ПОВЫШЕНИЕ МОНТАЖЕСПОСОБНОСТИ БУРОВОЙ УСТАНОВКИ УРАЛМАШ 3Д-76. Модернизация кронблока УКБ 6-270. Установка обводного блока-Курсовая работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин

ПОВЫШЕНИЕ МОНТАЖЕСПОСОБНОСТИ БУРОВОЙ УСТАНОВКИ УРАЛМАШ 3Д-76. Модернизация кронблока УКБ 6-270. Установка обводного блока-Курсовая работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин
Дипломный проект студента Зайцева Александра Николаевича, на тему «Повышение монтажеспособности буровой установки "Уралмаш 3Д-76"» выполнен на основании задания, выданного руководителем проекта от производства Маймага В. В.
В настоящее время перед монтажом буровой установки "Уралмаш 3Д-76" оборудуется яма для размещения в ней противовыбросного оборудования. В условиях вечной мерзлоты это приводит к осложнению монтажа буровой установки, так как. края ямы постоянно осыпаются. Целью данного дипломного проекта является повышения монтажеспособности буровой установки "Уралмаш 3Д-76", путём повышения высоты вышечного блока и переноса буровой лебёдки с вышечно-лебёдочного блока на приводной блок. В связи с этим устанавливается дополнительное оборудование: контрпривод, отводной блок и основание лебёдки.
Настоящий дипломный проект содержит 10 листов графической части, 89 листов пояснительной записки. При работе над проектом использована информация из 11 литературных источников.
Основание приводного блока предназначено для монтажа привода бурового оборудования, транспортирования его с куста на куст и перемещения в пределах куста скважин. На основание устанавливаются: трехдизельный силовой привод лебедки и бурового насоса, компрессоры с воздухосборниками, установкой для осушки воздуха, дизельэлектростанция, укрытие.
Основание приводного блока БУ «Уралмаш 3Д-76» также имеет двухъярусную конструкцию и состоит из нижней опорной фермы и верхней фермы. На верхней ферме устанавливается и закрепляется несколько поперечных балок, концы которых связаны двумя продольными балками, являющимися одновременно опорами для арак каркаса укрытия. Поперечные балки подкосами закрепляются в нижней части стоек верхней фермы. По бокам верхней фермы монтируются два кронштейна и шарнирные опоры для установки тяжеловозов, а в пазу её торцевой части, не смежной с вышечным основанием, устанавливают шаровую опору под гусеничную тележку.
Монтаж основания приводного блока должен вестись в следующей последовательности:
– выполнить планировку площадки и соорудить фундаменты;
– проверить комплектность основания;
– установить нижнюю ферму;
– смонтировать и закрепить верхнюю ферму;
– установить и закрепить поперечные балки;
– связать концы поперечных балок двумя продольными;
– закрепить подкосы.
После того как на нем смонтировано оборудования приступают к сборке арочного каркаса укрытия.

3.3 Требования к монтажу оснований
Все болтовые соединения оснований должны быть закреплены и законтрогаены.
Пальцы, применяемые для сборки оснований ОБ-53, должны иметь шайбы и быть зашплинтованы.
Элементы оснований не должны иметь деформаций, трещин и других дефектов.
Основание вышечно-лебедочного блока установки «Уралмаш –3Д» и лебедка на нем должны устанавливаться строго по уровню, чтобы обеспечить правильность навивки талевого каната, отклонение по горизонтали допускается не более ± 20 мм.
Вышечно-лебедочный блок стыкуется с приводным блоком с помощью соединительных пальцев. Стыковка блоков должна производиться только после установки лебедки.
Блоки и узлы вышечного основания, выполненные по заводской технологии, не являются взаимозаменяемыми.
При монтаже необходимо следить за соответствием комплектации основания по заводской маркировке.
Высота установки основания вышечного блока и кинематически связанных с ним блоков зависит , устанавливаемого устьевого оборудования ПВО и может быть различной.
Высота отметки пола вышечного блока от уровня земли должна быть не менее значений, указанных в таблице 2.1.

