Талевые системы

Министерство образования Республики Башкортостан

Государственное образовательное  учреждение  
среднего профессионального образования 
Ишимбайский нефтяной колледж

Реферат на тему: «Талевые системы».

выполнил                                          /Сайфуллин А. С./

проверил                                     /Масягутов Ю. Х./

                                                                                          2013

 

Содержание

 

1. Талевая система. Назначение, схемы и устройство.                                       3-4

2. Стальные талевые канаты. Типы  и конструкции талевых канатов.                    4-6 

3. Кронблоки  и талевые блоки.                                                                   6-7   

                                    

ТАЛЕВАЯ СИСТЕМА

НАЗНАЧЕНИЕ, СХЕМЫ И УСТРОЙСТВО

В процессе проводки скважины подъемная  система выполняет различные  операции. В одном случае она служит для проведения СПО с целью  замены изношенного долота, спуска, подъема и удержания на весу бурильных  колонн при отборе керна, ловильных или других работах в скважине, а также для спуска обсадных труб. В других случаях обеспечивает создание на крюке необходимого 3 усилия для извлечения ; из скважины прихваченной бурильной колонны или при авариях с ней. Для обеспечения высокой эффективности при этих разнообразных работах подъемная система имеет два вида скоростей подъемного крюка: техническую для СПО и технологические для остальных операций.

 

В связи с изменением веса бурильной  колонны при подъеме для обеспечения  минимума затрат времени подъемная система должна обладать способностью изменять скорости  подъема в соответствии с нагрузкой. Она также служит для удержания бурильной колонны, спущенной в скважину, в процессе бурения.

Подъемная система установки представляет собой полиспастный механизм, состоящий из кронблока, талевого (подвижного) блока стального каната , являющегося гибкой связью между буровой лебедкой  и механизмом  крепления неподвижного конца каната. Кронблок  устанавливается на верхней площадке буровой вышки. Подвижный конец А каната  крепится к барабану лебедки , а неподвижный конец Б — через приспособление к основанию вышки. К талевому блоку присоединяется крюк , на котором подвешивается на штропах элеватор для труб или вертлюг. В настоящее время талевый блок и подъемный крюк во многих случаях объединяют в один механизм — крюкоблок.

Полиспастная  система служит для снижения скорости движения крюка и увеличения его  подъемной силы за счет снижения скорости ведущей струны каната, наматываемого  на барабан. Чем больше число струн каната и шкивов участвует в работе, тем медленнее будет подниматься талевый блок с крюком. Усилия в струнах талевого каната Р_т в состоянии покоя и движения неодинаковые.

Канат на барабан можно навивать в несколько слоев по винтовой линии с противоположным направлением в смежных слоях или с параллельной укладкой витков. Лучшая в отношении уменьшения износа каната — параллельная укладка, при которой коэффициент а имеет наименьшее значение. При бурении скважин одинаковой глубины в различных условиях на крюк действуют одинаковые нагрузки, но число СПО может отличаться. Если число СПО небольшое, то решающей является прочность каната, а при большом числе СПО — его абразивный и усталостный износ. В одном случае можно применить систему с большим числом шкивов и струн каната, но с небольшим его диаметром, в другом случае — канат большого диаметра с высоким сопротивлением разрыву, абразивному и усталостному износу.

 

 

Практикой эксплуатации установлено, что целесообразнее уменьшать число  шкивов в талевой системе, увеличивать их диаметр и применять прочные канаты большего диаметра с тем, чтобы уменьшить число слоев навивки каната на барабан. Для этого также применяют большие соотношения между диаметрами шкива и каната (до 42 d) и более жесткие, но износостойкие канаты с линейным касанием проволок в пряди и металлическим сердечником, обеспечивающие меньшее поперечное смятие каната.

При вращении барабана лебедки, на котором  закреплен ведущий конец каната, последний будет наматываться на барабан и заставит талевый блок подниматься вверх по направлению к кронблоку. Чем большее число шкивов системы участвует в работе (вращается), тем медленнее будет подниматься блок и тем меньше будет натяжение ведущего конца каната, например, если на подъемном крюке подвешена колонна весом 1,5МН, а талевая система состоит из талевого блока с пятью шкивами и кронблока с шестью шкивами (в том числе один невращающийся, через который проходит неподвижно закрепленный конец каната), натяжение ведущего конца каната

 

Следовательно, при десятиструнной оснастке мы выигрываем в силе почти 8 раз (1,5:0,197). Однако одновременно с этим скорость подъема труб уменьшается в 10 раз. Талевая система позволяет при принятых в буровых установках скоростях подъема использовать канаты диаметром от 22 до 44 мм при любой глубине бурения.

Кронблоки и крюкоблоки классифицируются по трем основным параметрам: максимально  допустимой нагрузке, диаметру шкивов по дну желоба и числу шкивов. Эти параметры часто используются в качестве их шифра.

Основные присоединительные размеры кронблоков и крюко- блоков (в составе буровой установки): диаметр шкивов по дну желоба; размер профиля желоба шкивов; число шкивов; размеры рамы для крепления кронблока к вышке.

 

СТАЛЬНЫЕ ТАЛЕВЫЕ КАНАТЫ

Типы  и конструкции талевых канатов

 

Существует большое разнообразие конструкций канатов, свитых из стальных проволок, различных как по форме  поперечного сечения (круглые, плоские, овальные и др.), так и по конструкции  отдельных прядей и их навивки (число  элементов, свитых в канате, род их свивки, диаметр проволоки и др.).

В талевых системах буровых установок  используются стальные канаты только круглого сечения двойной свивки из одинаковых канатов, называемых прядями.

