Различают канаты с одинаковым или различным диаметром проволок в прядях типа ЛК-0 ( рис. 12.2,а ) и типа ТЛК-0 ( рис. 12.2,г ) диаметр проволок в слоях одинаков, в пряди типа ЛК-Р ( рис. 12.2д ) наружный слой имеет проволоки разного диаметра, в пряди типа ЛК-РО ( рис. 12.2, б ) расположены слои с проволоками одинакового диаметра и с проволоками разных диметров.
Рис 12.2. Стальные канаты.
При D б /d к >25 рекомендуются более жесткие канаты, с большим диметром проволок в пряди, а при D б /d к р =к з.п Р, (12.11)
(12.12)
(12.12а)
Для упрощения расчета Р при бурении на нефть и газ используется также соотношение
Для применения в качестве талевых на буровых установках нефтегазодобывающих предприятий рекомендуются следующие конструкции канатов:
Отличительной особенностью канатов, изготавливаемых по техническим условиям ТУ 14-4-1767-94, ( рис.12.3 ) является более рациональное соотношение диаметров проволок в наружных прядях канатов с органическим ( рис. 12.3,а ) и комбинированным ( рис. 12.3, б ) сердечниками.
Рис. 12.3 Стальные канаты, изготовляемые по ТУ14-4-1767-94
При бурении скважин до глубины 3000 м рекомендуются к применению канаты всех четырех конструкций с предпочтительным применением канатов с органическим сердечником. При бурении скважин более 3000 м рекомендуется применение канатов с металлическими и комбинированными сердечниками, при этом более предпочтительны Канаты с металлическим сердечником и органическим заполнителем, изготавливаемые по ТУ 14-4-1767-94.
Талевые канаты должны соответствовать паспортным данным талевого блока, кронблока и буровой лебедки.
R к =0,5d к +(0,02÷0,07),d к (12.14)
что исключает заклинивание и вызванный этим износ каната.
Боковые поверхности канавки должны быть касательными к дуге 5/6 π. ограничивающей дно канавки.
Рис. 12.4. Профиль канавки шкива
Диаметр шкива является одним из главных факторов, определяющих долговечность каната. С увеличение диаметра шкива уменьшается скольжение и износ проволок при изгибе каната, значение напряжения изгиба σ и проволок и величина контактного давления р между канатом и шкивом
Пример 12.4. Выбрать талевый канат для следующих условий: грузоподъемность лебедки станки ЗИФ-1200МР, Р л = 53955 Н; диаметр барабана лебедки D б =0,43 м;
Р p =3·53955=161864Н≈162 кН.
Решение : Приняв к.п.д. передачи от двигателя до барабана лебедки η=0,9 найдем максимальное усилие развиваемое лебедкой [ см.формулу (12.12) ]
Р л(max) =(22·10 3 ·20,9)/0,5=79,2 кН.
Выбираем канат диаметром 21 мм двойной свивки типа ТК конструкции 6х19(1+6+12)+1о.с. с разрывным усилием Р р =202,5 кН.
За счет использования талевых канатов обеспечивается соединение лебедки буровой установки и талевого блока и кронблока. Фактически эту продукцию можно отнести к расходным элементам, так как износ талевого каната происходит достаточно быстро. Подвергаясь постоянным перегибам на барабане буровой лебедки и на шкивах блоков, а также испытывая постоянные нагрузки растяжения при проведении спуско-подъемных операций, талевый канат имеет ограниченный ресурс использования.
Итак, прежде всего, необходимо описать конструкцию данного типа каната для дальнейшего рассмотрения параметров его использования. Талевый канат состоит из сердечника – прочной основной нити каната, которая может быть сделана из металла, органических составов (например, пеньки) и даже пластмассы. Вокруг сердечника плотно обвиты шесть проволочных прядей, огибающие сердечник параллельной или крестовой свивкой.
Основные параметры изделия заключены в его обозначении: первая цифра обозначает материал сердечника (например, единицей обозначается металл), две последующие, отделенные тире, позволяют определить диаметр талевого каната в миллиметрах, далее следует показатель предела прочности в МПа, а завершает код буквенное обозначение типа свивки.
На то, как быстро изнашивается талевый канат в процессе эксплуатации, влияет множество факторов:
Наиболее оптимальной ситуацией является отработка каната с равномерным износом по всей длине, что достигается за счет правильного выбора характеристик изделия и использования эффективной системы перепусков талевого каната.