Таблица 2.1 Высота отметки пола вышечного блока от уровня земли

Конструкция скважин,
условный диаметр, мм. Высота в мм, не менее
 без ПУГа при установке ПУГа
1. 426х324(299)х245(219)х168(146) - 6700
2. 324(299)х245(219)х168(146) 4700 5600
3. 245(219)х168(146) 1000 4200

3.4 Монтаж вышек башенного типа
Сборка вышки выполняется согласно заводской инструкции и ИТК 1303.00.002 «Инструктивно-технологическим картам на монтаж демонтаж вышки ВБ-53×320 буровой установки «Уралмаш 3Д-76», а также данных техническим условиям.
Требования к работе на высоте по монтажу и демонтажу вышек в соответствии с п.1.8.6–1.8.9.
Вышка ВБ53×320 – трубная, с крестовой решеткой из гибких диагональных тяг. Ноги ее выполнены из труб 245×12, пояса – из труб 194×6 и 140×5, диагональные тяги– из круглой стали диаметром 24 мм и 30 мм. Ноги между собой соединяются на фланцах болтами М30. Для обеспечения соосности и облегчения сборки в торцах ног предусмотрены конусные направляющие. Пояса каждой секции соединяются с ногами и гибкими диагональными тягами так же болтами М30. Подкронблочная рама наголовника выполнена цельносварной. На наголовнике монтируются козлы, включающие блок для работы с элементами вышки. К подкронблочной раме крепятся площадки, обеспечивающие требуемые рабочие проходы вокруг кронблока и имеющие приспособления для крепления штропов подъемника.
Вышка на пятой и седьмой секциях имеет балконы, включающие по четыре площадки и каркас укрытия. К площадкам крепятся пальцы для размещения свечей и люльки для работы второго помощника бурильщика. На четвертой секции монтируется площадка обслуживания стояка манифольда.
На нижних ногах вышки имеются кронштейны для опирания на домкраты в процессе центрирования.
Монтаж вышек башенного типа ВБ-53-320 ( ВБ-5З-300, ВМ1-41) ведется вышечным подъемником ( ПВЛ).
Монтаж подъемника ведется согласно инструктивно- технологическим картам по безопасному ведению работ при монтаже и демонтаже БУ «Уралмаш 3Д» ИТК 1303.00.001. Подъемник устанавливается на специальных опорных плитах основания вышечного блока и крепится к плитам болтами М30х140 мм -12 шт.
Перед сборкой подъемника необходимо проверить прямолинейность трубных стоек, поясов и диагональных тяг, наличие смазки в роликовых подшипниках и свободу вращения всех роликов блоков полиспаста и страхового устройства.
Сборка подъемников, оснастка полиспастов и страхового устройства производится по возможности на земле.
По окончании сборки подъемник крепится к якорям, установленным на расстоянии 10 м от углов основания вышечного блока, четырьмя страховыми оттяжками диаметром 18-19 мм.
Перед сборкой вышки подъемником необходимо:
- проверить горизонтальность несущих труб;
- проверить вертикальность трубных стоек подъемника, совпадение его центра с центром основания вышки;
- проверить крепление всех болтов соединений и натяжение диагональных тяг;
- проверить работу подъемника на холостом ходу, обратив особое внимание на одновременность начала подъема обеих траверс и горизонтальность их перемещения при натяжении ходовых концов оснастки;
- комиссии ЦВМР проверить готовность подъемника к работе и составить акт проверки готовности вышечного подъемника к работе.
Перед сборкой вышки проверяется исправность всех ее элементов, детали раскладываются на монтажной площадке по секциям в порядке их поступления на сборку.
При сборке вышек с помощью тракторов-тягачей необходимо подготовить подъездные пути, произвести очистку и планировку площадки, на которой будут вестись работы, и подготовить трассу для движения тракторов шириной не менее 3 м и длиной 60 м.
Перед началом сборки вышки руководитель работ должен провести под роспись инструктаж с механизаторами и членами бригады, должна быть составлена схема расстановки членов бригады при подъеме вышки, определены сигналы, подаваемые руководителем при подъеме вышки.
Все члены бригады должны быть обеспечены касками, работы на высоте проводятся с применением предохранительных поясов.
