В072400 – Технологические машины и оборудование нефтегазовой отрасли

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к дипломному проекту

 

 

специальность 5В072400 – Технологические машины и оборудование нефтегазовой отрасли

 

Алматы 2015

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

 

Казахский национальный технический университет имени К.И. Сатпаева

 

Горно-металлургический институт имени О.А. Байконырова

 

Кафедра Машины и оборудование нефтяной и газовой промышленности

ДОПУЩЕН К ЗАЩИТЕ

Зав. кафедрой

канд. техн. наук, профессор

_______Б.А. Мырзахметов

«___» _мая_2015 г.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к дипломному проекту

 

На тему: Проектирование конструкции кронблока грузоподъемностью

2500 кН

 

по специальности 5В072400 – Технологические машины и оборудование нефтегазовой отрасли

 

Выполнил Ергалиев А.

 

 

Рецензент: Научный

руководитель:

к.т.н. доцент

_________ ________Заурбеков С.А.

«___» мая 2015 г. «___» мая 2015 г.

 

Алматы 2015

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

 

Казахский национальный технический университет имени К.И. Сатпаева

 

Горно-металлургический институт имени О.А. Байконырова

 

Кафедра Машины и оборудование нефтяной и газовой промышленности

В072400 – Технологические машины и оборудование нефтегазовой отрасли

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой МОНГП

канд. техн. наук, профессор

________Б.А. Мырзахметов

«__» ноября 2014 г.

 

ЗАДАНИЕ

На выполнение дипломного проекта

Обучающийся: Ергалиев А.

Тема: «Проектирование конструкции кронблока грузоподъемностью 2500 кН»

Утверждена приказом ректора университета «____» ___________2014г.

Срок сдачи законченного дипломного проекта «20» апреля 2015г.

Исходные данные к дипломной работе: - грузоподъемность – 2500 кН;

Перечень подлежащих разработке в дипломном проекте вопросов:

а) В технической части проекта необходимо провести обзор существующих конструкций талевых систем и кронблоков.

б) В расчетной части проекта провести расчеты эксплуатационных нагрузок, основных конструктивных размеров и проверочные расчеты на прочность основных наиболее нагруженных элементов кронблока.

в) В специальном разделе на основе патентного поиска дать предложение по усовершенствованию конструкции кронблока.

г) В разделе охрана труда и техника безопасности рассмотреть вопросы охраны труда и техники безопасности работ буровой бригады.

д) В разделе охрана окружающей среды оценить степень вредного воздействия на окружающую среду от процесса бурения скважин.

е) В экономической части проекта провести расчеты ожидаемой экономической эффективности от внедрения разработанной усовершенствованной конструкции кронблока.

Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей): Общий вид кронблока; чертеж сборочных единиц (секция шкивов в сборе, шкив); предложение по усовершенствованию; деталировка; таблица с экономическим показателем.

Рекомендуемая основная литература:

1. Аваков В.А. Расчеты бурового оборудования. - М.: Недра, 1973. - 399 с.

2. Баграмов Р.А.Буровые машины и комплексы. Учебник для вузов. - М.:

Недра, 1988. - 501 с.

3. Справочник конструктора-машиностоителя. Под ред. В.И.Анурьева. – М.: Машиностроение, 1992.

ГРАФИК

подготовки дипломного проекта

Наименования разделов, перечень разрабатываемых вопросов	Сроки представления научному руководителю и консультантам	Примечание
Техническая часть проекта	16 февраля – 10 марта
Расчетная часть проекта	10 марта – 25 марта
Специальный раздел	25 марта – 05 апреля
Безопасность жизнедеятельности и охрана труда	05 апреля – 10 апреля
Охрана окружающей среды	01 апреля – 15 апреля
Экономическая часть проекта	01 апреля – 20 апреля

Подписи

консультантов и нормоконтролера на законченную дипломную работу

с указанием относящихся к ним разделов работы

Наименования разделов	Научн. руководитель, консультанты, И.О.Ф. (уч. степень, звание)	Дата подписания	Подпись
Охрана окружающей среды	С.А. Заурбеков к.т.н. доцент
Охрана труда и техники безопасности	Сатыбалдиева Н.К к.т.н. доцент
Экономическая часть проекта	Данабаева Д.И Старший преподаватель
Нормоконтролер	К.К. Нугуманов к.т.н. доцент

 

 

Научный руководитель ___________________________ Заурбеков С.А.

