Рациональная оснастка талевой системы

Число ветвей каната талевой системы зависит от количества шкивов, задействованных на кронблоке и талевом блоке (3x4, 4x5, 5x6 и т.д.) Выбор оснастки определяется допустимой нагрузкой на канат и тяговым усилием лебедки. Наибольшая оснастка талевой системы для каждого класса буровых установок регламентируемся Г0СТ.16293-89. Однако, в начале бурения глубина бурения не велика, масса бурильных и обсадных колонн не требует использования всей оснастки. Здесь требуется выбрать рациональную оснастку. При выборе оснастки необходимо рассчитать максимальную нагрузку с учетом масс самой тяжелой колонны обсадных или бурильных труб, массы подвижной части талевой системы и запаса грузоподъемности, необходимого при ликвидации прихвата колонны. Эта нагрузка не может быть больше допустимой нагрузки на крюке данной буровой установки. Отношение числа рабочих струн, каната к числу ходовых струн называется кратностью оснастки. На буровых установках она всегда равна удвоенному числу шкивов талевого блока, т.к. с каждого шкива идет по две струны талевого каната. От кратности оснастки зависит диаметр и длина используемого каната. С увеличением кратности оснастки уменьшаются усилии в струнах каната, однако, при этом пропорционально увеличивается длина каната, наматываемого на барабан при подъеме груза на заданную высоту. Для сохранения скорости подъема крюка приходится, увеличить частоту вращения подъемного вала лебедки, которая обычно ограничивается линейной скоростью ходовой струни каната, равной 20 м/с, что обеспечивает нормальную навивку каната на барабан лебедки.

На буровых установках обычно используется схема оснастки с одним ходовым и одним неподвижным концом каната, поэтому кратность равна удвоенному числу шкивов талевого блока, т.к. с каждого шкива идет по две рабочих струны:

i_т.c. = 2n

где i_т.c .- кратность оснастки талевой системы;

n - число шкивов талевого блока.

Буровые крюки и крюкоблоки

Буровой крюк предназначен для подвешивания бурильных ко­лонн в процессе бурения, спуска и подъема бурильных труб и спуска об­садных колонн. В процессе этих технологических операций при проводке скважин он выполняет еще и другие функции:

Ø удерживает подвешенный на штропе вертикально перемещающийся вертлюг с вращающейся бурильной колонной;

Ø воспринимает крутящий момент, возникающий на опоре вертлюга, при вращении бурильной колонны ротором;

Ø обеспечивает автоматический захват за штроп вертлюга с ведущей трубой, находящейся в шурфе при переходе от операций спуска к буре­нию, или, наоборот, освобождение штропа вертлюга с ведущей трубой, ус­тановленных в шурфе при переходе от операций бурения к подъему;

Ø надежно удерживает в зеве крюка штроп вертлюга при внезапных ос­тановках в скважине спускаемой колонны;

Ø надежно удерживает на штропах элеватор с бурильной или обсадной колонной в процессе их спуска или подъема;

Ø легкое поворачивание крюка и манипулирование им в процессе захва­тывания и освобождения свечей;

Ø автоматически поднимает отвинченную от колонны свечу (при опера­циях ее подъема) на высоту, несколько большую длины замковой резьбы;

Ø автоматически устанавливает ненагруженный элеватор в заданной по­зиции для захвата очередной свечи из-за пальца вышки.

Буровые крюки классифицируют по максимально допустимой нагрузке и конструктивному исполнению – трех- и двурогие.

Двурогие крюки применяют только для спуска обсадных колонн; для бурильных колонн исполь­зуют трехрогие крюки, которые должны быть надежны, легки и удобны в эксплуатации.

Буровые крюки по конструктивному оформлению выполняют двух ви­дов: с захватывающей трехрогой частью, жестко соединенной со стволом, или с захватывающей частью, укрепленной к стволу шарнирно при помо­щи пальца (рис. 16). Каждая из этих конструкций имеет свои преимуще­ства и недостатки, и выбор того или иного решения зависит от технологи­ческих возможностей завода-изготовителя.

Рис. 16. Литой крюк с гидроамортизатором и позиционером:

1 – захват; 2 – защелка главного рога; 3 – ствол; 4 – гайка; 5 – позиционер; 6, 9 – стопо­ры; 7 – корпус; 8 – подшипник упорный; 10 – диск; 11 – крышка; 12 – поршень гидро­амортизатора; 13, 16 – стаканы; 14, 15 – пружины; 17 – серьга; 18, 19 – оси; 20 – пробка; 21 – крышка.

Однорогие крюки используют в передвижных буровых установках не­большой мощности, когда масса крюка и штропов не имеет большого зна­чения.

По способу изготовления крюки подразделяются на кованые, состав­ные пластинчатые и литые из стали. Буровые крюки из стального литья применяют для максимальных нагрузок 1,2–1,4 МН; для больших нагрузок используют составные пластинчатые крюки.

Рис. 17. Крюкоблоки буровых установок с пластинчатым (а) и литым (б) крюками.

Крюкоблоки выполняют двух видов: с шарнирным соединением крюка с талевым блоком и с жестким соединением крюка и его захватывающей части с талевым блоком (рис. 17). Последнее конструктивное решение позволяет получить крюкоблок меньшей общей высоты по сравнению с вариантом шарнирного крепления крюка с талевым блоком.

Лекция № 7.