Рефераты Қ азақстан Республикасы Қызылорда, 2013 ж



Дата02.05.2016
өлшемі261.77 Kb.
түріРеферат


ӘОЖ 62-235:622.242.5:622.242.2
Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университеті
Қолжазба құқығында

БАСКАНБАЕВА ДИНАРА ЖҰМАБАЙҚЫЗЫ

БҰРҒЫЛАУ ҚОНДЫРҒЫСЫНДАҒЫ ЛЕБЕДКА ЖЕТЕГІНІҢ ТРАНСМИССИЯСЫН ЖЕТІЛДІРУ ЖОЛДАРЫ (ZJ-30 БҰРҒЫЛАУ ҚОНДЫРҒЫСЫ МЫСАЛЫНДА)

6М072400– Техникалық машиналар мен жабдықтар (сала бойынша) мамандығы бойынша техника ғылымдарының магистрі

академиялық дәрежесін алу үшін дайындалған диссертациясының

рефераты


Қ

азақстан Республикасы

Қызылорда, 2013 ж.

Жұмыс Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университетінің «Мұнай және газ өнеркәсібінің машиналары мен жабдықтары» кафедрасында орындалды.




Ғылыми жетекші:

Техника ғылымдарының кандидаты

Жабағиев Аслан Мухамедиярұлы



Арнайы оппонент:


Техника ғылымдарының кандидаты

Байниязов Дархан Тасқараұлы









Диссертацияны қорғау күні «8» маусым 2013ж.

Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университеті, политехникалық институты, мекен жайы: Қызылорда қаласы, Абай даңғылы 66, №5 оқу ғимараты, 203А аудиториясы

Диссертациямен Қорқыт Ата атындағы Қызылорда Мемлекеттік Университетінің ғылыми-техникалық кітапханасында танысуға болады


Жұмыстың жалпы мінездемесі


Диссертацияның көлемі мен құрылымы: Диссертация кіріспеден, 4 бөлімнен, қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімі мен қосымшалардан тұрады. Диссертация көлемі 102 парақ жазба беттерден, 15 кестеден, 34 суреттен құралған.

Кілттік сөздер: Бұрғылау қондырғысы, бұрғылау шығыры, бұрғылау тізбегі, свеча, түсіріп-көтеру операциялары, түсіріп-көтеру кешендері, трансмиссия, жетектер, ұзақмерзімділік, сапаны бақылау, сапаны басқару, түсіріп –көтеру тахограммасы.

Зерттеудің өзектілігі: Бұл диссертацияда ZJ30 мобильді бұрғылау қондырғысының лебедкасыны жетегінің трансмиссиясын жетілдіру жолдарына зерттеу жұмыстары жүргізілді. Сонымен қатар ZJ30/1700CZ бұрғылау лебедкасының трансмиссиялық бөлігін жетілдіре отырып бұрғылау лебедкасының сенімділігін арттыру, жұмысын жеңілдету, канатты бекіткіштердің жоғарғы сапалылығы және конструкциясының серпімділігі мен қарапайымдылығы қарастырылды. Десекте, аталмыш бұрғылау лебедкасының қоршаған ортаға әсері, еңбек қауіпсіздігі мен экономикалық тиімділігі басты назардан қалған жоқ.

Мұнай машиналарының құрылысы саласындағы ғылыми-техникалық прогрестің үдеуі көбінесе бұрғылау техникасын жобалайтын және жасайтын мамандардың, сонымен қатар пайдаланушы-мамандардың назарында тұрған құрал-саймандардың техникалық деңгейі мен сапасының өсу қарқынымен анықталады.

Осыған байланысты, бұрғылау қондырғысының тиімді сапасына қол жеткізуге бағытталған маңызды мәселелердің бірі, қолданыстағы және қайтадан жобаланатын техниканың деңгейін білікті бағалау болып табылады.

Зерттеудің мақсаты: Бұрғылау қондырғыларының сапасын бағалаудың қолданыстағы әдістемелері сараптамалық әдістерге негізделеді және бұрғылау қондырғысының түсіру-көтеру кешені (ТКК) (түсіріп-көтеру операциялары (ТКО) кезіндегі энергия шығындары мен машиналық уақыттың шығындары) мен бұрғылау құрал-саймандарының жүк көтеретін элементтерінің ресурсының тиімділігін анықтауды өзіне қоспайды. Сондай-ақ бұрғылау қондырғысын пайдалану процесіндегі көптеген эргономикалық факторлардың және оларға механизациялаудың әртүрлі құралдарының әсерін бағалау әдістері жоқ. Сөйтіп, осы зерттеудің мақсаты осы мәселедегі ақтандақты толтыру болып табылады.

Зерттеу нысаны: Зерттеу жұмыстарының нысаны бұрғылау қондырғыларының техникалық деңгейі мен сапасы, жетектің нақты сипаттамасын есепке алатын, ТКК өнімділігін есептеу әдістемесін жасаудың тиімділігі, бұрғылау қондырғысын жобалау кезеңінде кинематикалық схема сипаттамаларын оңтайландыру, сонымен қатар түсіру-көтеру операцияларын орындау кезінде қозғалтқыштар (күш агрегаттар) жұмысының режимдерін оңтайландыру қажеттілігімен айтылатындығын атап өту керек.

Зерттеу әдісі: Көптеген әдебиеттерде бір терминнің бірнеше мағынасы болғандықтан, есептеу әдістерінің талдауын қиындатады. Сондықтан алдымен есептеуге кіріспес бұрын статикалық жүктеме мен ауыспалы салмақ кезінде болатын материалдардың конструкциялық мінездемесіне қысқаша тоқталып өттім.

