Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Января 2014 в 11:25, курсовая работа
Создание машин, отвечающих потребностям народного хозяйства, должно предусматривать их наибольший экономический эффект и высокие технико-экономические и эксплуатационные показатели.
Основные требования, предъявляемые к создаваемой машине: высокая производительность, надежность, технологичность, ремонтопригодность, минимальные габариты и масса, удобство эксплуатации, экономичность, техническая эстетика. Все эти требования учитывают в процессе проектирования и конструирования.
СОДЕРЖАНИЕ
Создание машин, отвечающих потребностям народного хозяйства, должно предусматривать их наибольший экономический эффект и высокие технико-экономические и эксплуатационные показатели.
Основные требования, предъявляемые к создаваемой машине: высокая производительность, надежность, технологичность, ремонтопригодность, минимальные габариты и масса, удобство эксплуатации, экономичность, техническая эстетика. Все эти требования учитывают в процессе проектирования и конструирования.
Техническое задание на проект содержит общие сведения о назначении и разработке создаваемой конструкции, предъявляемые к ней эксплуатационные требования, режим работы, ее основные характеристики (геометрические, силовые, кинематические и др.).
Для современного периода развития нефтяной промышленности Российской Федерации характерна неблагоприятная геолого-технологическая структура запасов нефти, в которой доля традиционных (технологически освоенных) запасов составляет лишь 35 %. В то же время на долю трудноизвлекаемых запасов нефти (низкопроницаемые пласты, остаточные запасы, глубокопогруженные горизонты, высоковязкие нефти, подгазовые зоны) приходится 2/3, или 65 %.
Следует отметить, что крупнейшие месторождения, открытые в
60—70-х гг. XX века, в результате интенсивной эксплуатации значительно истощились. Обводненность продукции этих месторождений достигла
80—90% и более
Большинство буровых установок в парке оборудования ОАО «Татнефть» изготовлены в 80-х годах и нуждаются в обновлении, модернизации или замене.
Внедрение современных технологий привело к росту удельных затрат на бурение и требует глубокой модернизации существующего парка буровых установок нефтяной компании. Однако увеличение затрат очень быстро окупается значительно более высоким качеством бурения скважин.
Скважины, пробуренные с использованием современных технологий, как правило, имеют дебит в несколько раз превышающий дебит скважин, пробуренных по традиционной технологии.
Рост цен на бурение стимулирует буровых подрядчиков к совершенствованию технологии бурения и обновлению бурового оборудования.
В последние несколько лет в условиях резкого роста сервисного рынка нефтяная компания ОАО «Татнефть» активизировала закупки нового оборудования.
Машиностроительными заводами России, специализирующимися на проектировании и изготовлении бурового оборудования, было построено около 200 новых буровых установок, в том числе и мобильные буровые установки. Агрегаты большой грузоподъемности от 100 и более тонн применяются в основном для бурения и поэтому называются мобильными буровыми установками.
Инжиниринговыми службами разработаны новые конструкции буровых установок, приспособленных для проведения разведочного и эксплуатационного бурения в условиях российских месторождений нефти и газа.
В результате глубокой модернизации буровые установки оснащаются плавно регулируемым приводом, современными системами контроля и управления, системами автоматизации бурового процесса, экологически чистыми циркуляционными системами, новыми мощными буровыми насосами. Для персонала обеспечиваются безопасные и комфортные условия работы. Обновление оборудования позволяет практически в двое повысить производительность работ при бурении, и в значительной мере снизить величину удельной аварийности и травматизма в нефтяной промышленности.
Рост аварийности хотя и наблюдается, но в значительной меньшей пропорции, нежели рост объемов бурения, в абсолютных показателях снижается смертность персонала, вызванная аварийными ситуациями.
Буровые лебедки серии ЭТ – оригинальная разработка, представляющая собой размерный ряд лебедок грузоподъемностью от 125 до 500т, обес-печивающих эффективную работу по проведению спуско-подъемных операций и бурению.
Лебедки серии ЭТ имеют единую кинематическую схему и конструкцию, оснащены электроприводом постоянного тока, работающим по схеме "тиристорный преобразователь-двигатель".
Лебедки просты по устройству, компактны и их масса меньше лебедок с цепной трансмиссией.