Приставные и навесные лестницы должны быть удобны в эксплуатации и устойчивы при работе. Для поддержания и направления деталей вышки должны использоваться пеньковые канаты.
Сборка вышки ВБ 53×320 (ВБ-53-300, ВМ1-41) начинается с подкронблочной рамы, на которую устанавливается наделок вышки с роликом для вспомогательных работ (под легость).
Собранная подкронблочная рама крепится к несущим трубам подъемника с помощью специальных серег заводского исполнения или же петлями, выполненными из талевого каната диаметром 28 мм, заплетенного в кольцо.
При сборке ног вышки необходимо использовать монтажные оправки диаметром 32 мм и длиной 350 мм.
Ноги последующей секции вышки привязываются перед подъемом к углам их крепления канатами диаметром не менее 12,5 мм. При спуске собранных секций под ноги вышки подкладываются брусья размером не менее 300х300 мм и длиной 2,5 м. Спуск траверс подъемника ведут до полного освобождения несущих труб.
В момент подъема и спуска секции вышки члены бригады должны находиться от вышечного основания на расстоянии, превышающем высоту собранных секций вышки на 10 м.
Руководитель работ должен находиться на месте, позволяющем ему руководить тракторами и видеть весь процесс подъема вышки.
Во время подъема секций вышки необходимо следить за движением каната по направляющим роликам талевой системы.
На ходовых ветвях талевого каната необходимо делать несдвигающиеся метки, а на бруствере колеи установить веху, предупреждающую руководителя работ и трактористов о приближении конца подъема секции.
При использовании двух тракторов для подъема вышки они соединяются между собой с интервалом не менее 5 м жесткой сцепкой или при помощи стального каната диаметром не менее 25 мм.
Подъем вышки необходимо вести плавно на первой скорости.
При вынужденных кратковременных перерывах в работе по подъему секции вышки необходимо подложить под гусеницы тракторов фиксирующие брусья сечением 400х400 мм во избежание самопроизвольного перемещения тракторов, при невозможности фиксации тракторов поднимаемые секции необходимо опустить.
Трактористы, участвующие в работе по сборке вышки, выполняют только команды руководителя работ, но команда «Стоп» выполняется ими от всех лиц, участвующих в подъеме вышки.
К элементам вышки предъявляются следующие требования:
- допускается сварка диагональных тяг не более чем из двух частей, при этом длина сварного шва при катете сварки 10 мм должна быть в 6 раз больше диаметра тяги;
- кривизна пояса не должна превышать 3 мм на 1 метр и не более 10 мм по всей длине его, а ног вышки 1 мм на 1 метр;
- сварка ног вышки не разрешается;
- сварка поясов вышки допускается не более чем из двух частей, хомутов - из трех (кроме хомута кронблока).
По окончании сборки вышка крепится восьмью или четырьмя оттяжками из стального каната диаметром не менее 16 мм, в зависимости от заводской комплектации.
Оттяжки крепятся к ногам вышки на расстоянии 6 м от основания кронблочной площадки и под верхним балконом верхового рабочего узлом «восьмерка» и фиксируются 3-мя жимками. Свободный конец троса, в заделках, не менее 150 мм. Места крепления растяжек к вышке должны соответствовать заводским инструкциям.
Нижние концы оттяжек крепятся к жестким тягам якорей через стяжные винты, между стяжными винтами и канатами должен быть установлен коуш.
Оттяжки должны располагаться в диагональных плоскостях так, чтобы они не пересекали дорог, электролиний, маршевых площадок и переходных лестниц.
При установке БУ на болоте якорь оттяжек должен быть выполнен металлическим из труб диаметром не менее 114 мм и прикручены к деревянной свае проволокой диаметром не менее 8 мм на длине не менее 50 мм.
Якоря оттяжек должны выдерживать натяжение не менее 10 т, натяжение оттяжек производится только при помощи стяжных винтов. Запрещается крепление двух растяжек к одному якорю.