 

Задание принял к исполнению обучающийся __________ Ергалиев А.

 

Дата «____» ноября 2014 г.

 

СОДЕРЖАНИЕ

	Введение
	Техническая часть проекта
1.1	Обзор отечественных и зарубежных аналогов существующих конструкций талевых систем и кронблоков
1.2	Выбор и обоснование конструкции прототипа проектируемого кронблока
1.3	Особенности конструкции кронблока выбранного в качестве прототипа
	Расчетная часть проекта
2.1	Расчетное обоснование эксплуатационных нагрузок на проектируемое кронблока
2.2	Расчет основных конструктивных параметров и размеров проектируемого долота
2.3	Проверочные прочностные расчеты на прочность основных деталей кронблока
2.4	Специальный раздел
	Охрана труда и техники безопасности
3.1	Техника безопасности при бурении скважин
3.2	Источники опасности для персонала на буровой
3.3	Меры по обеспечению пожарной безопасности на буровой
3.3	Освещенность на рабочих местах бурения
3.4	Защита от шума и вибрации
3.5	Производственная санитария на буровой
3.5	Электробезопасность. Молниезащита
	Охрана окружающей среды
4.1	Характеристика объекта как источника выбросов
4.2	Общие природоохранные требования
4.3	Охрана атмосферы от загрязнения
4.4	Охрана и рациональное использование водных ресурсов
4.5	Охрана от загрязнения недр и поверхности
4.6	Охрана и рациональное использование земель
4.7	Мероприятия по охране недр в процессе разработки месторождения
4.8	Радиационная безопасность
	Экономическая часть проекта
5.1	Краткое описание экономической основы конструирования
5.2	Методика определения экономической эффективности
5.3	Амортизационные отчисления
5.4	Затраты на обслуживание оборудования
5.4	Затраты на вспомогательные материалы
5.5	Затраты на ремонт
5.6	Затраты на инструмент
5.6	Амортизация по сопутствующим капитальным вложениям
5.7	Эксплуатационные затраты
5.8	Приведенные затраты
	Заключение
	Список использованной литературы
	Спецификация

АҢДАТПА

Ұсынылған тапсырма бойынша бұл дипломдық жобада жобалау үшін ұқсас сыныпты шетелдік және отандық бұрғылау мезанизмдерінің элементеріне және кронблоктарының қолданылып жүрген конструкцияларына талдау келтірілген және конструкциясын жетілдірудің негізгі бағыттары анықталған. Ұсынылатын кронблокты жетілдіру, бұрғылауда көтеріп-түсіру операциясының тез әрі «верховой» жұмысшының жұмысын жеңіл болу нәтижесін көрсетті.

Есептеу бөлімінде кронблоктың параметрлерін жобалауға қажетті конструктивті есептеулер келтірілген.

Сонымен бірге техникалық қауіпсіздік, қоршаған ортаны қорғау мәселелері қарастырылған. Ұсынылған кронблоктың конструкциясының тиімділігі техника-экономикалық есептермен дәлелденген.

Жобаның түсіндірме жазбасы 6 бөлімнен, сызба бөлімі 5 А1 парақтарынан және оның сипаттізімінен тұрады.

АННОТАЦИЯ

В данном дипломном проекте для разработки рациональной кострукции кронблока предложенного согласно задания на дипломный проект, проведен детальный анализ существующих зарубежных и отечественных конструкций талевых механизмов, кронблоков, крюкоблоков и других элементов талевого механизма аналогичного класса, обоснован выбор прототипа и определены основные направления совершенствования конструкций.