Ұзақ уақыт жарамдылыққа есептеген кезде Веллердің қисық қажалуын қолданады. Оны тік сызықпен жуықтататын логарифмді шкаламен координат жүйесінде бейнелейді.

Тісті берілісті есептеудің стандартты әдісінде төзімділіктің шартты қисық байланысы қолданылады. Ол шектік жағдайға қатысты қажетті қормен тағайындалған.

Ұңғыманы бұрғылау циклі ішіндегі түсіру-көтеру операциялары кезіндегі энергетикалық шығындар мен машина уақытының шығымдарын есептеу әдістемесі.

Түсіру-көтеру операцияларына машина уақытының шығындарын бағалау кезінде бір бағананың биіктігіне бұрғылау колоннасын көтерудің тахограммасын толтыру коэффициентінің орташаланған мәндеріне негізделетін есептеу әдісі кеңінен қолдану тапты.

Яғни, зерттеу әдістері қөрсеткендей ZJ-30 бұрғылау лебедкасының көтергіш білігінің тірек подшипниктерінің жүктелуі схемасының анализі оларға тән келесі ерекшеліктерді көрсетті:



  • Көтеру білігіне БАҚ-нан (берілісті ауыстыру қорабы), карданды біліктен немесе муфта арқылы тіркелген редуктордан болатын айналу айналу моменті мен тартылу шектің күші әсер ететінін;

  • Көтеру білігіне тартылу шектегі және тісті берілістегі күштің түсуі бір уақытта әсер ететіні;

  • Көтеру білігіне бұрғылау тізбектерімен болатын ТКО кезінде тұрақты тоқты электрқозғалтқыштан келетін айналу моменті мен тартылу шектегі күш әсер етеді, ал ауыр шегендеуші тізбекті түсіру және тізбекті тарту мен ұстап қалу кезінде тартылу шектегі күш пен шынжырлы берілістің күші әсер ететіндігі зерттелді.

Алынған нәтижелері, олардың жаналығы, ғылыми және практикалық маңыздылығы:

        1. ТКО кезіндегі көтеру кешендерінің энергиялық шығындары мен машина уақытының шығындарын есептеудің әдістемесі мен бағдарламалық қамтамасыз етілуі жасалған және олардың салыстырылуы ZJ30/1700CZ, БУ 2500-ЭП, БУ 2500-ЭУ мен БУ 2500-ДГУ бұрғылау қондырғылары мысалында жүргізілген;

        2. Жасалған әдістеме ТКО кезіндегі машина уақытының шығындарын төмендету критерийі бойынша бұрғылау қондырғысының көтеру кешенінің жетілуін бағалауға мүмкіндік береді. Жекеше алғанда:

  • көтеру білігінің қосылуының жедел муфтасының сипаттамасын есепке алудың жоқ болуы машина уақытының шығындарын шамамен 7% кемітілуі анықталған;

  • бұрғылау қондырғысында жүктелмеген элеваторды көтерудің ең үлкен жылдамдығын 1,2 м/с-тен 1,8 м/с-ке дейін ұлғайту машина уақытының шығындарының интенсивті төмендеуіне әкелетіндігі анықталған. Жылдамдықтың 1,8 м/с-тен асуы кезінде машина уақытының шығындарының қисық сызығы лезде және жылдамдықтың мәні 1,8...2,3 м/с аралығында болғанда уақыт шығындары іс жүзінде бір деңгейде орналасады да әрі қарай өседі. Жүктелмеген элеваторды көтерудің ең үлкен жылдамдығын 1,8-ден 1,5 м/с-ке дейін кеміту оны көтеруге кететін машина уақыты шығындарының шамамен 9% ұлғаюына әкеледі;

  • ТКО кезінде шығу білігінің айналу жиілігін реттеудің толық аралығында турбоөзгерткішті пайдалану оның төмен п.э.к. тиімсіз екендігі анықталған жетектің жұмысының тиімді режимдері (БАҚ жылдамдықтарын ауыстыру уақыттарының



  • моменттері) ТКО кезінде машина уақытының шығындарын 60,4 с-қа қарсы 58,6 сағат (3%) қол жеткізуге мүмкіндік береді;

  • Баялау кезеңіндегі жүктелмеген элеваторды көтеру кезінде көтеру білімін тежеу ұңғыманы бұрғылау циклы ішіндегі бұрғылау колоннасын көтеруге кететін машина уақыты шығындарын БУ 2500-ДГУ үшін 6%, БУ 2500-ЭУ үшін 8,7%, ZJ30/1700CZ үшін 12,5% және БУ 2500-ЭП үшін 17,2%-ға кемітуге мүмкіндік береді.

Жарияланымдар туралы мәліметтер:

Диссертацияның негізгі мазмұны бойынша 4 ғылыми жұмыс және жұмыстың нәтижелері әр түрлі ғылыми конференцияларда талқыланып, басылымдарда жарияланды.



Кіріспеде трансмиссияның нақты сипаттамасын есепке алатын, ТКК өнімділігін есептеу әдістемесін жасауда тиімділігін арттыру, бұрғылау қондырғысын жобалау кезеңінде кинематикалық схема сипаттамаларын, сонымен қатар түсіру-көтеру операцияларын орындау кезінде қозғалтқыштар (күш агрегаттар) жұмысының режимдерін оңтайландыру қажеттілігіне баға берілген. Сондықтан ТКК өнімділігін есептеу әдістемесін жасау маңызды практикалық мәнге ие.

Бірінші бөлімінде бұрғылау құрылғыларының техникалық жағдайы, есептеу нормасы мен жобалауға байланысты анықтамалар берілген.