При центрировании вышки относительно вертикальной оси ротора допускается первоначальный подъем ноги вышки до 50 мм, а в процессе бурения скважины при повторных центрированиях - до 150 мм. Если необходимо поднять ноги вышки на большую высоту, то следует производить центрирование основания вышечного блока.
В качестве выкладок под ноги вышки необходимо использовать металлические или деревянные пластины, соответствующие размерам опорных плит ног вышки.
Состояние вышки должно проверяться в следующих случаях:
- перед спуском обсадной колонны;
- перед началом и окончанием ловильных работ, требующих расхаживания прихваченной колонны труб;
- после сильного ветра со скоростями: для открытой местности - 15 м/с, для лесной местности - 21 м/с;
- до начала и после передвижения вышки.
Проверке подлежит:
- целостность сварных швов;
- затяжка болтовых соединений;
- деформации конструкций;
- центровка вышки.
Результаты проверки технического состояния вышки оформляются актом
Поврежденные детали вышки должны быть восстановлены или заменены до возобновления работ. Основные ремонтные работы должны фиксироваться в техническом паспорте вышки.

3.5 Монтаж бурового и силового оборудования.
Монтаж бурового и силового оборудования должен производиться в соответствии с заводскими инструкциями, руководством по монтажу, утвержденными нормами и инструктивно-технологическими картами ИТК 1303.00.001.
Горизонтальность установки бурового и силового оборудования проверяется в двух взаимно перпендикулярных направлениях с помощью теодолита и нивелира. Отклонение от горизонтали не более 1 мм на длине 1 м.
Буровая лебедка устанавливается на основании горизонтально и крепится к нему болтами М30 с контргайками, горизонтальность установки лебедки проверяется по барабану с помощью уровня.
Правильность установки лебедки на основании проверяется в двух плоскостях:
а) расстояние от центра скважины до оси подъемного вала лебедки должно быть 3700 мм±50 мм.
б) расстояние от продольной оси буровой установки (оси скважины) до средней плоскости между зубьями звездочки быстроходного вала должно быть 1370мм±50 мм.
После установки лебедки производится монтаж гидравлического тормоза в следующем порядке:
а) установить гидротормоз, проверить его центровку и крепление, радиальное биение валов барабана и гидротормоза не более 0,5–0,8 мм;
б) включить подвижную полумуфту гидротормоза, сблизить рабочие поверхности до соприкосновения и проверить зазоры между кулачками, допустимое неприлегание плоскостей трех кулачков равно 0,25 мм;
в) приварить кронштейны под холодильник;
г) поставить холодильник и соединить его с гидравлическим тормозом и водопроводом;
д) подключить шланги управления;
е) надеть цепи на передачи;
ж) надеть фрикционную катушку на катушечный вал лебедки;
з) проверить возможность совместного и раздельного вращения барабана и тормозного шкива катушки, отсутствие вытекания масла из уплотнений;
и) смонтировать тормозные ленты, рукоятку управления и кронштейны для их закрепления;
к) отрегулировать длину тормозных лент так, чтобы в исходном положении при заторможенном барабане катушки, грузовые рычаги были горизонтальными, а штанга касалась упор.
л) отрегулировать радиальный зазор между рабочей лентой и тормозным шкивом при помощи стяжек тормозных лент на величину 1,5 мм;
м) при попадании на поверхность тормозных лент смазочного масла, снять их и обезжирить;
н) установить противовес и проверить свободное вращение катушки в расторможенном состоянии;
о) после выверки и крепления лебедки приводную звездочку цепной передачи привода ротора соединяют с приводной звездочкой ротора, при этом проверяют соосность вала трансмиссии ротора и приводного вала редуктора лебедки, торцевое биение не более 0,5–0,8 мм.
Монтаж ротора производится по центру скважины на двух подроторных балках. На основание ротор поднять при помощи крана, а на подроторные балки при помощи троса перекинутого через ролик козловой части вышки. Горизонтальность установки ротора проверяется по столу ротора с помощью уровня. Отклонение от горизонтали допускается не более 1 мм на 1 м длины.
Правильность монтажа ротора проверяется по точке пересечения шнуров, натянутых по диагоналям основания вышки. Вертикальная ось ротора должна совпадать с отвесом, опущенным из точки пересечения шнуров. Центровку ротора производить горизонтальными болтами, ввинчиными в кронштейны, приваренные к подроторным балкам.