В расчетной части приведен конструктивный расчет необходимых для проектирования параметров кронблока и проверочные расчеты на прочность.

Эффективность предлагаемой конструкции кронблока подтверждена технико-экономическими расчетами.

Пояснительная записка дипломного проекта состоит из 5 частей, графическая часть из 5 листов А1 и спецификации к ним.

 

 

ABSTRACT

In this capstone project for the development of rational design of the traveling block according to the proposed job the sis project, a detailed analysis of existing foreign and domestic construction machinery.Hook and traveling block, hook block and other elements of the traveling mechanism of the same class, justified the choice of the prototype and the mainareas for improvement structures.In order to improve design predlagaemooy introduced new technical solutions.

In the computational part is a meaningful calculation of the required design parameters.Also, given the issues of safety, environmental protection.
The effectiveness of the proposed construction of hookblock confirmed the technical and economic calculations.

The explanatory note of the degree project consists of six parts, the graphical part of the 5 sheets of A1 and specifications for them.

 

Утв.

Им.

Лист

№ докум.докум.

Подпись

Дата

Лит..

Лист

Листов

Dsgjk/

Провер.

Н.контроль

Ергалиев А.

Заурбеков С.А

Нугуманов Х.К..

Мырзахметов Б.

КазНТУ им. К.И. Сатпаева каф.МОНГП Кафедра МОНГП

у

ВВЕДЕНИЕ

За последние годы созданы новые образцы буровых машин и комплексов оказывающих заметное влияние на производительность буровых работ и ускорение темпа роста добычи нефти и газа. Успех бурения неразрывно связаны с новейшими научными разработками в области расчета и проектирования буровых машин, повышения их технического уровня и надежности.

Для закрепления достигнутых успехов необходимо постоянно расширять объем разведочного и эксплуатационного бурения путем дальнейшего повышения производительности буровых машин, механизации тяжелого ручного труда, оптимизации и автоматизации буровых работ.

Именно такой путь позволит обеспечить необходимый прирост объема буровых работ.

Сегодня Казахстан относится к государствам, обладающим стратегическими запасами углеводородов, которые оказывают влияние на формирование мирового рынка энергоресурсов. Республика занимает 13 место в мире по разведанным извлекаемым запасам нефти и газового конденсата, 15 –по запасам природного газа и 26 по уровню добычи углеводородного сырья.

Прогнозные запасы составляют 12 миллиардов тонн нефти и конденсата и около 3 трлн. м³ газа. К 2015году планируется довести добычу нефти до 80 миллионов тонн, что позволит занять одну из ключевых позиций среди производителей и экспортеров на евразийском пространстве. К настоящему времени в Казахстане образована мощная сырьевая база, добыча нефти ведется на западе и на юге страны, работают три нефтегазоперерабатывающих завода.

В условиях быстрых темпов разработки месторождений и добычи углеводородов, главным фактором является использование высокопроизводительных буровых установок и комплексов и самого современного на них оборудования.

Талевый механизм или талевая система - грузонесущая часть буровой
установки - представляет собой полиспаст, состоящий из кронблока и
талевого блока, огибаемых стальным канатом. Талевый блок снабжен крюком или автоматическим элеватором для подвешивания бурильной колонны и обсадных труб. В данном дипломном проекте рассматривается возможность усовершенствования элементов конструкции талевой системы спуско-подъемного комплекса буровых установок. В качестве проектной части рассматривается улучшение работы кронблока.

 

НМб.148.530.00.00.000

Выпол.

Проектирование конструкции кронблока грузоподъемностью 2500 кН

 

 

Техничесчкая часть проекта

Рисунок 1.1.Схема подъемного комплекса буровой установки

Рисунок 1.2. Развернутая схема и последовательность крестовой оснастки талевой системы

 

При параллельной оснастке ходовая струна располагается на одном из крайних шкивов кронблока, что ухудшает намотку каната из-за сравнительно большой разницы углов отклонения каната от плоскости вращения ходового шкива в крайних положениях каната на барабане лебедки. Опыт показывает, что при крестовой оснастке значительно уменьшаются раскачивание не нагруженного талевого блока при СПО, а также момент от сил упругости каната, вызывающей закручивание талевого блока.

