Расчет показателей надежности буровой лебедки ЛБУ – 1200

Министерство образования  и науки Российской Федерации

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

в г. Октябрьском

Кафедра нефтепромысловых машин и оборудования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине «Основы надежности и технические измерения»

на тему «Расчет  показателей надежности буровой  лебедки ЛБУ – 1200»

 

КЛУШ 411100 000 ПЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент гр. МП 10 - 11		Р.Р. Ситдиков
Руководитель  ст. преподаватель		Р.Г. Хабибуллина

 

г. Октябрьский

2013

 

 

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………... 4

1. Назначение, краткая характеристика буровой лебедки ………………….. 5

2. Данные по работе и отказам ……………………………………………….…. 7

3. Проверочные расчеты ……………………………………..…….…………. 10

3.1 Расчет  показателей надежности буровой  лебедки …………..…….. 11

4. Монтаж и  эксплуатация буровой лебедки …………….…………………... 15

4.1 Правила эксплуатации  буровой лебедки ……………………………... 15

4.2 Монтаж буровой лебедки …………………………………………….... 17

4.3 Анализ ремонтопригодности  буровой лебедки ……………………… 20

4.4 Последовательность  операций при ремонте буровой лебедки ……. 23

4.5 Технология  ремонта  подъемного вала буровой  лебедки …………. 27

4.6 Требования, предъявляемые к отремонтированным лебедкам …… 32

4.7 Мероприятия по повышению  надежности буровой лебедки ……..… 34

4.8  Проверочный расчёт на прочность вала буровой лебедки ………… 35

Заключение ……………………………………………………………………..... 37

Список использованной литературы ………………………………………… 38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Буровые лебедки относятся  к главным агрегатам бурового комплекса, определяющим эффективность  бурения. Следует учитывать, что  они используются как при спуско-подъемных  операциях, так и при разбуривании забоя скважины.

К основным технологическим  функциям лебедки относятся: поддержание  заданной нагрузки на долото и подача бурильной колонны при разбуривании забоя скважины; наращивание колонны по мере углубления скважины;

подъем на поверхность  и спуск в скважину бурильной колонны для смены долот, забойных двигателей и извлечения керна; спуск колонны обсадных труб при креплении скважины; спуск и подъем на трубах контрольно-измерительных приборов и ловильного инструмента  при  испытаниях и освоении скважин, ликвидации прихватов и других аварий в скважине.

Лебедки должны отвечать требованиям технологии бурения  и удовлетворять условиям их эксплуатации. Мощность и тяговое усилие их должны быть достаточными для выполнения наиболее тяжелых технологических операций. Скорости подъема и спуска должны обеспечить безаварийность, экономичность и высокую производительность при спуско-подъемных операциях. Для транспортировки в собранном виде габариты и масса лебедок должны соответствовать нормам, установленным правилам перевозок железнодорожным транспортом. Необходимо учитывать, что габариты лебедки ограничиваются площадью буровой и проходами, необходимыми для безопасного обслуживания лебедки и других механизмов. Следует особо выделить требования к их надежности, долговечности и ремонтопригодности.

 

 

 

 

1. Назначение, краткая характеристика буровой лебедки

Буровые лебёдки  выполняют следующие функции: натяжение  и наматывание на барабан ведущей струны каната талевой системы при подъеме, сматывание каната при спуске бурильных и обсадных колон и ненагруженного крюка с элеватором, как во время СПО, так и бурения, при наращивании, подаче и других операциях.

Лебёдка должна осуществлять регулирования скорости спуска и  полную остановку крюка на всей длине его хода; натяжение вспомогательного каната при свинчивании и развенчивании колонн (при отсутствии специальных ключей), при подъеме и спуске грунтоносок и подъем различных грузов, оборудования и вышек в процессе монтажа и демонтажа установок. В некоторых конструкциях лебедка служит для передачи вращения ротору.

Спуск и подъем бурильных  колон производят много раз, все  операции повторяются систематически в строго определенной последовательности, а нагрузки на лебедку при этом носят циклический характер. При подъеме крюка мощность подводится к лебедке от двигателей, а при спуске, наоборот, тормозные устройства должны преобразовать освободившуюся энергию в теплоту. Для лучшего использования мощности во время подъема крюка с переменной по величине нагрузкой приводы лебедки должны быть многоскоростными.

Управление лебедкой сосредоточено  на посту бурильщика, который расположен на буровой площадке. Управление ленточным тормозом производится вручную, дистанционно с помощью механизма управления тормозом. Для правильной укладка талевого каната на барабан лебедка служит стабилизатор. В качестве вспомогательного тормоза на лебедке применяют электромагнитный порошковый тормоз TЭП-45, он же используется как регулятор подачи долота.

Лебедка, вспомогательный  привод лебедки, привод лебедки устанавливаются на рамы-секции основания. Все рамы-секции конструктивно выполнены таким образом, что с установленным на них оборудованием они удобны для транспортирования мелкими блокам.

