Кронблок буровой-УКБ-5-160-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин

В данном разделе дипломного проекта необходимо произвести определение и обоснование параметров процесса, выбор и обоснование конструкции механизма, а также проверочный расчёт элементов кронблока.
При выборе механизма необходимо определить условия и область применения механизма, детально изучить функции, которые выполняются в процессе работы механизма.
Далее необходимо изучить возможные конструктивные схемы механизмов, выполняющих необходимые функции, выявить достоинства и недостатки каждой из них. Выбрав конкретную конструктивную схему переходим к определению параметров процесса. Необходимо выявить сможет ли выбранная конструкция удовлетворять исходным параметрам. Если данный механизм не сможет работать при заданных параметрах, то следует предусмотреть возможность применения дополнительного устройства компенсирующего этот недостаток, или предусмотреть изменение конструктивной схемы этого механизма.
Добившись удовлетворительного результата, переходим к определению технической, экономической эффективности работы механизма, если результаты расчётов не удовлетворяют по каким либо причинам (низкая экономическая эффективность или ущерб), тогда необходимо продолжить процесс выбора механизма.

2.1.1. Назначение буровых кронблоков
Кронблок (неподвижная часть полиспаста) является передаточным звеном в системе подвижного механизма буровой установки. Он служит для передачи увеличенного усилия с барабана лебедки на крюк через канат и для размещения свободно вращающихся шкивов, по которым проходит канат талевой системы. Кронблок представляет собой конструкцию, в которой группа свободно вращающихся шкивов смонтирована на подшипниках. Оси закрепляются на раме. По числу осей и их креплению кронблоки конструируют четырех видов – соосные, одноосные, многоосные и комбинированные. В одноосных конструкциях все блоки размещают на одной, а в соосных на нескольких неподвижных соосных осях, подшипники монтируют в ступицах шкивов. В многоосных конструкциях оси выполняют несоосными и вращающимися вместе со шкивами в подшипниках, смонтированных в корпусах, укрепленных на раме.
На рисунке 2.1, а, в и г показаны схемы соосных и одноосных, а на рисунке 2.1, б – многоосных кронблоков. При конструировании предпочтительны одноосные конструкции, имеющие меньшую массу и габариты.
Комбинированными выполняются только кронблоки для обеспечения более удобного расположения ведущей струны вне габаритов мачты. В этих конструкциях кронблоков все шкивы, через которые проходят струны подвески талевого блока, монтируются на одной оси (рис. 2.1, д).
Соосные кронблоки по конструкции осей и опор можно выполнять трехопорными (рис. 2.1, а), одноосные – двухопорными (рис. 2.1, в) и многоопорными (рис. 2.1, г).
Поскольку оси кронблока представляют собой нагруженную балку, выбор того или иного конструктивного решения зависит от возможности обеспечить требуемую прочность оси и долговечность подшипников. В двухопорных конструкциях диаметр оси должен быть значительно больше, чем в многоопорных. В многоопорных одноосных конструкциях диаметр оси может быть наименьшим, однако технологически сложно обеспечить равномерное распределение нагрузки по опорам при неразрезанной оси.
При конструировании кронблока прежде всего выбирают его схему в зависимости от предполагаемой нагрузки, числа шкивов, масштабов производства и возможностей завода – изготовителя.
Проанализировав конструкции кронблоков применяемых в нефтегазопромысловой отрасли, можно для составления примерной классификации, выделить следующие классификационные (функциональные) признаки:
Конструктивное исполнение - соосные, одноосные, многоосные и комбинированные;
Грузоподъемность от 1,2 т до 6,75 т и более;
Количество шкивов от 5 до 8;
Диаметр используемого каната от 25 мм до 41,3 мм и более.
Масса от 1 т до 11,69 т и более;
Габариты:
длина от 1,3 м до 5,09 м и более;
высота от 0,94 м до 2,69 м и более;
ширина от 0,22 м до 2,95 м и более

2.1.3 Общие сведения о конструкции буровых кронблоков

Кронблок УКБ-5-160, в дальнейшем кронблок, является неподвижной частью полиспаста и предназначен для ведения спуско-подъемных операций и удержания на весу бурового инструмента в процессе бурения нефтяных и газовых скважин.
Кронблок предназначен для эксплуатации в условиях умеренного климата, категория размещения 1 по ГОСТ 15150-69.