 

 

Талевые блоки

 

Талевый блок – подвижная часть талевой системы при спуско-подъемных операциях, предназначены для работы в районах с умеренным климатом (тип БТН) и с умеренным и холодным климатом.

Талевые блоки всех типоразмеров (конструктивно отличающиеся друг от друга только числом канатных шкивов) представляют собой канатные шкивы, насаженные на роликоподшипниках на ось, неподвижно установленную в двух щеках, закрепленных гайкой. Канатные шкивы на оси отделены друг от друга распорными кольцами. Подшипники смазываются индивидуально через продольное и радиальное отверстие в оси. На торцах оси выходы продольного канала закрыты пробками. По аналогии с кронблоками канатные шкивы талевого блока имеют боковые крышки, предохраняющие от попадания грязи и вытекания смазки.

Односекционный талевый блок, представленный на рисунке 1.3, состоит из двух щек 1 с приваренными накладками, изготовленными из стального листа. Щеки, соединяемые траверсой 10 и двумя болтовыми стяжками 3, образуют раму талевого блока. Между траверсой и стяжками в щеках имеется расточка для оси 5 шкивов. Ось крепится в щеках двумя гайками 11, предохраняемыми от отвинчивания стопорной планкой 6. Шкивы 8 на оси талевого блока устанавливаются на подшипниках качения 7 подобно шкивам кронблока. Для предотвращения выскакивания каната из канавки шкивов на стяжках 3 закреплен нижний кожух 2. С наружной стороны шкивы закрываются кожухами с прорезями в верхней части, предназначенными для выхода каната.

В талевом блоке число шкивов на единицу меньше, чем в парном с ним кронблоке. В отличие от кронблока талевый блок не испытывает нагрузок от натяжений ходовой и неподвижной струн каната, поэтому грузоподъемность его меньше, чем кронблока. Масса талевого блока должна быть достаточной для обеспечения необходимой скорости его спуска, в связи с чем талевые блоки обычно массивнее кронблока, хотя число шкивов и грузоподъемность последних больше. Талевые блоки изготовляют одно- и двухсекционными. Они предназначены соответственно для ручной расстановки свечей и для работы с комплексом АСП. Двухсекционные талевые блоки при необходимости могут быть использованы для ручной расстановки свечей.

 

 

 

 

1 – щека; 2 – кожух нижний; 3 – стяжка; 4 – отверстие; 5 – ось; 6 – планка стопорная; 7 – подшипники качения; 8 – шкив; 9 – гайка; 10 – траверса

 

Рисунок 1.3. Односекционный талевый блок

Кожухи талевого блока изготовляются из листовой стали либо литыми. Предпочтительнее литые кожухи, обладающие большей массой, благодаря которой возрастает скорость спуска незагруженного талевого блока. На нижних вытянутых концах имеются отверстия для осей, соединяющих талевый блок непосредственно с корпусом крюка. Для соединения с крюками, имеющими штропы, талевые блоки снабжаются серьгой, которая находится в отверстиях кронштейнов, приваренных к нижним концам щек. Серьга талевого блоказаводится под штроп крюка и крепится в отверстиях кронштейнов при помощипальцев. Подшипники смазываются пружинными масленками через отверстия 4в оси шкивов талевого блока.

Двухсекционный талевый блок, представленный на рисунке 1.4, состоит из двух трехшкивных секций 2 и 5, соединенных желобом 3, который направляет талевый блок при его перемещении вдоль свечи.