Бұрғылау қондырғысының конструкциялық орындалуы, габариттері мен параметрлері көптеген факторларға, бірінші кезекте бұрғылау тереңдігіне және скважина конструкциясына тәуелді. Атқарушы механизмдердің жұмыс режимін ағымды құрылымдарды жасанды үйретуге, технологиялық операцияларда басқару жүйесін агрегаттар жұмысының регламентті жұмысына, агрегаттардың конструктивті жұмыс атқкруын жетілдіруге және өнім өндірушінің сапасына, құрылғының монтаж талаптары мен оның эксплутациялау ережесіне сәйкес анықтайды. Бұрғылау қондырғысың структурасында үш технологиялық схеманы бөліп көрсетеді. Олардың әрқайсысы күштік ағым, трансмиссия, басты орындаушы орган және көмекші құрылғылар және құралдардан құралады.

Түсіріп-көтеру операцияларын орындаудағы технологиялық картаға: бұрғылау лебедкасы (негізгі орындаушы орган), күштік ағым, трансмиссия, сонымен қатар бұрғылау мұнарасы мен тальдік жүйе кіреді.

Ротор (негізгі орындаушы орган) ротордың күштік ағымынан, трансмиссиядан, вертлюгтен және жоғары ағымнан құралған бұрғылау бағанасынан қағу үшін арналған құрылғының технологиялық схемасы.

Біріктірілген бұрғылау насосынан (негізгі орындаушы орган) насостың күштік ағымынан,трансмиссядан,сонымен бірге дайындау аппараттарымен механизмдерінен,майды тазалаумен өңдеу және циркуляциялық жүйенің жоғарысындағы элементтерінен скважина мұнарасында циркуляция пайда болдыру үшін арналған технологиялық схема.

Біріктірілген технологиялық жүйеде бұрғылау қондырғысының көмекші жұмыстарына механизация және автоматтандыру процестері жатады т.б кіргізіледі. Осындай әдіспен терең бұрғылауда арналған заманауи бұрғылау қондырғысы барлық көмекші органдармен өзімен бірге бұрғылау жұмыстарын дала жағдайында кез-келген ауа-райына қарамастан жүргізе алатындығын көрсетеді. Бұрғылау қондырғысының белгілі деңгейде тасымалдануы технологиялық мінездемесімен анықталады. Бұрғылау құрылғысы скважина құрылысын жоғары техника-экономикалық көрсеткіштерде орындау керек.

Бұрғылау құрылғысын дамытуда бірнеше басым бағыттарды көрсетуге болады:

- бұрғылау қондырғысында жеке агрегатттарды және түйіндерді дәлдікпен алмастыру;

- бұрғылау қондырғысының приципиальды схемасын өзгертпей-ақ конструкцияны модернизациялауға;

- жаңа технологиялық процестер жүйесінде принципиалды жаңа конструкцияларды жасау;

- көптеген ерекше талаптарға сай бұрғылау қондырғысын жасау; (мысалы қиын аудандар үшін құрылғы т.б) жеңілдетіп уақытын қысқартуға мүмкіндік береді.

ZJ30/1700CZ жаңа бұрғылау қондырғыларын көп шамада жобаламайды, оның орнына қолданыстағы бұрғылау құрылғыларының жеке бөліктерін ауысыммен ауыстырады. Бұл әрекеттер өз кезегінде механикалық бұрғылау процесінің табыстылығына жеткізеді. Осы атқарылған жұмыстардың арқасында жобалау шығындары құрылғы өндірісі және эксплутация уақытын қысқартады.



Екінші бөлімінде бұрғылау лебедкасының көтергіш білігінің тірек подшипниктерінің ұзақмерзімділігі мен жүктелу режимін есептеу ерекшеліктері келтірілген.

Ұсынылып отырған бұрғылау лебедкасы және оның жетегінің кинематикалық сұлбасы, бұрғылау қондырғысының көтеру жүйесінің тарту мінездемесін (1-3 сур.) көруге болады және олардың көпшілігі бірбілікті сұлбамен орындалған.




а) ZJ30 МБҚ, б) БУ 1600/100 ДГУ

1-сурет. Бұрғылау лебедкасы жетегінің кинематикалық сұлбасы және бұрғылау қондырғысының көтеру жүйесінің тартылу мінездемесі


а) БУ2500 ЭП, б) БУ 2500 ДГУ-М

2-сурет. Бұрғылау лебедкасы жетегінің кинематикалық сұлбасы және бұрғылау қондырғысының көтеру жүйесінің тартылу мінездемесі


  1. Көмекші тежегіш; 2- муфта; 3- барабан білігі; 4,5- шина-пневматикалық муфта; 6-беріліс қорабы; 7-муфта; 8- негізгі қозғалтқыш; 9- тахогенератор жетегі; 10- муфта; 11-цилиндрлі редуктор; 12- электроқозғалтқыш; 13- муфта; 14,15- водило.

3-сурет. БУ 2500/160 ЭПБМ1 және БУ2500/175 ЭПКБМ бұрғылау қондырғыларының көтеру жүйесінің тартылу мінездемесі мен лебедкалы модулінің кинематикалық сұлбасы.
Бұрғылау лебедкасының көтергіш білігінің тірек подшипниктерінің жүктелуі схемасының анализі оларға тән келесі ерекшеліктерді көрсетті:

  • Көтеру білігіне БАҚ – (берілісті ауыстыру қорабы) нан, карданды біліктен немесе муфта арқылы тіркелген редуктордан болатын айналу айналу моменті мен тартылу шектің күші әсер етеді.

