![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Расчет режима нагружения элементов талевой системы
При расчетах элементов спуско-подъемного комплекса (СПК) на прочность. Необходимо знать режим нагружения и прочностные характеристики элементов СПК. Прочностные свойства (характеристики) элементов СПК определяются выбором материалов, их термообработкой, геометрией деталей и другими факторами. Режим же нагружения зависит от параметров кривой проходки, веса погонного метра труб бурильных и обсадных колонн плотности и вязкости бурового раствора и энергетических параметров СПК-мощности двигателей привода, КПД кинематической цепи СПК, коэффициента заполнения тахограммы. Для упрощения расчетов примем, энергетические параметры СПК, так же как и вес колонн, плотность бурового раствора и другими известными. Тогда режим нагружения будет определяться количеством подъемов (спусков) каждой свечи в бурильной колонне за цикл проводки скважины и действующими нагрузками при подъеме этих свечей. Для выполнения поставленной задачи необходимо кривую проходки представить так, как это показано на рисунке 2.1. Из рисунка можно видеть, во-первых, что с каждым долблением углубления скважины, выраженное количеством свечей равно
Ci = Lki – Lki-1 , (2.36)
где Ci – углубление скважины, в свечах; Lki, Lki-1 – глубина скважины при i-ом и (i-1), соответственно.
Во-вторых, все свечи, заключенные в интервале Ci скважины, имеют одинаковое количество подъемов Sn за цикл проводки скважины, определимое по формуле:
Sn = (bmax + 1) – i (2.37)
Для решения данной задачи необходимо знать кривую проходки скважины, тяговую характеристику подъемного комплекса, длину бурильной свечи и закономерность изменения степени неполноты тахограммы подъема. Суммарное машинное время подъема бурильных труб за цикл проводки скважины определяется из выражения:
Тобщ = SТмаш = где Тобщ = SТмаш – суммарное машинное время подъема; Tn – машинное время подъёма n – ной свечи:
Tn = (ε .ℓ СВ.Sn) / J n, (2.39)
где Тэл – машинное время подъема незагруженного элеватора; ε – коэффициентпереподъема свечи, ε = 1, 01 ÷ 1, 02; ℓ СВ – длина свечи бурильных труб; J n – скорость установившегося движения крюка при подъеме n свечи; pn– степень неполноты тахограммы при подъеме n-ой свечи; Sn – суммарное количество подъемов n-ой свечи за цикл бурения скважины.
где L – глубина скважины; b – количество долблений; Lk, i – глубина скважины в свечах при i-ом долблении; bi – i-ое долбление; n – количество свечей в бурильной колонне; Ci – проходка за i-ое долбление; Sn – число подъемов n-ой свечи за цикл бурения скважины.
Рисунок 2.2. Кривая проходки Степень неполноты тахограммы зависит от гибкости характеристики привода лебедки, которая, в свою очередь, обусловлена типом силового агрегата и может быть определено по известной эмпирической зависимости:
ln = 1 + с (J n2 / ℓ СВ), (2.40)
где с – коэффициент, равный – 2, 4 для электрического, дизельэлектрического, газотурбоэлектрического приводов; – 4, 8 – для дизельмеханического и дизельного приводов с гидромуфтой; – 3, 6 – для дизельного с гидротрансформатором и газотурбинного приводов.
В случае бесступенчатой тяговой характеристики подъемного комплекса (например, с электродвигателями постоянного тока в приводе) скорость установившегося движения талевого блока будет определяться по зависимости:
J n = (Nдв.hспк.j) / Kc.n + (Gтс + Pкпбк) (2.41)
где J n – скорость установившегося движения талевого блока, м/с; Nдв – мощность двигателей привода лебедки, кВт; hспк – КПД спускоподъемного комплекса; j – коэффициент перегрузки двигателей при подъеме; Kc – вес одной бурильной свечи, кН.
Кс = ℓ св.q (2.42)
где q – вес погонного метра бурильных труб, кН/м; n – количество свечей в колонне; Gт.с – вес подвижных частей талевой системы, кН; Pкнбк – вес составляющей части компоновки низа бурильной колонны. Максимальное значение скорости установившегося движения, рассчитываемой по выражению, должно быть ограничено в соответствии с тяговой характеристикой, то есть J n£ J max. Машинное время подъема незагруженного элеватора рассчитывается по выражению: Тэл = (ε . ℓ св.lmax) / J max.Sсум, (2.43)
где lmax – степень неполноты тахограммы подъема при максимальной скорости подъема крюка; J max– максимальная скорость, установившегося движения крюка, м/с; Sсум– суммарное количество свечеподъемов (спусков) за цикл бурения скважины. Исходную мощность электродвигателя с учетом коээфициента перегрузки по аналогии с существующей БУ-3200ЭУК-ЭМ принимаем Nэл = 670 кВт. Мощность на ведущем валу:
Nведущ. = Nэл.hм.hв = 670 . 0, 99 . 0, 99 = 656, 7 кВт (2.44)
Мощность на ведомом валу:
Nвед. = Nведущ..hу.п.hв = 656, 7 . 0, 97 . 0, 99 = 360, 6 кВт (2.45)
Мощность на подъемном валу:
Nп.в = Nвед..hу.п.hв = 630, 6 . 0, 97 . 0, 97 = 593 кВт (2.46)
Расчет моментов по валам:
M = 975 .N/n (2.47)
Момент на ведущем валу:
Мвед. = 975 . 656, 7/704 = 9, 09449 кНм (2.48)
Момент на ведомом валу:
при n = 199 об/мин.
Мвед. = 975 . 630, 6/199 = 30, 9 кНм (2.49)
при n = 423 об/мин.
Мвед. = 975 . 630, 6/423 = 30, 9 кНм (2.52)
Момент на подъемном валу
при n = 46 об/мин.
Мп.в = 975 . 593/46 = 82, 375 кНм
|