 

1 – шкив; 2, 5 – секции; 3 – желоб; 4 – буфер резиновый; 6 – ось; 7 –траверса; 8 – валик; 9 – скоба-подвеска; 10 – кожух шкивов; 11 – кожух дополнительный; 12 – устройство стопорное; 13 – подшипник качения; 14 - стакан

 

Рисунок 1.4. Двухсекционный талевый блок

 

Для расстановки свечей на два подсвечника, расположенных у противоположных граней буровой вышки, вместо желоба используется поворотная муфта. Установка шкивов 1 на осях, крепление осей в щеках каждой секции, смазка подшипников и их предохранение от загрязнения, а также кожухи 10 шкивов выполнены по аналогии с ранее рассмотренными конструкциями кронблоков и талевых блоков.

В щеках секций талевого блока установлены две параллельные оси 6 для подвески траверсы 7. Одновременно оси 6 служат для жесткого соединения секций талевого блока. В траверсе установлен стакан 14 на упорном шарикоподшипнике 13. К стакану на двух валиках 8 подвешена скоба-подвеска 9 с проушинами для штропов автоматического элеватора, используемого в ком­плексе АСП. При ручной расстановке свечей в проушины скобы 9 подвешиваются петлевые штропы для работы с обычными элеваторами. В процессе бурения скоба используется для подвески вертлюга. Положение скобы фиксируется замком 12.

В отличие от талевых блоков, используемых для ручной расстановки свечей, в рассматриваемой конструкции имеются дополнительный кожух 11 для защиты от возможных ударов и резиновый буфер 4, на который при подъеме талевого блока ложится центратор комплекса АСП. В других конструкциях двухсекционных талевых блоков щеки каждой секции соединяются осями, на которых устанавливаются специальные подвески с проушинами для штропов автоматического элеватора или трехрогого крюка (У4-300, УТБА-6-400).

Техническая характеристика талевых блоков приведена в таблице 1.1

 

Таблица 1.1 - Основные технические характеристики талевых блоков

Параметры		БУ- 75Бр	КБ5- 185Бр	КБА 6-200	УКБА 6-250	УКБА 6-270	УКБА 7-320	УКБА 7-400-1	УЗ-	УКБА 7-500
Грузоподъемность	кН
Макснатяжениеходовойструны	кН
Числоканатныхшкивов	шт
Диаметршкивов - наружный - оси	мм
Диаметрканата	мм
Номерподш..шкивов					97744Л		97744ЛМ	7097152М
Размерыподшипников	мм		170 х 310 х	170 х 310 х	220 х 340 х 100	220 х 400 х 65	220 х 340 х	260 х 400 х	260 х 400 х	380 х 520 х
Продолжение таблицы 1.1
Габ. кронблока: - высота - длина - ширина	мм
Масса	кг

Рисунок 1.5. Шкив талевых механизмов

 

 

Рисунок 1.6. Механизм для крепления неподвижного конца талевого каната

На рычаге установлены коническийбарабан 6 и зажимы 3 для крепления талевого каната 5. Благодаря вращениюконического барабана в подшипнике 10, расположенном на оси 9, канат безскольжения, легко и быстро перемещается по барабану, что позволяетсократить время, задалживаемое на смену и перепуск каната. Планки 12,закрепленные на рычаге, удерживают витки каната от перехлестыванияпри вращении барабана.

После смены и перепусков каната барабан жестко соединяется с рычагом при помощи стопорного пальца 11, а свободный конец каната крепится в зажимах 3. В результате этого образуется рычаг, относительно оси 7 которого на плече а действует движущая сила S_H от натяжения неподвижной струны каната, а на плече b — сила Рq сопротивления, воспринимаемая датчиком веса 2, установленным между рычагом и станиной.

По условию равновесия действующее на датчик усилие уменьшается пропорционально отношению плеч рычага:

 

Рq = S_Ha/b (1.6)

 

Перенос места установки датчика веса с неподвижной струны каната в устройство для крепления ее позволяет ускорить смену и перепуск каната за счет устранения операций, связанных со снятием и установкой датчика веса (выполняемых в случае его расположения на неподвижной струне).