  • Көтеру білігіне тартылу шектегі және тісті берілістегі күштің түсуі бір уақытта әсер етеді.

  • Көтеру білігіне бұрғылау тізбектерімен болатын ТКО кезінде тұрақты тоқты электрқозғалтқыштан келетін айналу моменті мен тартылу шектегі күш әсер етеді, ал ауыр шегендеуші тізбекті түсіру және тізбекті тарту мен ұстап қалу кезінде тартылу шектегі күш пен шынжырлы берілістің күші әсер етеді.

ЭТ (электрлік жетекті және электрқозғалтқышпен тежелетін) сериялы бұрғылау лебедкасы, тісті берілісті дәстүрлі лебедкамен салыстырғанда келесідей ерекшеліктермен ерекшеленеді:

ЭТ сериялы лебедкада мыналар жоқ:



    • Тісті беріліс;

    • Шинно- пневматикалық муфталар;

    • Көмекші тежегіш (электромагнитті, электрлік, индуктивті, гидродинамикалық);

    • Ленталық тежегіш;

    • Тежеуішті басқару тетігі.

Үшінші бөлімінде ұңғыманы бұрғылау циклі ішіндегі түсіру көтеру операциялары кезіндегі машина уақытының шығындарын есептеу әдістемесі келтірілген. ZJ – 30 бұрғылау қондырғысының шығырының күштік жетегіне талдау жасала отырып ТКК жетегінің кинематикалық схемасы 4-суретте келтірілген. Шығырдың жетегіндегі қозғалтқыш ретінде қуаты 500 кВт, МПЭ 500-500 тұрақты токты электрқозғалтқышы қолданылған. ТКО орындау үшін бір электрқозғалтқыш пайдаланылады.

Көтеру агрегатының беріліс қатынастары Unaj табылады



Unaj=Uд*Uj (1)

Мұндағы Uд – электрқозғалтқыш пен трансмиссияның білік арасындағы берілісті қатынас



(2)

Мұндағы ZE(6), ZE(5) – қозғалтқыш білігі мен трансмиссиялық біліктегі жұлдызшалар тістерінің сәйкес саны;



Ujj-ші берілістегі жұмыс істеу кезіндегі шығыр білігі мен трансмиссиялық білік арасындағы берілістік қатынас:

(3)

Мұндағы ZE2J, ZE2*(J-1) –трансмиссиялық біліктегі жұлдызшалар мен шығырдың көтеру білігіндегі жұлдызшалардың сәйкес тістер саны.

Көтеру агрегатының трансмиссиясының инерция моменттерін келтіру келесідей түрде іске асырылады.

Жетектің айналатын элементерінен бұрғылау колоннасына келтірілген қосынды масса өрнектеледі:



mпр.па=mпр.трj + mпр.дв, (4)

Мұндағы mпр.трj – тальді блокқа келтірілген трансмиссиялық біліктің массасы:



тпр.трj=, (5)

j-ші берілістегі жұмыс істеу кезіндегі электрқозғалтқыштың айналатын білігінің қосылған элементтермен бірге, тальді блокқа келтірілген массасымен анықталады;

Қозғалтқыш уақытын бұраушы момент оның сипаттамасынан табылуы мүмкін.

Қозғалтқыштың есепті және іске қосу сипаттамасы 4-ші суретте келтірілген, онда Мкр и Мп – жұмыстың номиналдық режимі мен қарқынды үдеу (іске қосу) кезіндегі қозғалтқыш моменті. Мкр и Мп – жұмыстың номиналдық режимі мен қарқынды үдеу (іске қосу) кезіндегі қозғалтқыш моменті.

группа 21 п, об/минпрямая соединительная линия 19прямая соединительная линия 20

1000
900


800 Мп
700 Мкр
600

прямая соединительная линия 18

500
400


300
200
100 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

М, кН*м
4-ші сурет. МЭП-500-500 есепті және іске қосу сипаттамасы
МЭП-500-500 тұрақты тоқтағы қозғалтқыштың моментін аналитикалық түрде 0 £nдв£ 500 болғандағы тәуелділікпен өрнектеуге болады, онда

(6)

мұндағы, пдв – қозғалтқыш білігінің айналу жиілігі, айн/мин.

500<nдв£ 1000 аралықтарындағы қозғалтқыш білігінің айналу жиілігі кезінде, табылған айналу жиілігін np.l оны өрнекке қоя отырып, қарқынды үдеудің қарастырылып отырғанын аралығында (итерациялау) қозғалтқыштың бұраушы моментінің мәндерін табамыз.

Электрлік қозғалтқыштың асыра жүктей алу қасиетінің коэфициенті jптөмендегідей қабылданады – номиналдық жұмыс істеу кезінде (яғни ТКО режимінде) jп =1.4, іске қосу режимінде jп = 1.9.

Төменде 5 - ші суретте 2004-2012 – ші жылдар аралығындағы ZJ 30 мобильдік бұрғылау қондырғысын қолдану көрсеткіші келтірілген.

5-сурет.ZJ 30 мобильдік бұрғылау қондырғысын қолдану көрсеткіші
6-суретте ZJ мобильдік бұрғылау қондырғылар түрлерінің бұрғылау тереңдіктері (м) көрсетілген, яғни маркасына қарап қай тереңдікке дейін бұрғылай алатынын көре аламыз.

