Расчетно-пояснительная записка-Модернизация конструкции вращателя бурового автоматического ключа ST-80 Varco-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин-Нефтегазовая промышленность

Расчетно-пояснительная записка-Модернизация конструкции вращателя бурового автоматического ключа ST-80 Varco-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин-Нефтегазовая промышленность
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.
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.
Так как приведенные выше патенты нельзя использовать для последующей модернизации конструкции, то предлагается провести оригинальную модернизацию, суть которой изложена ниже.
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.

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.