В результате этого образуется рычаг, относительно оси 7 которого на плече а действует движущая сила SH от натяжения неподвижной струны каната. Перенос места установки датчика веса с неподвижной струны каната в устройство для крепления ее позволяет ускорить смену и перепуск каната за счет устранения операций, связанных со снятием и установкой датчика веса (выполняемых в случае его расположения на неподвижной струне). С увеличением кратности оснастки уменьшаются усилия в струнах каната и пропорционально возрастает длина каната, необходимая для подъема талевого блока на заданную высоту.

При снижении усилий в струнах каната можно уменьшить его диаметр и соответственно диаметры барабана лебедки и шкивов талевого блока и кронблока. При параллельной оснастке ходовая струна располагается на одном из крайних шкивов кронблока, что ухудшает намотку каната из-за сравнительно больщой разницы углов отклонения каната от плоскости вращения ходового шкива в крайних положениях каната на барабане лебедки.

Номера струн каната, в которых располагается рассматриваемое сечение каната, определяются из условия его одинаковой удаленности от неподвижной струны до и после перемещения талевого блока.

Наименьшее число перегибов имеют участки, граничащие с неподвижной и ходовой струнами и расположенные на последних витках каната при опущенном талевом блоке.

Техническая характеристика устройств для крепления неподвижного конца талевого каната, используемых в отечественных буровых установках, приведена в таблице 1.2

 

Таблица 1.2 - Техническая характеристика устройств для крепления неподвижного конца талевого каната

 

Буроваяустановка	Диаметр барабана, мм	Допускаемаянагрузка, кН	Размеры, мм	Масса, кг
	Надатчик	набарабан	длина	ширина	высота
БУ3000БД БУ3000БУ-1
БУ4000ДГУ БУ4000ЭУ
БУ6500ДГ БУ6500Э
БУ300ДЭ БУ300Э

 

 

Крюки и специальныеподвески

 

Крюки и другие специальные подвески, присоединяемые к талевому блоку, предназначены для:

- подвешивания вертлюга и бурильной колонны при бурении скважины;

- подвешивания с помощью штропов и элеватора колонн бурильных и обсадных труб при спуско-подъемных операциях;

- подвешивания и перемещения на площадке буровых тяжелого оборудования при монтажно-демонтажных работах и инструмента при бурении скважины.

Крюки используются при ручной расстановке свечей. При работе с комплексом АСП крюки заменяются специальными подвесками. В современных буровых установках применяются трехрогие крюки, отличающиеся грузоподъемностью. Конструкции буровых крюков существенных различий не имеют.

Крюк (рисунок 1.7) состоит из литого корпуса 9 и собственно крюка 12. В трехрогих крюках основной рог 1 используется для подвешивания вертлюга, а два боковых рога 13 – для штропов элеватора. Корпус соединяется с крюком при помощи ствола 11, установленного в полом стакане 10 на пружинах 6, затянутых гайкой 5. Стакан опирается на упорный шариковый подшипник 7 и может поворачиваться относительно корпуса. Гайка ствола имеет продольные пазы под направляющие планки, приваренные к верхнему торцу стакана. Благодаря этому вместе со стаканом поворачивается ствол с крюком, что позволяет предохранить талевый канат от закручивания при поворачивании крюка.

По заявке заказчика ключ может быть дополнительно укомплекто-ван: реактивной тягой, стойкой реактивной тяги, амортизатором, гидроцилиндром манипулятором.

 

 

1 – основной рог; 2 – подпружиненная защелка; 3 – стопорное устройство;

4 – стопор; 5 – гайка; 6 – пружина; 7 – подшипник; 8 - оси;9 – литой корпус;

10 – полый стакан;11 – ствол;12 – крюк;13 – два боковых рога

Рисунок 1.7. Крюк трехрогий

 

В процессе бурения крюк относительно корпуса фиксируется стопором 4, вмонтированным в полухомуты стопорного устройства 3, неподвижно закрепленного в наружной кольцевой проточке нижней части стакана. От самоотвинчивания ствол предохраняется стопорной планкой 14, установленной в радиальных пазах ствола. Пружина 6 состоит из двух секций и работает на сжатие. Ход пружины и ее грузоподъемность при выбранном ходе обеспечивают необходимый при отвинчивании приподъем свечи на высоту замковой резьбы. При нагрузках, превышающих вес одной свечи, пружина сжимается до упора торцов гайки стакана. В крюках КТБ-4-140Бр вместо ствола используются безрезьбовые подвески.

