Основным элементом силового привода буровых установок является

СИЛОВЫЕ ПРИВОДЫ БУРОВЫХ УСТАНОВОК

Силовые приводы состоят из комплекса передач и механизмов, осуществляющих преобразование электрической энергии или энергии топлива в механическую и обеспечивающих управление механической энергией. Основные элементы силового привода — двигатели, передаточные механизмы от двигателя к исполни­тельному механизму и устройства системы управления.

Привод основных исполнительных механизмов буровой уста­новки — лебедки, ротора и буровых насосов называется главным приводом. В зависимости от вида двигателя и типа передачи привод может быть электрическим, дизельным, дизель-гидравли­ческим и газотурбинным. В современных буровых установках наиболее широко применяются электрический, дизельный и ди­зель-гидравлический приводы.

В качестве электрического привода используют электро­двигатели переменного и постоянного тока. В таком приводе меньше трансмиссионных передач, что упрощает монтаж и его эксплуатацию. Наибольшим преимуществом обладает привод от электродвигателей постоянного тока, который может плавно из­менять режим работы исполнительного механизма в широком диапазоне. Буровые установки с электроприводом можно ис­пользовать только в электрифицированных районах.

В дизельном приводе применяют двигатели внутреннего сго­рания в основном типа В2-450, мощность которых суммируется цепной трансмиссией (цепным редуктором) или клиноременными передачами и передается на исполнительные механизмы.

Дизель-гидравлический привод отличается от дизельного тем, что в него между дизелем и трансмиссией введена турбопередача (турботрансформатор). Применение турбопередачи обеспе­чивает плавное бесступенчатое изменение оборотов исполнитель­ного механизма (в пределах определенных скоростей) и работу двигателя при изменении нагрузок, а также повышает срок службы передачи.

Дизель-электрический привод состоит из приводного электро­двигателя исполнительного механизма, генератора, питающего приводной электродвигатель, и дизеля, приводящего во враще­ние генератор.

Силовые приводы подразделяются на индивидуальный и групповой. Индивидуальный привод приводит в действие один исполнительный механизм (ротор, лебедку или насос), а групповой — два и более исполнительных механизма (лебедку и ро­тор, лебедку, ротор и один или два насоса). Групповые приво­ды применяются в основном в установках с дизельным приво­дом. Вид привода по типам буровых установок приведен в их описаниях и кинематических схемах. На рис. 52 показана схема передачи мощностей в силовых приводах буровых установок на примере БУ-5000.

Электродвигатели обычно монтируют на одной раме с испол­нительным механизмом (с коробкой передач лебедки или с на­сосом). Вал электродвигателя центрируют по ведомому валу ме­ханизма, которому он передает вращение. На рамах электро­двигатели крепят болтами.

В установках с групповым дизельным приводом вначале монтируют цепной редуктор и центрируют его с ведомым валом коробки передач лебедки, а затем — силовые агрегаты. В боль­шинстве установок между редуктором и коробкой передач пре­дусмотрены карданные валы. Силовые агрегаты группового при­вода монтируют на общей раме и каждый агрегат центрируют по ведомому валу цепного редуктора. Во всех установках меж­ду силовым агрегатом и редуктором имеются карданные валы и шинно-пневматичекие муфты. Обод и шкив пневматических муфт насажены на ведомый вал цепного редуктора: обод — не­подвижно, а шкив — на подшипниках. Шкив муфты и турбо­трансформатор силового агрегата соединяются карданным ва­лом. Введение карданных валов в трансмиссию буровых уста­новок с цепным редуктором значительно упрощает их монтаж, так как карданная передача требует менее точного центриро­вания механизмов и агрегатов. Перекос карданных валов в трансмиссиях буровых установок с цепным, редуктором допускается до 85 мм на 1 м длины вала.

Горизонтальность цепного редуктора и силовых агрегатов проверяют по уровню и достигают ее установкой прокладок меж­ду рамами. После этого крепят все соединения.

Место расположения группового привода лебедки в установках (БУ-4000Д-1, БУ-ЗД.-76) определяют по осям муфт кар данных валов и коробки передач, смонтированной на раме двушкивного силового агрегата. Перекос карданных валов допускается не более 8 мм на 1,5 м вала. После монтажа и центрирования силового агрегата с коробкой передач устанавливаю остальные два агрегата привода. Все три агрегата монтирую на одной раме, расположенной на основании силового блока. Спаривают агрегаты клиноременными передачами с ремнями профиля Д длиной 5600 мм.

Для надевания клиновидных ремней на шкивы силовых агрегатов открепляют обода шинно-пневматических муфт и подшипники валов, и валы со шкивами поднимают на необходимую дл5 прохода ремней высоту. При надевании новых ремней проверяется их длина. Допускаемая разность длины ремней должны быть не больше 15 мм при длине ремней 5600 мм, и 25 мм — при длине ремней 10 000 мм.