Чтобы задать вопрос или сделать заявку, нажмите на кнопку ниже:
В талевых системах буровых установок применяют стальные круглые шестипрядные канаты тросовой конструкции, которые получаются в результате двойной свивки: проволок в пряди и прядей в канаты. Пряди талевых канатов изготавливают с числом проволок от 19 до 37 и свивают в канат вокруг органического или металлического сердечника. Для изготовления талевых канатов используется высокоуглеродистая и высокомарганцевистая канатная проволока. Канаты с металлическим сердечником обладают повышенным разрывным усилием и высокой поперечной жесткостью, благодаря которой возрастает их сопротивляемость раздавливанию. [18]
К узлам талевой системы буровых установок относятся кронблоки, талевые блоки, крюки и крюкоблоки. Кронблоки, устанавливаемые на верхней раме буровой вышки, являются неподвижной частью талевой системы. Талевые блоки с отдельными крюками или объединенные в общий узел крюкоблоки, подвешиваемые к кронблокам на талевом канате, составляют подвижную часть талевой системы. [19]
Подвеска предназначена для подвешивания элеватора к вертлюгу-амортизатору талевой системы буровой установки и захвата наголовника, навинчиваемого на верхний конец бурильной свечи. Подвеска представляет собой корпус в сборе с серьгой. [25]
Подвеска предназначена для подвешивания элеватора к вертлюгу-амортизатору талевой системы буровой установки и захвата наголовника, надеваемого на верхний конец бурильной свечи. Она представляет собой корпус в сборе с серьгой. [27]
Запорное оборудование 2 подвешивается на крюке / талевой системы буровой установки или другого грузоподъемного устройства. К нижнему фланцу компоновки запорного оборудования присоединено приспособление 3 для соединения с бурильным инструментом, принцип устройства которого ясен из рисунка. К надпревенторной катушке 10, установленной на превенторе 11 с крестовиной 12, после снятия разъемного желоба прикрепляются направляющие ролики 8, через которые пропускаются тросы 9 для посадки запорного оборудования. [28]
Подвесной блок должен быть надежно закреплен на талевой системе буровой установки и поднят над устьем скважины на высоту, обеспечивающую спуск кабеля с приборами в скважину по ее оси. Подвесной блок подвешивается к вертлюгу через штропы или непосредственно на крюк талевого блока через накидное кольцо. [29]
Подвесной блок должен быть надежно закреплен на талевой системе буровой установки и поднят над устьем скважины на высоту, обеспечивающую спуск кабеля с приборами в скважину по ее оси. [30]
Особенности конструкции талевых систем, талевых канатов. Выбор талевого каната
Вы будете перенаправлены на Автор24
Конструкция и назначение талевых систем
Талевая система – это совокупность устройств, которые должны обеспечивать спускоподъемные операции в грузоподъемном механизме.
Пример схемы талевой системы изображен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Пример схемы талевой системы. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В нефтегазовой отрасли талевые системы используются для различных операций, таких как:
Талевая система состоит из подвижного блока (талевого), кронблока, талевого каната, механизма крепления неподвижного конца каната, бурового крюка. Подвижный блок и кронблок служат для размещения шкивов, через которые проходит талевый канат (обычно он изготавливается из стали). Система, состоящая из кронблока и талевого блока представляет собой конструкцию, где смонтированы свободно вращающиеся шкивы, чьи оси закрепляются на раме. Конструкция подшипниковых опор шкивов и их самих выполняются одинаково в обоих случаях. Буровой используется для подвешивания на весу обсадных и бурильных колонн. Во время процесса бурения удерживает на штропе вертикально перемещающийся вертлюг с бурильной колонной. Сам вертлюг состоит из трех рогов – одного центрального и двух боковых.
Готовые работы на аналогичную тему
Талевые системы характеризуются числом рабочих струн каната, его диаметром и максимально допустимой нагрузки. В талевых системах используются только канаты круглого сечения двойной свивки из абсолютно одинаковых канатов. Обычно, на практике применяют талевые системы, при которой количество слоев навивки каната не превышает двух-трех штук. Под оснасткой талевой системы подразумевается навеска каната на шкивы талевого блока и кронблока в определенной последовательности, которая должна исключать возможность трение струн каната друг о друга, а также его перекрещивание. Существует два основных вида оснастки талевой системы. Параллельная оснастка представляет собой конструкцию, при которой ось подвижного блока параллельна оси кронблока. При крестовой оснастке оси кронблока и подвижного блока перпендикулярны по отношению к друг другу. Преимуществом крестовой оснастки талевой системы является то, что она исключает риск закручивания каната, а также трение его струн.