Собственно крюки изготавливаются литыми из высокопрочных стальных отливок либо пластинчатыми из легированной термически обработанной листовой стали. Пластинчатые крюки впервые были использованы в буровых установках Уралмашзавода.

Основные технические характеристики отдельных крюков российского производства приведены в таблице 1.3.

 

Таблица 1.3 – Крюки российсокго производства

 

№	Наименование		УК-225	У5-300	КТБ-4-140 Бр
	Грузоподтьосновногорога	кН
	Грузоподъстьбоковыхрогов	кН
	Подвеска крюка к талевому блоку		блочная	двапетл-х штропа	блочная
	Типрезьбыствола		специаль-ная	Трапеце-идальная	безрезьбы
	Диаметр: - резьбыствола - оси - зевакрюкаподвертлюг - зевабоковыхрогов	мм	180х20	220х20
	Номерупор. шарикоподшка
	Рабочийходпружины	мм
	Грузоподътьпружиныкрюка - в началерабочегохода - привыбранномходепружины	кН		122,5

Проектируемого кронблока

Кронблоки устанавливают на наголовнике буровых вышек. Они являются неподвижной частью талевого механизма. Конструкции кронблоков зависят от типа используемых вышек и различаются по числу шкивов, грузоподъемности и конструктивной схеме.Шкивы кронблока вращаются на неподвижных осях, расположенных соосно, как показано на рисунке 1.8, а, б, в, либо несоосно – рисунок 1.8, г, д. При несоосной схеме ось шкива, используемого для ходовой струны талевогоканата, располагается перпендикулярно к осям остальных шкивов. Несоосное расположение шкивов обусловлено схемой оснастки талевого механизма, обеспечивающей возможность перемещения талевого блока вдоль свечи при использовании комплекса АСП для механизированной расстановки свечей. Число шкивов и грузоподъемность кронблоков выбирают в зависимости от допускаемой нагрузки на крюке.

По конструктивной схеме исполнения кронблоки подразделяются на:

- кронблоки с соосно расположенными осями, на которых вращаются шкивы;

- кронблоки с не соосно (перпендикулярно) расположенными осями, на которых вращаются шкивы.

Кронблоки с не соосной схемой расположения шкивов, используются при оборудовании буровой установки комплексом АСП для механизированной расстановки свечей бурильной колонны. При осуществлении спуско-подъемных операций (СПО) с использованием комплекса АСП, талевый блок перемещается вдоль свечи подвешенной над устьем скважины, что определяет схему оснастки талевой системы и шкив кронблока расположенный перпендикулярно к осям других шкивов используется для ходовой струны каната.

По числу шкивов и грузоподъемности кронблок выбирают в зависимости от допускаемой нагрузке на крюке.

Двухсекционный кронблок с соосным расположением шкиво состоит из рамы в разъемных опорах которой установлены две секции шкивов. Подвесной блок используется для проведения вспомогательных работ.

Каждая секция состоит из оси, на которой установлены шкивы, вращающиеся на сдвоенных роликовых или конических роликовых подшипниках качения. Трение между шкивами вращающимися с различной частотой, предотвращается путем установки на оси между соседними шкивами распорных колец. В оси секции имеются продольные каналы для смазки подшипников каждого шкива. Для сохранения смазки и защиты подшипников от загрязнения на ступицах каждого шкива устанавливаются фланцевые крышки. Осевые зазоры подшипников регулируются гайкой. Секции шкивов закрываются кожухами, при этом надо учитывать, что зазор между шкивами и кожухом не должен превышать 0,15 диаметра каната.