После монтажа цепной передачи между ротором и лебедкой проконтролировать смещение торцов звездочек в цепи привода ротора, оно должно быть не более 2 мм.
Монтаж оборудования приводного блока начинать с монтажа двушкивного силового агрегата с КПП и установки двух карданных валов между лебедкой и коробкой скоростей.
Смещение осей ведомого вала коробки скоростей и вала редуктора лебедки допускается в пределах до 5 мм. Несоосность в горизонтальной плоскости осей ведомого вала коробки передач с осью трансмиссии пятой скорости должна быть не более 12 мм.
Далее произвести монтаж одношкивного силового агрегата и двушкивного силового агрегата и проверить центровку между трансмиссионными валами агрегатов и их понизительных редукторов.
Центрирование валов производится с помощью специального устройства, состоящего из горизонтального и вертикального угольников; зазоры замеряются щупом через каждые 90° поворота валов. Разность между наибольшими и наименьшими радиальными и основными зазорами не должна превышать 0,8—1 мм. Минимальные зазоры между колодками муфты и шкивом должны быть: ШПМ-300 – 1мм, ШПМ-500 – 2мм, ШПМ-700 – 3мм, ШПМ-1070 – 4мм.
ШПМ закрывают металлическими кожухами.
Карданные валы и цепные передачи приводов ротора и лебедки должны быть закрыты сплошным кожухом из металла толщиной 3-4 мм.
Горизонтальность установки силовых агрегатов проверяется по уровню. Отклонение от горизонтали должно быть не более 1 мм на 1 м длины, что достигается установкой под основание агрегата прокладок необходимой толщины.
Выхлопа двигателей внутреннего сгорания буровых установок выводятся на расстояние не менее 15 м от устья скважины, 5 м от наружной стены машинного сарая, проходят на высоте не менее 2-х м от пола сарая и оборудуются искрогасителями.
Выхлопные трубы, проходящие на высоте менее 2 м от пола, должны быть заизолированы асбестом для предупреждения ожогов рабочего персонала буровой. В месте выхода выхлопных труб из машинного сарая в стене устраивается разделка из несгораемого материала размером 700х700 мм, под выхлопа устанавливается емкость.
Для обслуживания оборудования и агрегатов расстояние между ними и стенами сараев устанавливается не менее 1 м.

3.6 Монтаж оборудования насосного блока
Основание насосного блока предназначено для монтажа бурового насоса и транспортирования на тяжеловозах с установленным на нем оборудованием.
Перед монтажом оборудования необходимо проверить состояние насосного блока. Элементы оснований не должны иметь деформаций, трещин и других дефектов.
Монтаж основания насосного блока должен производиться в соответствии с указаниями завода-изготовителя, требованиями чертежей, техники безопасности, настоящих технических условий.
Горизонтальность установки насоса проверяется во взаимно перпендикулярных направлениях по уровню. Отклонение от горизонтальности не более 1 мм на длине 1 м. Станина насоса должна прилегать к балкам основания без зазоров по всей площади контакта. Зазоры выбираются подкладками.
Оси трансмиссионных валов насоса и силового агрегата должны быть параллельны. Допускается отклонение до 1 мм на 1 метр длины.
Оси ручьев шкивов клиноременной передачи насосов должны лежать в одной плоскости. Параллельное смещение одной плоскости относительно другой допускается не более 2 мм.
Для привода насосов применяются клиновые ремни профиля Е с условной длиной 12500 мм. Количество ремней в комплекте зависит от типа насоса. Допускается разность длин ремней в комплекте не более 25 мм.
Центровка ременной передачи выполняется при помощи шнура. Шнур прикладывается к шкиву силового агрегата так, чтобы две диаметрально расположенные точки шкива касались шнура. Насос ставится в такое положение, чтобы его шкив диаметрально противоположными точками находился на одинаковом расстоянии от шнура, с учетом разности толщин кромок шкивов насоса и силового агрегата и допуска на центровку.
