Разработка лебедки для спускоподъемных операций со съемным керноприемником, удовлетворяющей техническим и технологическим требованиям строительства скважин глубиной 2500м и конечным диаметром 95мм-Дипломная работа-Оборудование для капитального ремонта, об

Текст…с,….рис, ….табл., 2 прил., графическая часть – 10 листов формата А1.
БУРЕНИЕ СКВАЖИН, ЛЕБЕДКИ, СНАРЯДЫ ССК, СЪЕМНЫЕ КЕРНОПРИЕМНИКИ, АЛМАЗНЫЕ КОРОНКИ, СПУСКО – ПОДЬЕМ.
Объект разработки – специализированная лебедка и устройства для спуска и подъема съемного керноприемника.
Цель работы – эскизный проект объекта разработки.
В процессе работы выполнены обзор и анализ научно – технической информации и патентов по объекту разработки выполнены чертежи и расчеты в объеме эскизного проекта.
Основные конструктивные и технико –эксплуатационные показатели: повышение производительности бурения скважин в интервале углубления с отбором керна с выигрышем времени 22%, с экономическим эффектом более 650000руб.
Степень внедрения – переговоры с заказчиком и с предполагаемыми соисполнителями.
Эффективность разработки определяется использованием съемного керноприемника, извлекаемого по внутреннему каналу бурильной колонны с отказом от многократных спускоподъемных операций по подъему этой колонны
К техническим средствам для выполнения комплекса работ по спуско-подъему керноприемника относятся лебедки керноприемника, направляющие ролики, канаточистки, ключи для керноприемных труб, опоры для монтажа съемного керноприемника. ГДЕ ЛОВИТЕЛИ?
Для подъема керноприемника используются навиваемые на барабаны лебедок стальные канаты различных типоразмеров или проволоки. Лебедки, особенно при глубоком бурении, оснащаются показывающими приборами – указателями глубины, указателями нагрузки.

Лебедки керноприемника

Эффективность работы комплексов ССК зависит от правильно выбранных параметров и совершенства конструкции лебедок керноприемника. Серийный выпуск первых отечественных лебедок керноприемника (ЛГ-2000) начат в 1974 г. одновременно с началом выпуска снарядов КССК-76 и ССК-59.
В мировой практике получили развитие как автономные лебедки керноприемника, так и лебедки, расположенные на буровых станках, кинематически связанные с их трансмиссиями. В настоящее время перспективным направлением считается создание гидрофицированных буровых установок с подвижными вращателями. Такие установки оснащаются лебедками керноприемника с индивидуальными гидродвигателями, но питание гидродвигателей и их управление осуществляется от гидросистем буровых установок.
В лебедках керноприемника используются все современные виды привода. В зарубежных лебедках чаще используют бензо- и гидродвигатели, в отечественных – электродвигатели. При бурении в подземных горных выработках применяются так же лебедки с пневмодвигателями. ВВЕСТИ ДОП ИНФОРМАЦИЮ
Для нашего случая наиболее близки по назначению лебедки ЛГ-2000 и
Лебедка ЛГ-2000 (см лист 2, РИС 2) предназначена для подъема съемного керноприемника при бурении геологоразведочных скважин на глубину до 2000 м. Выпускается в двух модификациях, отличающихся скоростью подъема, - для комплексов КССК-76, КССК-76М и для комплексов ССК-76, ССК-59, ССК-46. Необходимость снижения скорости подъема керноприемников ССК вызвана повышенными гидравлическими сопротивлениями при движении керноприемников вследствие малых зазоров между наружными диаметрами керноприемников и внутренними диаметрами соответствующих бурильных труб ССК.
Лебедка состоит из следующих составных узлов: барабан с фрикционом, канатоукладчик, корректировщик, тормоз, блок звездочек, рама, электрооборудование, ограждение. ВВЕСТИ РИСУНОК В ТЕКСТ!
Вращение от электродвигателя посредством ведущей звездочки и цепи ПР-19,05 передается на промежуточный блок звездочек. С малой звездочки промежуточного блока вращение второй цепью ПР-19,05 передается на звездочку, свободно сидящую на полуоси барабана, и далее через управляемую коническую фрикционную муфту на барабан. Торможение барабана осуществляется колодочным тормозом. С барабаном лебедки связан корректировщик, от которого при помощи цепной передачи с цепью ПР-12,7 приводится в действие канатоукладчик. Техническая характеристика лебедки представлена в таблице 1.
Лебедка 2ЛГК-3000 включает сварную металлическую раму, на которой смонтированы электродвигатель, редуктор, барабан, ленточный тормоз, канатоукладчик, система управления и откидные мостки.
С лебедкой поставляется канат стальной длиной 3100 м, навитый на барабан, кабель длиной 50 м, оттяжной и подвесные блоки.
Вращение от электродвигателя через втулочно-пальцевую муфту передается на быстроходный вал двухступенчатого редуктора, затем с тихоходного вала редуктора через кулачковую муфту на вал барабана, который вращается в двух сферических подшипниках. Со стороны ленточного тормоза опорой вала барабана служит специальная стойка, с противоположной стороны – консоль тихоходного вала редуктора.
С вала барабана вращение при помощи цепной передачи передается на вал канатоукладчика, который имеет двойную правую и левую винтовые нарезки. Через сухарь, двигающийся по винтовым нарезкам, каретка с укладывающим роликом получает возвратно-поступательное движение. Техническая характеристика лебедки представлена в таблице 2.