В процессе эксплуатации шкивы и подшипники кронблока изнашиваются неравномерно, наибольшему износу подвержены подшипник и шкив огибаемый ходовым концом каната и соседние с ним быстровращающиеся шкивы. В связи с этим, для обеспечения равномерности износа, необходимо в процессе эксплуатации производить разворот каждой секции на 180о или осуществлять перестановку их местами, если количество шкивов в секциях одинаковое.

 

 

а, б, в – соосное расположение шкивов; г, д – несоосное расположение шкивов

 

Рисунок 1.8. Конструктивные схемы кронблоков

 

 

Прототипа

 

Рисунок 1.9. Кронблок

 

Шкивы и подшипники кронблоков изнашиваются неравномерно. Опыт показывает, что наибольшему износу подвергаются подшипники и канавки шкива, огибаемого ходовой струной талевого каната, и соседних с ним быстровращающихся шкивов. Секционное расположение шкивов позволяет обеспечить их равномернее изнашивание путем поворота каждой секции на 180° либо их перестановки, если число шкивов в секциях одинаковое. Благо­даря этому увеличивается срок службы кронблока.

Секции шкивов закрываются кожухами. Для предотвращения выскакивания каната из канавки шкива зазор между шкивами и кожухом не должен превышать 0,15 диаметра каната. При больших зазорах канат может соскочить и оказаться затянутым между смежными шкивами. В результате этого часть рабочих струн разгружается, а из-за перегрузки оставшихся в работе струн может произойти обрыв каната.

Между подшипниками соседних шкивов на оси имеются распорные кольца 7, благодаря которым исключается трение ступиц смежных шкивов, вращающихся с различной ча­стотой.

Между наружными кольцами роликоподшипников в ступицах шкивов устанавливаются разрезные пружинные кольца 3, а на оси — распорные кольца 5 с проточкой и отверстиями для выхода смазки к подшипникам. Через масленки 11, продольные 8 и радиальные 6 отверстия в оси смазка подается ручным насосом в полость между кольцами 3 и 5 подшипников шкива.

Секция кронблока представлена на рисунке 1.10, состоит из оси 1, на которой установлены шкивы 4, вращающиеся на подшипниках качения 2.

 

 

 

5 – кольца; 4 – шкив; 6 – отверстие радиальное; 7 – кольцо распорное; 8 – отверстие осевое; 9 – крышка фланцевая; 10 – винт; 11 – масленка; 12 – гайка

 

Рисунок 1.10. Секция кронблока

 

В зависимости от грузоподъемности кронблока шкивы устанавливают на двух роликовых либо сдвоенных подшипниках с коническими роликами. Последниеимеют общее наружное кольцо и два внутренних. Между подшипниками соседних шкивов на оси имеются распорные кольца 7, благодаря которым исключается трение ступиц смежных шкивов, вращающихся с различной ча­стотой. Между наружными кольцами роликоподшипников в ступицах шкивов устанавливаются разрезные пружинные кольца 3, а на оси — распорные кольца 5 с проточкой и отверстиями для выхода смазки к подшипникам.

Через масленки 11, продольные 8 и радиальные 6 отверстия в оси смазка подается ручным насосом в полость между кольцами 3 и 5 подшипников шкива.

Для сохранения смазки и защиты подшипников от загрязнения используются фланцевые крышки 9, закрепленные на ступицах шкивов.В других конструкциях для этого используются лабиринтные уплотнения, состоящие из колец, запрессованных в ступицу и входящих в кольцевой паз ступицы соседнего шкива. Осевые зазоры подшипников регулируются гайкой 12, предохраняемой от отвертывания винтом 10 либо стопорной шайбой.

Кронблок имеет несколько свободно вращающихся на осях канатных роликов, воспринимающих нагрузку от талевого блока.

Назначение:

- поддержание на весу инструмента или обсадных труб; - спускоподъемные и технологические операции при проходке скважин.

Секции шкивов состоят из осей, установленных на подшипниках, зажатых на оси, законтренных винтом, с последующей установкой шплинтов в паз гайки. Сверх