В зимних условиях ремни предварительно подогревают в теплом помещении или паром. Новые ремни перед установкой целесообразно обкатывать на стендах в мастерских. Это облегчит установку их на шкивы и натяжение

После надевания ремней на шкивы агрегатов и крепления подшипников и муфт проверяют соосность трансмиссионные валов в каждом агрегате. Проверку делают при помощи при­способления, состоящего из двух взаимно-перпендикулярных угольников, которые крепят к муфтам валов (см. «Сборка муф­товых соединений»). Горизонтальность силовых агрегатов про­веряют по уровню во взаимно перпендикулярных направлениях.

Ремни силовых агрегатов натягивают при помощи винтовых распорок, установленных между рамами агрегатов. При этом средний отцентрированный по лебедке агрегат с коробкой пере­дач должен быть надежно закреплен на раме. Натяжение рем­ней на шкивах проверяют подвешиванием груза массой 10 кг в середине одного из ремней. Прогиб ремня должен быть в пре­делах 65—85 мм на 1 м расстояния между шкивами.

Взаимное положение шкивов трансмиссий силовых агрегатов относительно друг друга проверяют по шнуру, который натя­гивается по торцам шкивов. Отклонение параллельности шкивов не должно превышать 1 мм на 1 м расстояния между шкивами.

После центрирования и окончательного крепления всех си­ловых агрегатов устанавливают предохранительные щиты, вы­хлопные трубы и искрогасители. Каждый выхлопной коллектор дизеля должен быть соединен с отдельной выхлопной трубой. Высота выхлопной трубы от пола должна быть не менее 2— 2,2 м с уклоном в сторону выхлопа в пределах 20°. Для выхлоп­ных труб используют тонкостенные стальные трубы диаметром не менее 100 мм. Выхлопные трубы устанавливают на стойках и подвешивают к каркасу укрытия так, чтобы масса их не пере­давалась на выхлопной коллектор дизеля.

В конце каждой выхлопной трубы должен быть установлен; искрогаситель. Расстояние от искрогасителя до стены укрытия должно быть не менее 5 м. Выхлопные трубы с выхлопными коллекторами дизелей и с искрогасителями соединяют при по­мощи фланцев. Между фланцами устанавливают асбестовые прокладки с целью герметизации фланцевых соединений. Для ускорения работ вместо фланцевых соединений целесообразно применять быстроразъемные соединения, а также блоки искро­гасителей, смонтированных на общем основании. В стенках ук­рытий, где проходят выхлопные трубы, устанавливаются раздел­ки из листовой стали или несгораемого материала.

Дата добавления: 2014-12-18 ; просмотров: 10980 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Силовой привод буровых установок

Классификация видов силового привода буровых установок. Состав и структура различных видов привода, функции основных элементов, их устройство, разновидности и особенности конструктивного исполнения. Анализ кинематической схемы буровой установки.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное автономное

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов

ОТЧЕТ ПО ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

Силовой привод буровых установок

Руководитель А.В. Лысянников

Студент ЗНБ 15-01Б081517199 В.А. Лемеш

Цель работы: изучение основных видов силового привода и кинематических схем буровых установок и их исполнительных механизмов, освоение методов их выбора и разработки.

1. Изучить классификацию и виды силового привода, факторы, влияющие на их выбор.

2. Изучить состав и структуру различных видов привода, функции основных элементов, их устройство, разновидности и особенности конструктивного исполнения.

3. Ознакомиться с кинематическими схемами наиболее распространенных буровых установок, выполнить сравнительный анализ кинематических схем установок одного класса, но различающихся по виду привода.

4. Освоить способы разработки конструктивных кинематических схем буровых установок.

5. Составить отчет о выполненной работе.

1. Силовой привод буровой установки

Приводом буровой установки называется совокупность двигателей и регулирующих их работу трансмиссий и устройств, преобразующих тепловую или электрическую энергию в механическую, управляющих механической энергией и передающих ее исполнительному оборудованию — насосам, ротору, лебедке и др. Мощность привода (на входе в трансмиссию) характеризует основные его потребительские и технические свойства и является классификационным (главным) параметром.

1.1 Классификация видов силового привода буровых установок

В зависимости от используемого первичного источника энергии приводы делятся на:

— автономные, не зависящие от системы энергоснабжения: двигатели внутреннего сгорания (ДВС) с механической, гидравлической или электропередачей.

— неавтономные, зависящие от системы энергоснабжения, с питанием от промышленных электрических сетей: электродвигатели постоянного тока, питаемые от промышленных сетей переменного тока через тиристорные выпрямительные станции управления; электродвигатели переменного тока с гидравлической либо электродинамической трансмиссией или регулируемые тиристорными системами.