В данной работе будем разрабатывать лебедку и устройства для извлечения снаряда ССК при бурении скважины «Асанская №262» в интервале 2000-2500 м с отбором керна. Предлагаем использовать бурение снарядами, так как это сократит время бурения скважины, следовательно и затраты на энергоресурсы и заработную плату рабочих.

За аналог разрабатываемой конструкции выбрана лебедка 2ЛГК 3000 в связи с ее простотой и явными конструктивными преимуществами по сравнению со всеми известными лебедками для снарядов ССК. При выборе и разработке технического предложения необходимо исходить из следующих технических требований к ее монтажу и особенностей эксплуатации:
1. Лебедку перевозить на автомобиле грузоподъемностью не менее трех тонн или трактором на санях (прицепе). Перевозка лебедки волоком допускается лишь на не большие расстояния по твердой и ровной дороге. При этом необходимо оберегать узлы и электрооборудование от попадания в них грязи и воды.
2. Лебедку устанавливать на спланированной площадке у буровой на расстоянии 25-30 м от устья скважины с таким расчетом, чтобы канат, идущий от лебедки на оттяжной блок, не задевал о предметы на буровой, а середина барабана была направлена на устье скважины. Неправильная установка лебедки препятствует ровной укладке каната канатоукладчиком.
Лебедку надежно закрепить к фундаменту болтами или другим надежным способом.
3. Управлять лебедкой должен один оператор. При отсутствии звуковой или световой связи в помощь оператору назначается сигнальщик. Порядок обмена условными сигналами устанавливается эксплуатирующей организацией.
4. Спуск ловителя (шлипса) в скважину для захвата керноприемника производить через подвесной и оттяжной блоки.
5. Управляемыми механизмами лебедки являются: электродвигатель, тормоз, канатоукладчик.
6. Пуск, регулирование скорости и изменение направления вращения электродвигателя с фазовым ротором осуществлять кулачковым пятиступенчатым контроллером путем изменения величины пуско-регулировочных сопротивлений в роторной цепи и переключением обмоток статора. Плавность пуска зависит от величины включенного сопротивления. Комплект сопротивлений состоит из двух стандартных ящиков.
7. Для защиты электродвигателя от перегрузок и коротких замыканий установить автоматический воздушный выключатель, предназначенный для нечастых оперативных включений и отключений.
8. С целью уменьшения износа канатоукладчика перед спуском ловителя в скважину выключать муфту привода канатоукладчика, укладывающий ролик освобождают от каната. Канатоукладчик поднимать в верхнее положение и прикреплять к кожуху барабана специальным крючком.
9. Извлечение съемного керноприемника из наружной колонковой трубы производить ловителем, присоединенным к канату лебедки керноприемника.
Ловитель (см. лист 4) включает канатный замок со втулкой, в который крепится канат лебедки.
Канатный замок соединяется с утяжелителем, на нижний конец которого навинчивается труба со втулкой. Внутрь трубы входит шток, на верхнем конце которого навинчена гайка с контргайкой, а нижний конец соединен штифтом с втулкой.
На втулку навинчивается корпус ловителя. В пазу корпуса на штифте, выполняющем функции оси, установлены нормально замкнутые при помощи пружины захваты. Штифт выполняет функции ограничителя разведения лап.
Спуск ловителя в скважину для захвата керноприемника начинают при включении электродвигателя на обратный ход. По мере спуска ловителя масса находящегося в скважине каната возрастает. И с глубины 200-300 м спуск ведется при отключенном редукторе, скорость спуска регулируется тормозом лебедки.