Механизм крепления, рис.2.6 состоит из стойки, поз. 2, на которой с помощью роликового конического двухрядного подшипника, поз. 4, и оси поз. 6, установлена консоль, поз. 3.
На консоли с помощью роликового конического двухрядного подшипника, поз. 7, и оси поз.8, установлен барабан, поз. 5.
Для неподвижного фиксирования барабана относительно консоли имеется фиксатор, поз. 10. С одной стороны консоли имеется площадка, на которой крепится идущий с бухты канат прижимной планкой, поз. 1. через консоль осуществляется передача нагрузок с талевого каната на датчик веса и далее посредством специальной электросистемы на контрольные приборы пульта бурильщика. В случае отсутствия датчика веса устанавливается серьга, поз.11. Серьга крепится специальными болтами между проушинами консоли датчика и стойкой. Для удобства монтажа и демонтажа датчика веса имеется болт, поз. 9, выполняющий роль винтового домкрата.
Спуско- подъемный комплекс (СПК) является одним из важ¬нейших элементов любой буровой технической системы, и эф¬фективность буровой установки существенно зависит от эффектив¬ности СПК, особенно при проходке глубоких нефтяных и газовых скважин.
Назначение и структура спуско-подъемного комплекса (СПК).

Для описания процесса выполнения СПО следует выделить объект транспортирования и транспортное средство. Объектами транспортирования при бурении могут быть: породоразрушающий инструмент, технологический инструмент для проведения специальных работ, обсадные трубы, проба (керн, шлам, пластовый флюид), оборудование для эксплуатации скважин, инструмент для ликвидации аварий, зонды для проведения исследований в стволе. Транспортные средства: трубы, кабель, трос и приспособления для работы с ними (спуско-подъемный комплекс).
Способ выполнения СПО определяется целью и условиями работ. Наиболее просто способ описывается двумя характеристиками:
1. По типу транспортных средств:
жесткие (трубы или штанги);
гибкие (канат, проволока, кабель, рукав, гибкая труба);
текучие (жидкость, газ или ГЖС).
2. По распределению операций во времени:
непрерывный;
циклический;
выполняемый одновременно с процессом бурения;
выполняемый последовательно с процессом бурения.

1.2 Описание технологического процесса подъёма и спуска
В балансе рабочего времени цикла проходки скважин СПО с бурильными трубами занимают до 50% времени. Объем этих операций зависит от назначения скважины, ее конструкции, стойкости долот, способа бурения. Продолжительность одного цикла СПО с трубами определяется способом выполнения, конструкцией исполнительных механизмов и уровнем квалификации оператора. Для выбора технологии выполнения СПО нужно знать цель СПО и условия работ.
В качестве основных характеристик условий работ следует назвать следующие:
Параметры скважины: назначение, конструкция (глубина, диаметр, профиль ствола, количество стволов);
Показатели процесса проходки ствола: длина рейса (стойкость долот, длина пробы керна), механическая скорость бурения.
Параметры колонны бурильных труб (КНБК): конструкция труб и их соединений, длина трубы, свечи или забойной компоновки.
Для сокращения времени подъем (спуск) бурильных труб обычно происходит свечами. При подъеме каждой свечи выполняется ряд операций, сочетание способов, выполнения которых характеризует способ СПО в целом. Возможные способы выполнения СПО и конструкции устройств приведены в морфологической таблице 1.
Одна из наиболее распространенных схем СПК приведена на рис 1.
При подъеме труб обычно выполняются следующие операции: захват трубы для подъема элеватором или другими средствами; подъем колонны на длину свечи лебедкой и талевой системой; захват трубы для удержания на устье скважины трубодержателем (клиновым захватом); развинчивание труб ключами; укладка труб устройствами для укладки; размещение труб в свечеприемнике (магазине).