Выбор талевого каната
Талевый канат – это стальной канат специальной конструкции, который изготавливается из тонких проволок, свитых в особые пряди, обвитые вокруг общего сердечника.
Пример схемы талевых канатов с металлическим и органическим сердечниками изображены на рисунке.
Рисунок 2. Пример схемы талевых канатов с металлическим и органическим сердечниками. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В процессе эксплуатации талевые канаты подвергаются многочисленным и многократным перегибам на шкивах кронблока, на барабане лебедки, на шкивах подвижного блока, а также растяжению. Все перечисленные факторы способствуют усталостному разрушению каната и механическому изнашиванию на барабане лебедке и шкивах.
Талевые канаты, которые используются в нефтегазовой отрасли изготавливаются только в трех исполнениях, которое зависит от типа сердечника. Сердечник каната может быть:
Для подбора талевого каната в первую очередь рассчитывается масса обсадной колонны:
Рисунок 3. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
где, H – глубина бурения; q – масса одного погонного метра обсадной колонны.
Далее расчету подвергается максимальная нагрузка на крюке с учетом расхаживания. Данное значение высчитывается по следующей формуле:
Рисунок 4. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
где, g – ускорение свободного падения.
Потом рассчитывается число рабочих струн талевой системы, по формуле:
Рисунок 5. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Далее рассчитывается натяжение ходового хода талевого каната:
Рисунок 6. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
где, Qоб – масса поднимаемого оборудования; В – коэффициент сопротивления шкива.
Затем определяется натяжение неподвижного конца талевого каната:
Рисунок 7. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Коэффициент полезного действия талевой системы в этом случае рассчитывается по формуле:
Рисунок 8. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Разрывное усилие талевого каната определяется из условия его прочности на разрыв. Данное условие имеет следующий математический вид:
Рисунок 9. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
где, Кзп – коэффициент запаса прочности, значение которого находит в пределах от 3,5 до 4.
Далее в соответствии с ГОСТ 16853-88 (таблица № 2) и результатами расчетов определяются тип талевого каната, его маркировка, диаметр, а также разрывное усилие. После этого определяется натяжение рабочих струн каната:
Рисунок 10. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
где значение I находит от 2 до n.
И нагрузка на ось кронблока высчитывается по формуле:
Рисунок 11. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
ГОСТ 16853-88* Канаты стальные талевые для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения. Технические условия.
КАНАТЫ СТАЛЬНЫЕ ТАЛЕВЫЕ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО И ГЛУБОКОГО РАЗВЕДОЧНОГО БУРЕНИЯ
ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
КАНАТЫ СТАЛЬНЫЕ ТАЛЕВЫЕ ДЛЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО И ГЛУБОКОГО РАЗВЕДОЧНОГО БУРЕНИЯ
Steel tackle ropes for operational and deep probe boring. Specifications
Настоящий стандарт распространяется на стальные талевые канаты, используемые на буровых установках для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения нефтяных и газовых скважин. Требования пп. 1.1, 1.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.14, 4.2, 4.4 являются обязательными.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
Допускается изготовлять канаты левой крестовой свивки.
Шестипрядный канат 6 ´ 31 + 1 о. с.; 6 ´ 31 = 186 проволок с органическим сердечником (прядь каната 1 + 6 + 6 / 6 + 12).