Клиновые ремни насоса должны быть предварительно натянуты при помощи натяжного механизма так, чтобы под действием груза весом 10 кг приложенного посередине межцентрового расстояния, стрела провисания ремня была в пределах 100...120 мм.
После центровки и крепления насосов и силовых агрегатов приварить упоры и прихватить сваркой подкладки.
Клиноременные передачи должны иметь прочные металлические ограждения, надежно закрывающий доступ к ним со всех сторон.
Ограждение может быть выполнено перильным на расстоянии более35 см от шкивов. Высота ограждения должна быть не менее 1,5 м. высота нижнего пояса ограждения должна быть 15 см, промежутки между отдельными поясами должны составлять не более -40 см, а расстояние между осями смежных стоек - не более 2,5 м
Если ограждение установлено на расстоянии менее 35 см от движущихся частей и механизмов, то оно должно быть сплошным или сетчатым в металлической оправе (каркасе). Высота сетчатого ограждения должна быть не менее 1,8 м. Механизмы, имеющие высоту менее 1,8 м, должны ограждаться полностью. Размер отверстий сеток должен быть не более 30x30 см.
Шкивы клиноременной передачи ограждаются сплошным кожухом из листовой стали толщиной 3...5 мм.
Выступающие части валов (в т.ч. шпонки) и вращающиеся соединения (муфты) должны быть закрыты металлическими кожухами.
Укрытие насосного блока монтируется после обвязки бурового насоса.
Последовательность монтажа укрытия насосного блока производить согласно техническому описанию и заводской инструкции. При монтаже применять кран грузоподъемностью не менее 3 т.

3.7 Монтаж блока циркуляционной системы (ЦС) и блока очистки бурового раствора (БОБР)
Емкости ЦС устанавливаются горизонтально, допускается уклон не более 2 мм на длине 1 м. Установка емкостей на разных высотах не должна превышать предела допуска уклона.

Конструктивное решение

Для того чтобы не оборудовать яму под противовыбросное оборудование необходимо увеличить высоту основания вышечного блока. С увеличением высоты основания вышечного блока появляется необходимость в переносе буровой лебёдки на уровень силового блока. Для того чтобы перенести лебёдку необходимо установка ряда дополнительного оборудования. Так как лебёдка смещается относительно центра скважины вправо на кронблоке УКБ 6-270 необходимо установить обводной блок, который служит для вывода ходовой ветви талевого каната за периметр башенной вышки. Для вывода цепной передачи от лебёдки к ротору устанавливается промежуточная опора в виде контрпривода. Ручное управление ленточным тормозом лебёдки устанавливается для связи пульта бурильщика с пневмоцилиндром лебёдки. Основание лебедки предназначено для размещения на нем лебедки У2-5-5.
Обводной блок [см. чертёж 21.03.00 ДФ 13.06.02 Д07 03.04.004 СБ ПРИЛОЖЕНИЕ] представляет собой конструкцию состоящую из стандартной оси кронблока УКБ 6-270 и стандартного блока 1000 мм. Он крепится к кронблоку УКБ 6-270 с помощью двух опор, каждая из которых состоит из двух косынок и трех пластин соединенных между собой сварными швами и болтовым соединением [см. чертёж 21.03.00 ДФ 13.06.02 Д07 03.04.000 СБ ПРИЛОЖЕНИЕ].
Контрпривод ротора [см. чертёж 21.03.00 ДФ 13.06.02 Д07 03.13.000 СБ] состоит из двух звёздочек насаженных на вал. Устанавливается на вышечном основании. Звёздочки контрпривода изготавливаются по размерам и характеристикам звёздочек ротора для того, что бы не менялось передаточное отношение цепной передачи.
Ручное управление ленточным тормозом [см. рис. 4.1] выполнено в виде рычажной системы. Рукоятка управления связана жесткой связью с тягой, которая в свою очередь связана с рычагом, действующим на пневмоцилиндр лебёдки.
Основание лебёдки [см. чертёж 21.03.00 ДФ 13.06.02 Д07 03.07.000 СБ ПРИЛОЖЕНИЕ] сваривается из труб и не представляет сложной конструкции.