В соответствии с кинематикой установки привод может иметь три основных исполнения:

— индивидуальный привод — каждый исполнительный механизм (лебедка, насос или ротор) приводится от электродвигателей или ДВС независимо друг от друга. Более широко этот вид привода распространен с электродвигателями. При его использовании достигается высокая маневренность в компоновке и размещении бурового оборудования на основаниях при монтаже;

— групповой привод — несколько двигателей соединены суммирующей трансмиссией и приводят несколько исполнительных механизмов. Его применяют при двигателях внутреннего сгорания;

— комбинированный привод — использование индивидуального и группового приводов в одной установке. Например, насосы приводятся от индивидуальных двигателей, а лебедка и ротор от общего двигателя. Во всех случаях характеристики привода должны наиболее полно удовлетворять требуемым характеристикам исполнительных механизмов.

— главные (приводы лебедки, насосов и ротора);

— вспомогательные (приводы остальных устройств и механизмов установки). Мощность, потребляемая вспомогательными устройствами, не превышает 10-15% мощности, потребляемой главным оборудованием.

По виду используемых двигателей приводы разделяются на:

— электрические переменного тока;

— электрические постоянного тока.

В соответствии с числом двигателей, входящих в привод, он может быть:

По виду энергии, используемой в силовых передачах:

— с гидромеханической передачей;

— с электромеханической передачей;

Силовая передача (трансмиссия) — устройство для передачи мощности от двигателя к основным или вспомогательным потребителям энергии буровой установки. Ее функции:

— регулирование момента и частоты вращения в зависимости от эксплуатационных нагрузок, действующих на буровую лебедку и ротор;

— регулирование числа ходов поршней бурового насоса в зависимости от подачи и давления промывочной жидкости;

— суммирование мощности при групповом и многодвигательном приводе.

— распределение мощности между лебедкой, насосами и ротором в буровых установках с групповым приводом;

— плавное включение и защиту от перегрузок;

— реверсирование лебедки и ротора, приводимых от тепловых двигателей.

1.2 Выбор привода буровой установки

При выборе вида привода исходят из анализа комплекса технических и технологических условий, их сравнительной экономической оценки.

Основные требования к приводу буровых установок можно сформулировать следующим образом:

— мощность и диапазон регулирования частоты вращения и крутящего момента привода должны соответствовать нагрузкам и режимам работы приводимых исполнительных механизмов, при этом привод должен обладать до-статочной гибкостью рабочих характеристик, т. е. способностью изменять рабочие параметры при изменении внешней нагрузки.

— привод должен обеспечивать высокую производительность буровой установки в сочетании с минимальной стоимостью буровых работ;

— привод должен иметь высокую монтажеспособность, транспортабельность, быть удобным в управлении и безопасным в работе;

— привод, его системы, сборочные единицы и детали должны иметь показатели надежности не ниже показателей, заложенных в технической документации.

силовой привод буровой установка

1.3 Потребители энергии буровой установки

Потребителями энергии буровой установки являются:

— в процессе бурения — буровые насосы, ротор (при роторном бурении), устройства для приготовления и очистки бурового раствора от выбуренной породы; компрессор, водяной насос и др.;

— при спуске и подъеме колонны труб — лебедка, компрессор, водяной насос и механизированный ключ (для свинчивания и развинчивания используется ключ АКБ).

На рисунке 1 представлена функциональная схема буровой установки.

На рисунке цифрами обозначены: 1, 2, 3 — трансмиссии; 4 — ведущая ветвь каната; 5 — манифольд высокого давления со стояком и шлангом; 6 — вкладыши ротора

Рисунок 1 — Функциональная схема буровой установки

1.4 Расчет по выбору двигателей

В качестве задания на лабораторную работу было предложено рассмотреть силовой привод буровой установки БУ 5000/320 ДГУ. На рисунке 2 представлена кинематическая схема данной буровой установки.

Рисунок 2 — кинематическая схема буровой установкиБУ 5000/320 ДГУ

Название буровой установки БУ 5000/320 ДГУ можно расшифровать следующим образом:

— 5000 — условная глубина бурения, м;

— 320 — максимальная допустимая нагрузка на крюке, 10 · кН;

— Г -с гидропередачей в трансмиссии;

— У — универсальной монтажеспособности.

Для определения требуемой для обеспечения работоспособности буровой установки мощности, необходимо рассчитать потери мощности в приводе и на основе полученных значений и значений мощностей потребителей. При этом нужно учитывать, что в зависимости от вида выполняемых работ применяются различные режимы включения оборудования:

— при СПК: лебедка и компрессор;

— при бурении: ротор и насосы (преимущественно 1 насос).

При помощи таблицы КПД и работы с кинематической схемой получаем значения КПД ветвей кинематической схемы привода для всех видов оборудования.

Разделив требуемую оборудованием мощность на КПД привода, получим мощность, которую должен развивать двигатель (двигатели) привода буровой установки.

Результат расчета представим в виде таблицы 1.

Таблица 1 — Расчет по выбору двигателей

Мощность оборудования, кВт

Требуемая мощность для данного оборудования, кВт

Источник