Расчетная площадь сечения всех проволок, мм 2
Ориентировочная масса 1000 м смазанного каната, кг
Маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву, Н/мм 2 (кгс/мм 2 )
центральной в пряди
1-го слоя (6 проволок)
3-го слоя (12 проволок)
Расчетное разрывное усилие, Н (кгс), не менее
центральной в пряди
в слое пряди (6 проволок)
большого размера (6 проволок)
малого размера (6 проволок)
суммарное всех проволок в канате
суммарное всех проволок в канате
суммарное всех проволок в канате
Расчетная площадь сечения всех проволок, мм 2
Ориентировочная масса 1000м смазанного каната, кг
Маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву, Н/мм 2 (кгс/мм 2 )
центральной в пряди
1-го слоя (6 проволок)
3-го слоя (12 проволок)
Расчетное разрывное усилие, Н (кгс), не менее
большого размера (6 проволок)
малого размера (6 проволок)
суммарное всех проволок в канате
суммарное всех проволок в канате
суммарное всех проволок в канате
Примеры условных обозначений
Канат с металлическим сердечником, диаметром 32 мм, марки В, правой крестовой свивки, повышенной точности изготовления Т, маркировочной группы по временному сопротивлению разрыву 1570 Н/мм 2 (16 кгс/мм 2 ):
Канат МС-32-В-Т-1570 ГОСТ 16853-88
То же, марки 1, левой крестовой свивки, нормальной точности изготовления:
Канат МС-32-1-Л-1570 ГОСТ 16853-88
Канат с органическим сердечником, диаметром 32 мм, марки В, правой крестовой свивки, повышенной точности изготовления Т, маркировочной группы по временному сопротивлению разрыву 1770 Н/мм 2 (180 кгс/мм 2 ):
Канат ОС-32-В-Т-1770 ГОСТ 16853-88
То же, марки 1, левой крестовой свивки, нормальной точности изготовления:
Канат ОС-32-1-Л-1770 ГОСТ 16853-88.
Допускается добавлять к витому органическому сердечнику отдельные каболки в количестве, не превышающем числа каболок, линейная плотность которых равна разности линейной плотности смежных диаметров сердечников.
В месте сварки утолщение диаметра проволоки не должно превышать предельного отклонения по диаметру.
Допускаемый разбег временного сопротивления разрыву проволок каждого диаметра, взятых из готового каната марок
Допускается уменьшение числа перегибов и скручиваний проволок на единицу по отношению к требованиям, указанным в ГОСТ 7372.
для канатов повышенной точности:
% с металлическим сердечником;
% с органическим сердечником;
для канатов нормальной точности изготовления:
% с металлическим сердечником,
% с органическим сердечником.
Номинальная длина каната, м, не менее
Канаты укороченной длины, используемые для эксплуатационных потребностей потребителя, не должны превышать 2 % массы партии.
Допускаемое отклонение по длине не должно быть более ± 1 %.
Концы канатов должны иметь не менее двух перевязок длиной не менее 40 мм на расстоянии не более 50 мм друг от друга.
В качестве смазок должны применяться: Торсиол-35, БОЗ-1 и другие канатные смазки по нормативно-технической документации.
По требованию потребителя барабаны с канатами обшиваются досками. Под обшивку укладывается слой бумаги по ГОСТ 8828 или ГОСТ 9569.
товарный знак или наименование и товарный знак предприятия-изготовителя;
наименование организации, в систему которой входит предприятие-изготовитель;
номер каната по системе нумерации предприятия-изготовителя;
условное обозначение каната;
массу брутто каната;
суммарное разрывное усилие всех проволок в канате или разрывное усилие каната в целом;
дату изготовления каната;
изображение знака соответствия при обязательной сертификации.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
Если суммарное разрывное усилие всех проволок каната окажется ниже разрывного усилия, приведенного в табл. 1 и 2, то проводится повторное испытание, результаты которого являются окончательными.
При испытании разрывного усилия канатов марки 1 в целом допускается оценивать марку каната по результатам испытания механических свойств 10 % проволок каждого диаметра, но не менее трех. Количество проволок, полученное расчетом, округляется до целого числа в сторону увеличения.
При транспортировании воздушным транспортом металлическая пластина должна быть размещена внутри барабана, и крепиться в двух местах.
АНКЕТА работы талевого каната № _______
1. Предприятие-потребитель (объединение, УБР, УРБ, НГРЭ и т.п.) _____________.
2. Буровая № _____________________. 3. Дата навески каната __________________.
4. Глубина скважины при навеске, м ___________. 5. Дата снятия каната _________.
6. Глубина скважины при снятии, м ____________. 7. Причина снятия каната (износ, окончание бурения и т.п.) ____________. 8. Тип буровой установки ________________.
9. Общее число рейсов за время работы каната ______. 10. Длина свечи, м ________.
(12.12)
(12.12а)
Итак, прежде всего, необходимо описать конструкцию данного типа каната для дальнейшего рассмотрения параметров его использования. Талевый канат состоит из сердечника – прочной основной нити каната, которая может быть сделана из металла, органических составов (например, пеньки) и даже пластмассы. Вокруг сердечника плотно обвиты шесть проволочных прядей, огибающие сердечник параллельной или крестовой свивкой.
% с металлическим сердечником;
% с органическим сердечником;
% с металлическим сердечником,
% с органическим сердечником.