 
Рисунок 1.1 - Лебедка буровая ЛБУ-1200 и ЛБУ-1200К

Таблица 1.1 - Технические характеристики

Показатель	ЛБУ-1200	ЛБУ-1200К
Максимальная  грузоподъемность, т	250	200
Расчетная мощность на входном валу, кВт	710	645
Диаметр талевого каната, мм	32	28
Число струн талевой системы (оснастка)	10(5x6) / 12(6x7)	10 (5x6)
Число скоростей вращения подъемного вала	5	6
Размеры подъемного барабана (диаметр / длина), мм	800/1300	650/840
Тормозная система	Ленточный тормоз с балансиром
Тормоз  вспомогательный	гидродинамический	электромагнитный
Размеры тормозного шкива (диаметр / длина), мм	1450 / 250	1180 / 250
Привод  дополнительный
Цепи	2Н-50,8	ПР-12,7-1820-1
Муфты	2МШУ-1070	МШУ-10702
Размеры, длина × ширина × высота, мм	7250 × 3545 × 2865	5750 × 3181 × 2598
Масса, кг	26548	23440

2. Данные по работе и отказам

В процессе работы буровой лебедки износу подвергаются колодки ленточного тормоза и шинно-пневматических муфт, втулочно-роликовые цепи, шинно-пневматические муфты, тормозные шкивы барабана, цепные колеса и подшипники. Поэтому при работе буровой лебедки необходимо вести особое наблюдение за состоянием перечисленных деталей.

 

Таблица 2.1 - Неисправности  лебедки и способы их устранения

Неисправность	Возможная причина	Способ устранения
Талевый блок на подъем идет с остановками.	Попадание масла под муфту МШУ-10702	Устранить причины попадания масла и вытереть насухо шкив
Ротор при вращении замедляет ход.	Неисправность      воздушной сети.	Выявить   и   устранить неисправность.
Не включается барабан или ротор.	Чрезмерная  нагрузка.	Соединить  аварийными пальцами муфту со шкивом.
Порожний талевый блок медленно идет вниз.	Колодки   тормоза   не отходят    от    тормозных шкивов Колодки трутся о реборды  шкивов. Кожух,  защищающий муфту от масла, прижат к баллону муфты.	Немного отпустить тормозные ленты и отрегулировать их оттяжками. Правильно   установить колодки на лентах, отогнуть кожух от муфты,  создать между  ними достаточный зазор.
Не включаются кулачковые муфты.	Отвинтились       болты на хомутах. Заело кулачковую муфту.	Довинтить болты и затянуть. Постепенно    расходить муфту, по возможности зачистить и хорошо смазать.
Тормозной рычаг доходит до крайнего положения и не тормозит.	Износ колодок тормоза. Попадание   масла   на тормозные шкивы.	Подтянуть тормозные ленты. Устранить причину попадания  масла. Удалить масло со шкивов.
Продолжение Таблицы 2.1
Неисправность	Возможная причина	Способ устранения
Не включается пневмоцилиндр ленточного тормоза.	Разрегулировались тяги     для     включения крана машиниста. Неисправен   кран машиниста.	Отрегулировать      тяги включения. Заменить кран, выпустив  воздух из  цилиндра.
Трансмиссия ротора вращается при невключенных  муфтах  МШ-500	Кожух,   защищающий муфту от масла, прижат к баллону муфты.	Отогнуть кожух от муфты,  создать между  ними достаточный зазор.
Фрикционная катушка не дает обратного хода при растормаживании.	Ленты не отходят от тормозных шкивов.	Заново отрегулировать ленты, обеспечив максимальный отход их от шкивов.
Для поднятия груза фрикционной катушкой требуется большое усилие, катушка не удерживает груз на весу.	Попадание масла под ленты.	Устранить причину попадания масла. Удалить масло со шкивов и лент.
Масло к цепным передачам не поступает.	Засорились брызгала, не работает масляный насос.	Установить причину. Если засорились брызгала,  вывернуть пробки, прочистить брызгала.
Подшипники нагреваются свыше 70 °С.	Отсутствие смазки, загрязнение, износ подшипника.	Промыть подшипник, заправить свежей смазкой. Если перегрев будет продолжаться, то заменить подшипник.

 

 

 

Таблица 2.2 – Возможные неисправности гидравлического тормоза и способы их устранения

Неисправность	Характерный признак	Возможная причина	Способ устранения
Недостаточный тормозной момент.	Из пробных кранов не течет вода.	Мало воды	Открыть водопровод и заполнить холодильник до нужного пробного крана.
	Из сливной трубы идет пар.	Вода перегрелась.	Сменить воду или работать на проточной воде.
Нарушилась центровка.	Корпус гидравлического тормоза раскачивается	Плохая центровка.	Центрировать гидротормоз заново.
		Перетянуты или ослаблены фундаментные болты рамы лебедки.	Проверить затяжку фундаментных болтов и центрировать гидравлический тормоз заново
Изношены севанитовые кольца.	Из дренажных отверстий обильно течет вода.	Недостаточная смазка.	Сменить севанитовые кольца.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.Проверочные расчеты

 

3.1 Расчет показателей надежности буровой лебедки

Наработка до отказа буровой лебедки ЛБУ-1200 в часах по данным Уфимского УБР:

166, 147, 151, 133, 151, 176, 170, 172, 184, 141, 138, 175, 202, 173, 149, 142, 130, 149,149, 144, 171, 153, 176, 131, 157, 133, 154, 178, 133, 194, 188, 138, 139, 166, 145, 160, 132, 157, 172, 143, 184, 157, 141, 124, 156, 140, 201, 156, 232, 149, 139, 154, 214, 154, 173, 188, 133, 177, 144, 221, 138, 157, 134, 163, 144, 158, 143, 179, 122, 174, 151, 159, 140, 182, 216, 207, 212, 199, 202, 181.

n=80

Найдем число интервалов:

          (3.1)

   Определим величину одного интервала:

  (3.2)

где t_max, t_min – соответственно наибольшее и наименьшее значения случайной величины.

При составлении статистического  ряда для каждого интервала подсчитывают:

n_i – количество значений случайной величины в i-ом интервале;

p_i=n_i/n – частность (опытная вероятность) в i-ом интервале;

f(t)=p_i/Dt – эмпирическую плотность вероятности;

F(t)=S(n_i/n) – эмпирическую вероятность отказов.