6-сурет. ZJ мобильдік бұрғылау қондырғылары түрлерінің бұрғылау тереңдігі, м


Жалпы, ZJ мобильдік бұрғылау кешендері өз алдында бұрғы қондырғыларының функцияларын өте компактілі және мобильді орындай алатын түрде сипатталады. Агрегат мына бөлімдерден: бір немесе екі қозғалтқышты (жоба бойынша) телескопиялық мачтадан, бір немесе екі барабанды лебедкалардан, трансмиссиядан, бұрыштық редуктор, дифференциялды жылдамдық коробкасынан, мачта секцияларын көтеретін жүйеден, ротор және жетек трансмиссиясынан тұрады.

7-сурет. ZJ мобильдік бұрғылау қондырғысының құрамы.


Мобильді бұрғылау кешендері трейлер прицебінде немесе XD 8х6; 10х8; 12х8; 14х8; түрдегі өздігінен жүретін шассиге бекітіледі. САТ дизельді қозғалтғышы және ALLISON гидравикалық трансмиссиясы лебедка, ротор, гидрокілттер және механизмдерді жылжымалы шассимен басқаруға септігін тигізеді. Лебедканың негізгі барабанында Lebus арқан суырып алуын қолданылады, негізгі барабанды сумен суытуға көмекші тежегіші – сумен немесе дискілі. Телескопиялық мұнарасы мен оның маңызы аударылған үшбұрышты түрге ие, яғни жоғарғы көпконструкциялы болып келеді.

Төменде 8-суретте бір қозғалтқыштық агрегатты жетектің кинематикалық схемасы көрсетілген. Жалпы алатын болсақ, қозғалтқыш қуаттылығы 2 бөлімнен тұрады: жоғарғы, яғни лебедкаларға, роторға және т.б, ал төменгі – шасси келтіруіне арналған үлестіретін қорап арқылы ауыстырып қосулары арқылы жүзеге асады.



8-сурет. Бір қозғалтқыштық агрегатты жетектің кинематкалық схемасы

Жалпы тарау бойынша қорытындылар мен зерттеулер нәтижелері

1. ТКО кезіндегі көтеру кешендерінің энергиялық шығындары мен машина уақытының шығындарын есептеудің әдістемесі мен бағдарламалық қамтамасыз етілуі жасалған және олардың салыстырылуы ZJ-30, БУ 2500-ЭП, БУ 2500-ЭУ мен БУ 2500-ДГУ бұрғылау қондырғылары мысалында жүргізілген.



  1. Жасалған әдістеме ТКО кезіндегі машина уақытының шығындарын төмендету критерийі бойынша бұрғылау қондырғысының көтеру кешенінің жетілуін бағалауға мүмкіндік береді. Жекеше алғанда:

  • көтеру білігінің қосылуының жедел муфтасының сипаттамасын есепке алудың жоқ болуы машина уақытының шығындарын шамамен 7% кемітілуі анықталған;

  • бұрғылау қондырғысында жүктелмеген элеваторды көтерудің ең үлкен жылдамдығын 1,2 м/с-тен 1,8 м/с-ке дейін ұлғайту машина уақытының шығындарының интенсивті төмендеуіне әкелетіндігі анықталған. Жылдамдықтың 1,8 м/с-тен асуы кезінде машина уақытының шығындарының қисық сызығы лезде және жылдамдықтың мәні 1,8...2,3 м/с аралығында болғанда уақыт шығындары іс жүзінде бір деңгейде орналасады да әрі қарай өседі. Жүктелмеген элеваторды көтерудің ең үлкен жылдамдығын 1,8-ден 1,5 м/с-ке дейін кеміту оны көтеруге кететін машина уақыты шығындарының шамамен 9% ұлғаюына әкеледі;

  • ТКО кезінде шығу білігінің айналу жиілігін реттеудің толық аралығында турбоөзгерткішті пайдалану оның төмен п.э.к. тиімсіз екендігі анықталған жетектің жұмысының тиімді режимдері (БАҚ жылдамдықтарын ауыстыру уақыттарының моменттері) ТКО кезінде машина уақытының шығындарын 60,4 с-қа қарсы 58,6 сағат (3%) қол жеткізуге мүмкіндік береді;

  • Баялау кезеңіндегі жүктелмеген элеваторды көтеру кезінде көтеру білімін тежеу ұңғыманы бұрғылау циклы ішіндегі бұрғылау колоннасын көтеруге кететін машина уақыты шығындарын БУ 2500-ДГУ үшін 6%, БУ 2500-ЭУ үшін 8,7%,ZJ-30 үшін 12,5%және БУ 2500-ЭП үшін 17,2% кемітуге мүмкіндік береді.

  1. Әртүрлі жетекті бұрғылау қондырғыларының көтеру кешендерінің ұңғыманы бұрғылау циклы ішіндегі бұрғылау колоннасын көтерудің машина уақыты шығындары бойынша жетілуінің бағалануы іске асырылған. Уақыт шығындары БУ 2500-ЭП үшін – 21с., ZJ-30 үшін 25 с, БУ 2500-ЭУ-34с (ЭП салыстырғанда 38 % процентке ұлғаю) және де БУ 2500 ДГУ үшін – 37,6с (ЭП салыстыру бойынша 44,2 % ұлғаю) құрайды.

Төртінші бөлімінде бұрғылау қондырғысының лебедка трансмиссиясын ұзақмерзімділікке есептеу әдістемесі мен тісті берілістің беріктік мерзімін бағалау және байланысты төзімділік кезіндегі ZJ30/1700CZ бұрғылау қондырғысының тісті берілісінің беріктік мерзімін есептеу жүргізілген.

Планетарлы берілістің кинематикасы, ZJ30/1700CZ бұрғылау қондырғысының төрт сателлиталы екі сатылы трансмиссияның иілу кернеуі мен байланыс кернеуі бойынша есеп (9-сурет) төменде қарастырылған.

