных источников.

В процессе эксплуатации было выявлено, что очень часто выходят из строя опоры качения вращателей. В связи с этим предлагается замена игольчатых подшипников на опоры скольжения. Несмотря на высокую стоимость, сложность заказа и доставки игольчатых подшипников срок их службы сравним с предлагаемыми опорами скольжения, исходя из опыта эксплуатации. Простота и экономичность изготовления опор скольжения делает их использование более выгодным для буровых компаний, нежели заказ из-за рубежа уникального дорогостоящего игольчатого подшипника.
В дальнейшем приводятся расчеты опор скольжения, которые подтверждают, что они выдерживают максимальные нагрузки, возникающие при свинчивании и развинчивании резьбовых соединений.
Буровой ключ ST-80 способен выполнять скрепление и раскрепление соединений технологического инструмента, и работать с бурильной трубой. Он также способен скреплять и раскреплять стабилизаторы, спиральные колонны, а также иные компоненты низа бурильной колонны с достаточной длиной соединений.


Рисунок 2.1 - Буровой ключ ST-80
ST-80 значительно упрощает процесс СПО.
Буровой ключ ST-80 представляет собой сочетание ключа - вращателя и ключа крутящего момента. Пульт управления им находится на посте бурильщика. Сухари верхних челюстей расположены между роликами вращателя. Ролики вращателя схватывают соединение, затем вращают его с крутящим моментом в 1, 750 футо-фунтов.
Ключ крутящего момента способен создавать усилие скрепления с максимальным значением 60,000 футо-фунтов. При раскреплении соединений ключ способен развивать усилие до 80,000 футо-фунтов.

Рисунок 2.2 - Каретка
Узлы управления ST-80 могут устанавливаться на каждой стороне каретки. Ориентация узлов управления может легко регулироваться с целью достижения наилучшего угла при эксплуатации. Размещение узлов управления может легко переноситься с одной стороны каретки на другую при помощи следующих действий (Рисунок 2.3):
Порядок действий:
1. Снять шпильки.
2. Удалить винт и шайбу с нижней поверхности каретки.
3. Снять блок управления со штифта и чуть ослабить кабель.
4. Отсоединить кабель и перенести на другую сторону.
5. Посадить блок управления на штифты.
6. Сориентировать блок управления так, чтобы получить надлежащий рабочий угол. Установить винт, шайбу и шпильку.

Рисунок 2.3 - Размещение узла управления
Технические характеристики бурового ключа ST-80 приведены в приложении 1.
2.2 Эксплуатация ключа ST-80
Проверка давления системы
1. Снять верхнюю пластину для получения доступа к основному манифольду.
2. Присоединить манометр к испытательному порту LC на основном манифольде.
3. Используя рычаг захвата, закрыть челюсти ключа ST-80. Иметь трубу в челюстях при этом не обязательно. Удерживая ручку зажима, следить за показаниями давления на манометре. Уровень давления должен составлять 1900- 1950 psi.
4. Снять манометр и установить пластины на место. В том случае, если давление в системе не соответствует указанному:
1. Снять крышку с картриджа клапана PRV.
2. Выполнить действия шагов 1 – 3 выше.
3. Один работник должен удерживать ручку зажима.
4. В это время второй – регулирует уровень давления (почасовой стрелке для увеличения давления, против часовойстрелки – для понижения давления).
5. Снять манометр и установить на место верхнююпластину.







2.3 Хранение и транспортировка бурового ключа
При хранении ST-80 в помещении, устанавливать на поддон. Также для хранения внутри и вне помещения можно использовать грузовой контейнер.
Избегать скачков температурного режима и влажности. Идеальным условиями хранения бурового робота ST-80 является чистое сухое пространство с температурой окружающего воздуха 60°F (16°C). Если наличие влажности неизбежно, Varco рекомендует хранить инструмент при температуре 70°F (21°C).
Все открытые неокрашенные металлические поверхности покрыты антикоррозийным составом на заводе, перед отгрузкой. Перед передачей на хранение или транспортировкой необходимо покрыть антикоррозийным составом все открытые неокрашенные металлические поверхности.
Закрыть все отверстия, чтобы не допустить попадания в них воды и грязи. Varco не рекомендует использование влагопоглощающих веществ.
Если ключ ST-80 не используется в течение трех месяцев, необходимо выполнить следующие действия:
1. Произвести чистку ST-80.
2. Нанести смазку в соответствии с инструкциями раздела «Обслуживание».
3. Очистить и закрыть крышками все гидравлические быстросъемные соединения.
При транспортировке ключа ST-80 необходимо, чтобы узел находился только в вертикальном положении и был надежно закреплен.
Прикрепить тросы к двум подъемным серьгам, крепящимся к скобам на верхней секции рукоятки. Дополнительные тросы, по необходимости, могут крепиться к основным структурным компонентам ключа.
В дипломном проекте была разработана модернизация конструкции вращателя бурового автоматического ключа ST-80 Varco с целью уменьшения длительности и стоимости обслуживания ключа при ремонте и ТО.
Для достижения этой цели был проведен литературно – информационный обзор отечественных и зарубежных буровых ключей, проанализированы конструкции и технические характеристики. Также был проведен обзор патентной документации, рассмотрены предлагаемые конструкции трубозажимных устройств ключей различных типов. На основе данного анализа была предложена приведенная в проекте конструкция.
Проведен расчет на прочность наиболее уязвимой детали модифицированного вращателя – подшипника скольжения; рассчитаны на прочность и нагрузку зубчатые передачи вращателя. Прочностные расчеты позволяют сделать вывод о том, что модернизированная конструкция выдержит приложенную нагрузку и обеспечит безаварийную работу положенный срок эксплуатации.
Вычислены оптимальные параметры микроклимата (освещения и вентиляции) буровой площадки БУ 3200-ДГУ-М, сформулированы основные требования к охране труда и экологичности эксплуатации установки.
При внедрении новой конструкции вращателей уменьшается стоимость обслуживания и ремонта ключа в результате чего мы получили экономию средств в размере 50027,2 руб. в год.