Перед началом подъема керноприемника канатоукладчик открепляют от кожуха барабана, укладывающий ролик канатоукладчика ставят в рабочее положение, вращая винтовой вал специальным ключом до совмещения оси ручья ролика с осью набегающего на барабан каната, и включают муфту цепного привода укладчика.
Рекомендуется, чтобы подвесной блок в момент срыва керна находился от ротора на высоте не более одного метра. После срыва керна подвесной блок должен быть поднят на высоту более трех длин керноприемника.
В случае опасности прихвата инструмента в период подъема керноприемника рекомендуется подвесить бурильную колонну на трехрогий крюк, используя элеватор и штропы, и периодически поднимать и опускать ее на 2-2,5 м. не прекращая подъема керноприемника.
В процессе подъема оператор должен внимательно следить за сигналами с буровой и при подходе керноприемника снизить скорость подъема до 0,1 м/с. Уменьшение скорости подъема производится включением регулировочных сопротивлений в роторную цепь электродвигателя при переводе рукоятки контроллера и некотором увеличении нагрузки на двигатель тормозом лебедки. Продолжительность включения сопротивлений в момент пуска и замедления вращения электродвигатель ограничивается временем достижения предельно допустимой температуры нагрева элементов сопротивлений.
После окончания работы канат навивают на барабан, контроллер и автоматический выключатель ставят в положение «отключено», надежно закрепляют ручной тормоз и выключают главный рубильник.
При работе со свободным роликом кронблока или стационарно крепящимся направляющим роликом в условиях с минусовыми температурами воздуха отмечаются случаи постепенного намерзания льда на кронблочных рамах вышек или мачт. Намерзание происходит в результате выдавливания и разбрызгивания жидкости с поднимаемого из скважины каната лебедки. Намерзающий лед должен систематически (не реже 1 раза в смену) скалываться с кронблочной рамы.
С целью исключения этой трудоемкой операции мы используем съемный направляющий ролик ( см лист7 ), разработанный по типу конструкции, созданной СКБ Мингео СССР. Он вставляется в элеватор и поднимается над устьем скважины с помощью талевой системы буровой установки только на период очередного подъема керноприемника. В результате исключается возможность намерзания льда на кронблочной раме при бурении со съемными керноприемниками в условиях с отрицательными температурами воздуха.
В результате выполненной по дипломному проекту работы разработано техническое предложение по конструкции лебедки для спускоподъемных операций со съемным керноприемником, удовлетворяющей техническим и технологическим требованиям строительства скважин глубиной 2500м и конечным диаметром 95мм. Определены кинематические параметры лебедки, выполнены чертежи и расчетная проверка на прочность и выносливость наиболее нагруженных ее деталей, подтвердившие работоспособность лебедки. При этом определены тип и конструкция керноприемного снаряда с ловителем. Разработан комплекс мероприятий по обеспечению выполнения требований экологии и безопасности.
Экономические результаты от внедрения результатов работы следующие: на бурение одной скважины типа Асанская - 262 в интервале углубления с отбором керна, равном 500м, будет сэкономлено 22% времени или 781,78ч и 653868, 8 рублей денежных средств.