Бастапқы негізгі деректер мынадай: берілісті қатынас, тісті дөңгелектердің механикалық сипаттамасы, жұмыс режимі – жүктеменің өзгеру заңдылығы. Осы айтылғандардан басқа бастапқы деректер қатарына d1, d2, b1, b2,, х1, х2,, m және т.б. геометриялық параметрлер жатады

Тісті дөңгелекті планетарлы беріліс ілінісінің беріктігін және геометриясын есептеу кезінде қабылданған индекстерден басқа, орталық дөңгелек үшін 1, ал сателлит үшін 2 индексі қолданылады (9- сурет).



овал 59
овал 58
прямая соединительная линия 60
прямая соединительная линия 61

2

прямая соединительная линия 63
прямая соединительная линия 64
1

Мұндағы:1- орталық дөңгелек, 2- сателлит.

9-сурет. Планетарлы беріліс.
Эквивалентті кернеуді төмендегі формула бойынша анықталады:

НЕ(n)=КНЕ(n)*Н1,МПа.(7)

Байланысты кернеуді есептеу кезінде,эквивалентті жүктеме коэффициенті анықталады:
(8)
мұнда түбір астындағы квадрат жақшаларда бір ұңғыманы бұрғылау кезінде байланыс кернеулерінің барлық циклдары қарастырылады,ал ZHC – берілісті қатардан шығып қалуына дейінгі бұрғыланған ұңғымалар саны. КНЕ(n) (8) формулаға қойсақ,онда:
HPНЕ(n) = (9)
Байланысты төзімділік кезінде ZJ30/1700CZ берілістің планетарлы қорабының орталық дөңгелегінің беріктік мерзімін былай бейнеленеді:

ZHC = NH* (10)
мұнда Нi(n), Hlim, Н1жәнеHP– жүктеудің п-деңгейіндегібайланыс төзімділігін есептеу кезіндегі кернеу болып табылады,мПа.

мұнда NH, Nci(п – байланыс төзімділік есебінде қабылданған циклограмманын соммаланған барлық циклы болып табылады;



Өткізілген зерттеулер нәтижелері мен негізгі қорытындылар


        1. ТКО кезіндегі көтеру кешендерінің энергиялық шығындары мен машина уақытының шығындарын есептеудің әдістемесі мен бағдарламалық қамтамасыз етілуі жасалған және олардың салыстырылуы ZJ30/1700CZ, БУ 2500-ЭП, БУ 2500-ЭУ мен БУ 2500-ДГУ бұрғылау қондырғылары мысалында жүргізілген.

        2. Жасалған әдістеме ТКО кезіндегі машина уақытының шығындарын төмендету критерийі бойынша бұрғылау қондырғысының көтеру кешенінің жетілуін бағалауға мүмкіндік береді. Жекеше алғанда:

  • көтеру білігінің қосылуының жедел муфтасының сипаттамасын есепке алудың жоқ болуы машина уақытының шығындарын шамамен 7% кемітілуі анықталған;

  • бұрғылау қондырғысында жүктелмеген элеваторды көтерудің ең үлкен жылдамдығын 1,2 м/с-тен 1,8 м/с-ке дейін ұлғайту машина уақытының шығындарының интенсивті төмендеуіне әкелетіндігі анықталған. Жылдамдықтың 1,8 м/с-тен асуы кезінде машина уақытының шығындарының қисық сызығы лезде және жылдамдықтың мәні 1,8...2,3 м/с аралығында болғанда уақыт шығындары іс жүзінде бір деңгейде орналасады да әрі қарай өседі. Жүктелмеген элеваторды көтерудің ең үлкен жылдамдығын 1,8-ден 1,5 м/с-ке дейін кеміту оны көтеруге кететін машина уақыты шығындарының шамамен 9% ұлғаюына әкеледі;

  • ТКО кезінде шығу білігінің айналу жиілігін реттеудің толық аралығында турбоөзгерткішті пайдалану оның төмен п.э.к. тиімсіз екендігі анықталған жетектің жұмысының тиімді режимдері (БАҚ жылдамдықтарын ауыстыру уақыттарының моменттері) ТКО кезінде машина уақытының шығындарын 60,4 с-қа қарсы 58,6 сағат (3%) қол жеткізуге мүмкіндік береді;

  • Баялау кезеңіндегі жүктелмеген элеваторды көтеру кезінде көтеру білімін тежеу ұңғыманы бұрғылау циклы ішіндегі бұрғылау колоннасын көтеруге кететін машина уақыты шығындарын БУ 2500-ДГУ үшін 6%, БУ 2500-ЭУ үшін 8,7%,ZJ30/1700CZүшін 12,5%және БУ 2500-ЭП үшін 17,2% кемітуге мүмкіндік береді.

        1. Әртүрлі жетекті бұрғылау қондырғыларының көтеру кешендерінің ұңғыманы бұрғылау циклы ішіндегі бұрғылау колоннасын көтерудің машина уақыты шығындары бойынша жетілуінің бағалануы іске асырылған. Уақыт шығындары БУ 2500-ЭП үшін – 21с., ZJ-30 үшін 25 с, БУ 2500-ЭУ-34с (ЭП салыстырғанда 38 % процентке ұлғаю) және де БУ 2500 ДГУ үшін – 37,6с (ЭП салыстыру бойынша 44,2 % ұлғаю) құрайды.

4. Өңделген әдістер бойынша бұрғылау колоннасының көтеру тахограммасының толық еместік деңгейін салыстырмалы түрде бағалау жүргізіледі.