 

 

Стальные талевые канаты изготовляют  различной конструкции: крестовой свивки правой и левой, обозначаемые соответственно символами «Z» и «S». При этой свивке проволоки в прядях свиваются в одну сторону, а пряди вокруг сердечника в другую. В талевых системах для эксплуатационного бурения более распространены канаты правой крестовой свивки, изготовленные из высокоуглеродистой высокомарганцовистой канатной стальной проволоки с пределом прочности 1766— 1960 МПа.

 

Пряди изготовляют из разного числа  слоев проволок. Трехслойная, простой  конструкции из проволок одного диаметра в слоях, свитых вокруг одной центральной проволоки-сердечника -тип ТК ; двухслойная с одинаковым числом  проволок разного диаметра бь бг и б₃ в каждом слое — тип K; трехслойная с промежуточным слоем для лучшего заполнения сечения, состоящего из проволок двух диаметров бг; двухслойная с внешним слоем из проволок различного диаметра 6 и 62 и внутреннего слоя бз. Существуют и другие типы конструкции.

 

В прядях группа проволок располагается  по спирали вокруг сердечника в несколько  концентрических слоев. Пряди каната по роду свивки изготовляют трех типов: с односторонним направлением одинаковым углом свивки и линейным касанием проволок в слоях — тип ЛК; с одинаковым шагом свивки во всех слоях; комбинированные с разным направлением свивки по слоям. Во втором и третьем случаях проволоки в слоях перекрещиваются и происходит их точечное касание — тип ТК.

 

В стальных канатах двойной свивки группа прядей располагается по спирали  вокруг органического или металлического сердечника. Для тяжело нагруженных  талевых систем лучше применять канаты с металлическим сердечником, состоящим из семи прядей по семь проволок в каждой. Талевые канаты этого типа обеспечивают необходимую гибкость и имеют высокую поперечную жесткость.

 

Канаты более жестких конструкций  и большей прочности применяют для спуска тяжелых обсадных колонн, когда требуется большая прочность каната, а гибкость и износ не играют большой роли. Прочностные характеристики канатов зависят от их конструкции, диаметра и прочности проволок, на них не влияет направление свивки прядей, левое или правое.

 

 

 

 

Канаты ЛК-РО6Х1+6+ (6+6)+12= 186+1 м. расшифровывают следующим образом: канат с линейным касанием (ЛК) проволок, состоящий из 6 прядей с 31-й проволокой в каждой пряди; РО — в одних слоях прядей каната проволоки одинаковой толщины, а в других слоях — разной; прядь состоит из одной центральной проволоки, шести проволок одинаковой толщины в первом слое пряди, 12 проволок разной толщины (в том числе шесть большой толщины и шесть малой толщины) во втором слое и 12 проволок одной толщины в третьем слое пряди; металлический сердечник каната обозначается 1 м. с. (состоит из семи прядей по семь проволок в каждой).

 

Пряди, сердечник и канат в  целом смазывают в процессе свивки специальной канатной смазкой НМЗ-З  и в дополнительной смазке в процессе эксплуатации они не нуждаются.

 

КРОНБЛОКИ И ТАЛЕВЫЕ БЛОКИ

Кронблок и талевый блок служат для размещения свободно вращающихся  шкивов, по которым проходит канат  талевой системы. Кронблок и талевый  блок представляют собой конструкцию, в которой группа свободно вращающихся шкивов смонтирована на подшипниках. Оси закрепляют на раме. По числу осед и креплению кронблоки отличаются от талевых блоков. Конструкции же шкивов и их подшипниковых опор выполняются одинаковыми в обоих блоках.

Кронблоки

Кронблок устанавливают на верхней площадке вышки, называемой наголовником. Это — неподвижный элемент талевой системы. Конструкция кронблока зависит от типа вышки, действующей нагрузки и объема спускоподъемных операций.

Шкивы кронблоков монтируют на подшипниках  качения на одной или двух соосно расположенных осях, установленных в опорах на раме либо не соосно. При не соосной схеме ось шкива, служащего для подвижной струны талевого каната, располагается перпендикулярно к оси остальных шкивов. Кронблоки с не соосным расположением шкивов применяют в мачтовых вышках в установках с буровой лебедкой, расположенной ниже пола буровой, для того чтобы подвижный конец каната не цеплял фермы мачты, или при использовании АСП с механизированной расстановкой свечей.

 

Талевые блоки

Талевый блок, являющийся подвижной частью талевой системы, предназначен так же, как и кронблок, для выполнения СПО и других работ, необходимых при бурении скважин.

 

 

 

В буровых установках применяют  талевые блоки двух видов: одноосные (все шкивы смонтированы на одной оси, укрепленной в боковых щеках) и соосные с двумя осями (две сборки шкивов смонтированы каждая отдельно, а между осями оставлено пространство для пропуска свечи). Талевый блок должен иметь минимальные габариты, особенно ширину, так как он движется внутри вышки в пространстве между пальцами магазинов с бурильными свечами, поэтому должно быть обеспечено минимальное безопасное расстояние между блоком и элементами вышки.

 

В талевых системах с применением  АСП используют двухсекционные талевые  блоки, между секциями 1 и 4 которых расположен желоб 2 с приемным конусом 3, направляющим талевый блок при его перемещении вдоль свечи. В нижней части щек вмонтированы две оси 5 для подвески траверсы 6. В траверсе установлен на упорном подшипнике стакан 7 со скобой-подвеской 8, имеющей проушины для штро- пов автоматического элеватора или вертлюга. Скоба-подвеска фиксируется защелкой.