Уникальная конструкция лебедок серии ЭТ позволяет отказаться от традиционных конструктивных элементов: цепной передачи, шинно-пневматических муфт, электромагнитного или гидродинамического тормоза, ленточного тормоза и рукоятки управления тормозом.
Конструктивные особенности и преимущества:
- зубчатая трансмиссия позволяет получить на подъемном валу "тихую" и "быструю" скорости. "Быстрая" скорость - для подъема и спуска бу-рильной колонны и порожнего элеватора, "тихая" скорость предназначена для работы с обсадной колонной и ликвидации аварий.
- многофункциональный привод: электродвигатель привода лебедки обеспечивает не только подъем, но и регулируемый спуск бурильных и обсадных колонн и порожнего элева-тора до полной остановки и удержания в неподвижном состоянии; регулируемая подача долота на забой в режиме регулятора подачи долота; при отказах в сети основного электроснабжения двигатель способен произвести подъем бурильных труб, работая от дизельной электростанции мощностью 200 кВт.
- дисковой тормоз включает в себя 2 диска, 2 системы привода - рабочую и аварийную. Тормоз с приводом от рабочего цилиндра используется для фиксации в неподвижном состоянии. Износ колодок и дисков практически исключен.
- барабан: на барабане выполнена нарезка и предусмотрена защита реборд кольцевыми накладками из износостойкой стали.
- бесконтактные уплотнения: особая конструкция уплотнена не только исключает протекание масла наружу, но и проникновение пыли и влаги внутрь корпуса трансмиссии; в уплотнении отсутствуют изнашиваемые детали типа манжет.
- дистанционное управление создает комфортные условия труда. Все управление практически сводится к управлению рукояткой командоаппарата системы управления двигателем. Бурильщик может работать в положении "сидя".
Буровые лебедки с цепной трансмиссией – основная функция лебедки - наматывание на барабан, сматывание с барабана и стопорение ведущей струны талевого каната при выполнении следующих операций технологического процесса строительства скважин:
- спуск и подъем буровых труб;
- спуск обсадных труб;
- подача инструмента на забой;
- передача вращения ротору при отсутствии индивидуального привода ротора;
- аварийный подъем инструмента.
Конструктивные особенности и преимущества:
- укомплектованы регулятором подачи долота на забой, который обеспечивает подъем и опускание вышки при монтаже и демонтаже буровой установки;
- конструкция лебедки позволяет осуществлять подъем бурильного инструмента с одновременным вращением ротора;
- переключение скоростей в коробке передач, включение и отключение вспомогательного тормоза, регулятора подачи долота производится посредством механизмов переключения;
Ленточный тормоз участвует в большом объеме спуско-подъемных операций, выполняемых буровой лебедкой в процессе проводки нефтяных и газовых скважин. Он состоит из тормозного рычага, расположенного на коленчатом валу, тормозных лент с фрикционными колодками и тормозного пневмоцилиндра. Пневмоцилиндр включается в работу, когда максимальное усилие бурильщика на тормозном рычаге составляет 250Н и более.
1. Максимальная нагрузка на крюке -1,25МН
2. Расчетный диаметр барабана - 0,55м
3. Оснастка талевой системы – 4 х 5
4. Диаметр тормозных шайб - 1,18м
5. Ширина тормозных лент - 0,24м
6. Допустимая удельная нагрузка
Натяжение набегающего на барабан лебедки каната при торможении sмак=0,8 ,а sмин=0,5 МПа.
Тормоз ленточный состоит из двух лент с двадцатью закрепленными на каждой ленте колодками из фрикционного материала. Сбегающие концы лент через втулки, оси, соединяются через шпонки с тормозным валом. Тормозной вал опирается на два подшипника.
Подшипники закрытого типа - со смазкой, дополнительная их смазка не требуется.
На кулачке имеется рычаг с проушиной для подсоединения тормозной яги с усилителем.