5. Планетарлық БАҚ-тың тісті жұптардың ресурстары:

-байланысты кернеуді есептеу кезінде-171 ұңғыма

-иілгіш кернеуді есептеу кезінде – 242 ұңғыма

6. Дайындалған әдістер бұрғылау қодырғысының құрылымдық – кинематикалық сызбасы мен режимін оптимизациялау үшін қолданылады.

Диссертация тақырыбы бойынша жарияланған мақалалар тізімі:


  1. Д.Ж.Басқанбаева., Н.М. Мусилимова., Н.Ш.Махатова.Влияние приведенных масс подвижных элементов системы при разгоне и замедлении, на производительность буровой установки (на примере БУ -2500 ЭУК)//Сборник трудов 4 международной научно- технической конференции молодых ученых. Актуальные проблемы науки и техники. Изд.УГНТУ. г.Уфа. 2012 год. май.

  2. М.Ж. Досжанов., Д.Ж.Басқанбаева., Решение частотных уравнений собственных колебаний методом Г.И.Пшеничного. «Арал өңірі аймағының индустриалды – инновациялық даму басымдықтары» халықаралық ғылыми –тәжірибелік конференция. ҚМУ. Қызылорда 2012ж. мамыр.

  3. А.М.Жабағиев., Д.Ж.Басқанбаева., Н.М. Мусилимова. Бұрғылау қондырғыларындағы қашау берілісін автоматты түрде реттеушті дамыту жолдары. Университеттің 75 жылдығына орай жас ғалымдардың мақалалар жинағы. ҚМУ. Қызылорда 2012ж. наурыз.

  4. А.М.Жабағиев., Д.Ж.Басқанбаева., А.Т.Байниязова., Н.М. Мусилимова. Көтергіш кешен жетегінің әралуан типтері мен бұрғылау қондырғыларымен ұңғыма желісі процесінде бұрғылау бағанын көтеруде машина уақыты шығындары мен энергия шығындарын талдау. Ғылыми зерттеулер әлемі. Ғылыми журнал. ВАК. №9-10 (63-64), 2012 ж. қыркүйек-қазан.


РЕЗЮМЕ

ПУТИ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТРАНСМИССИИ ПРИВОДА ЛЕБЕДКИ БУРОВОЙ УСТАНОВКИ (В ПРИМЕРЕ БУРОВАЯ УСТАНОВКА ZJ-30)

Объем и структура диссертации: Диссертация состоит из введения, 4 разделов, заключения, списка использованных источников и приложения. Объем диссертации 102 страницы текста, 14 таблиц, 34 рисунков, а также плакаты A1 9 шт. Библиография включает 120 наименовании.

Ключевые слова: буровая установка, буровая лебедка, свеча, буровая колонна, спуско-подъемные операции, спуско-подъемный комплекс, трансмиссия, привод, планетарная передача, долговечность, контроль качества, управление качеством, тахограмма скорости спуско-подъема.

Актуальность исследования:

Определение и установление ресурсных характеристик для обеспечения безопасности эксплуатации объектов повышенной ответственности является очень сложной комплексной задачей. Перечень разного рода ресурсных характеристик достаточно солиден. Это и ресурс, как жесткое ограничение по наработке, это и интервалы между различными мероприятиями (заменами, ремонтами, осмотрами), поддерживающими безопасную эксплуатацию оборудования.



Знание кривых усталости несущих элементов не достаточно для решения данной задачи. Необходимым условием является также знание режима нагружения несущих элементов в процессе проводки скважины. Таким образом, целью диссертационной работы является разработка методики расчета долговечности зубчатой передачи СПК буровой установки, с учетом рекомендации последнего НТД и уточнении методов расчета путем усовершенствованием трансмиссии лебедки буровой установки.

Цель исследования:

В разработке математических моделей функционирования и разработке компьютерных программ расчета ресурса несущих элементов и производительности спуско-подъемного комплекса (СПК) буровой установки, оценить производительность подъемного комплекса буровой установки и оптимизировать конструкцию СПК, оценить планетарную КПП привода лебедки буровой установки по критерию долговечности.



Объект исследования:

Объектом исследования работы, является технический уровень и качество бурового оборудования, в частности спуско-подъемный комплекс и насосный комплекс буровых установок. Существующие методики оценки качества буровых установок базируются на экспертные методы и включают определить эффективности спуско-подъемного комплекса (СПК) буровых установок и ресурса несущих элементов бурового оборудования.


Методы исследовании:

Существующие практические методы расчета на выносливость деталей и узлов бурового оборудования имеют ряд существенных недостатков:

- в конечном итоге рассматривается регулярный ассимитричный цикл изменений напряжений, хотя в большинстве случаев имеет место случайный характер изменения нагрузок;

- не учитывается рассеяние характеристик сопротивления усталости и нагруженности, которое в большей степени влияет на надежность;

- расчет по запасам не позволяет оценить надежность деталей в зависимости от использования ресурса и не позволяет сравнить уровень долговечности несущих элементов СПК с различным НДС;

- этот метод является недостаточно эффективным для выявления факторов, наиболее сильно влияющих на ресурс и надежность в целом, а следовательно, неприемлемым для разработки мероприятий по существенному их повышению при одновременном снижении металлоемкости;

- метод не позволяет в прямой форме сопоставить результаты расчета с наблюдениями за появлением отказов при эксплуатации, а следовательно, и опробовать правильность метода расчета и исходной информации. Таким образом, целью работы является разработка методики расчета долговечности зубчатой передачи СПК буровой установки, с учетом рекомендации последнего НТД и уточнении методов расчета.

