Техническая характеристика крюков

Цель работы

Целью работы является ознакомление с конструкциями ремонтных агрегатов, изучение методики расчета и выбор агрегата, оборудования и талевой оснастки по результатам расчетов.

Задание

1. Произвести расчет грузоподъемности и выбрать подъемник (подъемную установку, комплекс подъемного оборудования) для ремонта скважины. Исходные данные по вариантам изложены в табл. 1.1 и 1.2.

2. Определим максимальную, вертикальную нагрузку, действующую на вышку.

3. Произвести расчет талевой оснастки, выбрать схему и талевый канат.

4. Выбрать оснастку талевой системы, изобразить схему талевой системы.

5. Определить допустимую глубину спуска колонны НКТ с учетом выбранной оснастки.

Исходные данные:

Таблица 1.1

№ Задания	Пластовое давление, МПа	Интервал продуктивного пласта, м	Ожидаемый дебит, т/сут	Проектная глубина, м
	23,7	2280-2300

Таблица 1.2

№ задания	Диаметр эксплуатационной колонны, мм	Диаметр НКТ, мм	Плотность раствора в скважине, кг/м3
		73*5,5

Таблица 3

Размеры труб гладких высокогерметичных и муфт к ним – НКТ (мм)

Условный диаметр трубы	Трубы	Муфты
Наружный диаметр D	Толщина стенки S	Внутренний диаметр d	Масса 1 м, кг	Наружный диаметр Dм	Длина Lм	Масса, кг
	73,0	5,5	62,0	9,2	88,9		2,5
7,0	59,0	11,4

1. Определяем вес колонны насосно-компрессорных труб, спускаемых в скважину:

При l=8м.

Переведем вес 1м нкт и муфт в Н:

Qнкт = 9,2*9,81 = 90,252 Н

Qм = 2,5*9,81 = 24,525 Н

Gкр = 90,252*2350+24,525*(2350/8) = 219296 Н =219,3 кН.

2. Определяем статическую нагрузку, действующую на крюк, с учетом облегчения веса труб в буровом растворе:

, при К = 1.3, ρм =7850

Ркр = 1,3*219,3*(1-1130/7850) = 244048 Н = 244 кН

Исходя из максимальной нагрузки на крюке, которая составляет 244 кН, для производства ремонтных работ в данной скважине в первом приближении выбираем подъемный агрегат типа АзИНмаш–37А, смонтированный на автомобиле КрАЗ–255Б и оборудованной вышкой–мачтой грузоподъемностью 32 т. Так же выбираем кронблок КБЭ-32, талевый блок БТЭ-32 и крюк КрЭ-32, которые имеют грузоподъёмность 32т.

Таблица 4

Краткая техническая характеристика передвижных агрегатов и установок для ПРС

Технические данные	Установки
УПТ1-50	АзИНмаш–37А	А–50М	КОРО1-80
Транспортная база	Трактор Т130МГ	Автомобиль КрАЗ–255Б	Автомобиль КрАЗ–257	Автомобиль МАЗ–537
Мощность привода, кВт	117,6	176,5	176,5
Предельная глубина ПРС, м
Грузоподъемность, т
Максимальное натяжение каната, кН
Талевая система	3 × 4	2 × 3	3 × 4	4 × 5
Высота вышки, м
Лебедка	Однобарабанная	Двухбараб.	Однобараб.
Вместимость барабана, м канат Ø 25 мм Ø 15 мм Ø 13 мм	—	—	—
Число скоростей прямых обратных
Автоматический ключ	2ПР–2ГП	АПР–2ГП АШК-Т	АПР–2ГП	АПР, АШК
Ротор	—	—	Р – 360	Р - 360
Насос	—	—	9МГР	15ГР
Масса, т		20,4	22,1	109,45

Таблица 5

Техническая характеристика кронблоков

Параметры	КБЭ-20	КБЭ-32	КБЭУ-50	КБЭ-80
Грузоподъемность, т
Число шкивов
Диаметр шкивов, мм
Диаметр каната, мм	18,5	22,5	25,0	28,0
Масса, кг

Таблица 6

Техническая характеристика талевых блоков

Параметры	БТЭ-20	БТЭ-32	БТЭ-50	БТЭ-80
Грузоподъемность, т
Число шкивов
Диаметр шкивов, мм
Диаметр каната, мм	18,5	22,5	25,0	28,0
Масса, кг

Таблица 7

Техническая характеристика крюков

Параметры	КрЭ-20	КрЭ-32	КрЭ-50	КрЭ-80
Грузоподъемность, т
Диаметр зева рога, мм
Просвет серьги, мм
Усилие пружины при рабочей нагрузке, кН	2,0	3,0	3,0	15,0
Длина хода пружины, мм
Масса, кг	89,5	172,4

3. Рассчитаем вес талевой системы:

при qкб=3826Н, qтб =1844Н, qкр=1691Н.

Ртс = 3826+1844+1691 = 7361Н = 7,4кН.

4. Число рабочих струн оснастки талевой системы определим по формуле

при nтс=0,88

N= 244/85*0,88 = 3

Согласно расчету и выбранному агрегату принимаем оснастку 2×3 с креплением неподвижного конца талевого каната диаметром 13 мм к серьге в основании вышки (число рабочих струн – n = 4).

5. Определим допустимую глубину спуска колонны НКТ с учетом выбранной оснастки:

при q’ = Gкр/L= 219296/2350 = 93,32 Н = 0,09 кН.

Lдоп = (85000*(1.03⁴-1))/(93.32*1.03⁴*(1.03-1)) = 3385.78 м.

Таким образом, при выбранной нами оснастке 2×3 можно проводить работы в скважине с насосно-компрессорными трубами диаметром 73 мм до глубины 3385,78 м, что более чем на 30% превышает проектную глубину скважины, составляющую 2350 метров.

6. Определим натяжение ходового и неподвижного концов, а также натяжение рабочих струн талевого каната:

где Р_об – вес поднимаемого оборудования (якоря и отсекателя Р_об = 8,0 кН).

Рхк = (244+8)*(((1,03⁴*(1,03-1))/(1,03-1)) = 67,81 кН.

7. Определим натяжение неподвижного конца талевого каната по формуле:

Рнк = (244+8)*((1,03-1)/(1,03*(1,03⁴-1))) = 58,49 кН.

8. Подставляя полученные цифровые значения в формулу (1.1), получим:

Рмах = 244+7,4+67,81+58,49 = 337,7 кН.

Вывод:

Подъёмная установка АзИНмаш–37А предназначена для спуско-подъемных операций с укладкой труб и штанг на мостки при текущем и капитальном ремонте нефтяных и газовых скважин, не оборудованных вышечными сооружениями. Подъемная установка АзИНмаш-37А смонтированна на базе автомобиля повышенной проходимости КрАЗ-255Б. Комплектуются автоматом АПР для свинчивания и развинчивания насосно-компрессорных труб и автоматическим ключами типа КШЭ с электроприводом для свинчивания насосных штанг. В качестве привода насосного оборудования используется ходовой двигатель ЯМЗ-238М.

На основании проведенных расчётов подъёмная установка АзИНмаш-37А с вышкой-мачтой телескопической конструкции номинальная грузоподъёмность которой составляет 320 кН и имеющая более, чем 30% запас грузоподъёмности, удовлетворяет требованиям поставленной задачи как с технической, так и с экономической точек зрения.