1- балансир; 2- опора; 3- цилиндр пневматический; 4- лента тормозная;
5- опора; 6- ограничитель передний; 7- планка; 8- шайба с упором;
9- палец; 10- держатель; 11- пружина; 12- тяга; 13- вал тормозной;
14- крышка кожуха
Рисунок 1 - Ленточный тормоз буровой лебёдки БУ 2000/125 ЭП
Набегающие концы тормозных лент через палец с шайбами, стяжку соединяются с балансиром. Стяжка имеет расточку под пружину, которая вставляется в стакан, вваренный в раму и при помощи стяжки, путем ее вращения, регулируется зазор между колодками лент и тормозными шкивами барабанного вала. Балансир при помощи оси связан шарнирно с опорой, которая крепится при помощи болтов и гаек к раме лебедки.
Стяжка с балансиром связана сферической поверхностью для выравнивания небольших перекосов |относительно балансира. Балансирный узел служит для выравнивания усилий между лентами и обеспечивает торможение одной лентой при обрыве другой.
Для правильной работы тормозных лент необходимо при регулировке зазоров между лентами и тормозными шкивами добиваться равенства зазоров между стяжкой и стаканом под пружину 5 мм, после регулировки тяга и стяжка должны быть законтрены гайкой.
Для регулировки зазора между колодками лент и тормозным шкивом в верхней части служит тяга, которая одним концом соединяется с рым-болтом на ленте, а другим через резьбовую втулку, шайбу, пружину тяги, стакан шарнирно с кронштейном, приваренным на кожухе лебедки. Вращая резьбовую втулку в ту или другую сторону добиваются равномерного зазора, после чего контрят гайкой.
Пневматический цилиндр представляет собой два последовательно соединенных пневмоцилиндра, разделенных диафрагмой. Нерабочие полости цилиндров сообщаются с атмосферой через дренажные отверстия.
Пневмоцилиндр рабочей системы торможения состоит из цилиндра, в котором перемещается поршень, уплотненный манжетой. К поршню болтами прикреплен шток, скользящий во втулке, запрессованной в цилиндре. Сжатый воздух от рабочей системы управления тормозом подводится через отверстие в полость перед поршнем.
Давление воздуха создает усилие, которое сжимает возвратную пружину и перемещает поршень и связанный с ним шток, вызывая затяжку тормозных лент. Тормозной момент, а, следовательно, и усилие на штоке и поршне, зависит от давления, которое создается краном тормозной тяги.
В ленточных тормозах к шкиву прижимается стальная лента, которую для увеличения силы трения и предотвращения износа покрывают асбестовой обкладкой. Принцип действия ленточного тормоза основан на законе трения гибкой нити.
Ленточные тормоза бывают простого, дифференциального и суммирующего типа.
В простом ленточном тормозеодин конец ленты прикреплен к станине, другой — к рычагу; замыкают тормоз грузом, размыкают - при помощи электромагнита.
При расчете ленточного тормоза исходной величиной является тормозной момент Tт, зная величину которого и приняв диаметр тормозного шкива, можно определить необходимое окружное усилие на шкиве, создаваемое силами трения между лентой и шкивом.
Для определения рабочего усилия К рассмотрим равновесие тормозного рычага и составим уравнение моментов сил, действующих на рычаг относительно его точки закрепления.
Когда тормозной шкив вращается в обратном направлении, силы натяжения So и Sт меняются местами и необходимое для создания тормозного момента Тт усилие К на рычаге увеличивается.
Это делает нецелесообразным применение простого ленточного тормоза для механизмов поворота и передвижения, когда требуется торможение в двух направлениях движения.
При определении давления на шкив тормоза необходимо иметь в виду, что натяжение ленты в разных точках дуги обхвата различно.
Ленточные тормоза на нагрев и износ проверяют так же, как и колодочные, по условной величине pv (v — окружная скорость на шкиве, м/с), а среднее давление р равно р = (Sт+S0)/DB.
Допускаемые значения pv для ленточных тормозов принимают меньше, чем для колодочных, вследствие худших условий охлаждения. Для стопорных ленточных тормозов pv ≤ 25 МПа•м/с, для спускных pv ≤ 15 МПа·м/с.
Лебедка устанавливается на раму, затем устанавливается барабанный вал, который крепится болтами с гайками, выставляются торцы звездочек, путем перемещения корпуса редуктора по пазам в раме (смещение и перекос торцов звездочек должен быть не более 0,8 мм).
Барабанный вал с одной стороны связан с ленточным тормозом.