Полученные результаты, их новизна, научная и практическая значимость:

1. Разработана методика и программное обеспечение расчета ресурса зубчатой передачи планетарной КПП в приводе лебедки, учитывающие прочностную характеристику зубчатой пары и нагрузочную характеристику за цикл бурения скважины.

2. Разработанная методика позволяет оценить по критерию минимизации затрат машинного времени при СПО совершенство подъемного комплекса буровой установки. В частности:

- установлено, что отсутствие учета характеристики оперативной муфты включения подъемного вала занижает затраты машинного времени почти на 6 %;

- установлено, что использование турботрансформатора в полном диапазоне регулирования частоты вращения выходного вала при СПО нерационально из-за низкого его к.п.д.

3. Проведена сравнительная оценка степени неполноты тахограммы подъема бурильной колонны с различными типами привода по разработанной методике.

4. Ресурс зубчатой пары планетарной КПП составляет:

- при расчете на контактные напряжения – 171 скважин;

- при расчете на изгибные напряжения – 242 скважины.

5. Разработанные методы рекомендуются для оптимизации конструктивно-кинематических схем и режимов эксплуатации СПК буровых установок.

Сведения о публикациях:
1. Д.Ж.Басқанбаева., Н.М. Мусилимова., Н.Ш.Махатова. Влияние приведенных масс подвижных элементов системы при разгоне и замедлении, на производительность буровой установки (на примере БУ -2500 ЭУК)//Сборник трудов 4 международной научно- технической конференции молодых ученых. Актуальные проблемы науки и техники. Изд.УГНТУ. г.Уфа. 2012 год. май.

2. М.Ж. Досжанов., Д.Ж.Басқанбаева., Решение частотных уравнений собственных колебаний методом Г.И.Пшеничного. //«Арал өңірі аймағының индустриалды – инновациялық даму басымдықтары» халықаралық ғылыми –тәжірибелік конференция. ҚМУ. Қызылорда 2012ж. мамыр.

3. А.М.Жабағиев., Д.Ж.Басқанбаева., Н.М. Мусилимова. Бұрғылау қондырғыларындағы қашау берілісін автоматты түрде реттеушті дамыту жолдары.//Университеттің 75 жылдығына орай жас ғалымдардың мақалалар жинағы. ҚМУ. Қызылорда 2012ж. наурыз.

4. А.М.Жабағиев., Д.Ж.Басқанбаева., А.Т.Байниязова., Н.М. Мусилимова. Көтергіш кешен жетегінің әралуан типтері мен бұрғылау қондырғыларымен ұңғыма желісі процесінде бұрғылау бағанын көтеруде машина уақыты шығындары мен энергия шығындарын талдау. //Ғылыми зерттеулер әлемі. Ғылыми журнал. ВАК. №9-10 (63-64), 2012 ж. қыркүйек-қазан.

SUMMARY

IMPROVEMENT OF TRANSMISSION WINCHES DRILLING RIG



Volume and structure of the thesis: The thesis consists of an introduction, sections 4, conclusions, list of references and applications. The volume of the thesis text page 102, 14 tables, 34 drawings and posters A1 9 pcs. The bibliography includes 120 items.

Keywords: drilling rig draw works, drilling winches, candles, drill column, tripping, tripping range, transmission, drive, planetary gear, durability, quality control, quality management, tachogram rate lowering and lifting.


The topicality of research:

Identification and characteristics of the resource to ensure the safety operation of high responsibility is very difficult and complex task. A list of various resource characteristics quite respectable. This is life as a hard limit on operating time, this interval between events (replacements, repairs, inspections) that support the safe operation of equipment. Knowledge of the fatigue curves of load-bearing elements are not sufficient to solve the problem. A necessary condition is also the knowledge of mode of loading bearing elements in the process of posting a well. Thus, the aim of the thesis is to develop methods for calculating longevity gear SEC rig, taking into account the recommendations of the latest technical documentation and refinement of methods for calculating the transmission through the improvement of the winch rig.


The purpose of researches:

  1. In the development of mathematical models of the functioning and development of computer programs for calculating the bearing elements of the resource and performance lowering and lifting of the complex (SEC), the rig, to evaluate the performance of complex lifting rig and optimize the design of SEC, to estimate the planetary gearbox drive winch rig by longevity.
    Object of researches:

  2. The object of research work, is the technical level and quality of drilling equipment, including round-trip range of complex and pumping rigs. Existing methods of assessing the quality of drilling rigs are based on expert methods to identify and include round-trip efficiency of the complex (SEC) of drilling rigs and service life of bearing elements of the drilling equipment.
    Methods of researches:

The results obtained, their novelty, scientific and practical importance:
1. The technique and software resource calculation of the planetary gear train gearbox in the drive winch, taking into account the strength characteristics of the gear pair, and load characteristics for a series of well drilling.
2. The developed technique allows to estimate by minimizing the cost of computer time for the perfection of the ACT complex lifting rig. In particular:
- Found that the lack of consideration of the operational characteristics of the clutch shaft hoist lowers the cost of computer time by almost 6%;
- Found that use of the full range of hydraulic torque converter speed control the output shaft when the ACT wasted due to its low efficiency
3. A comparative evaluation of the degree of incompleteness of the tachogram lifting the drill string with different types of drive on the developed method.
4. Resource of the planetary gear-CAT is:
- The calculation of the contact voltage - 171 wells;
- In calculating the bending stresses - 242 wells.
5. The developed methods are recommended to optimize the design and cinematic patterns and modes of operation SEC rigs.

For information on publications:



        1. Д.Ж.Басқанбаева., Н.М. Мусилимова., Н.Ш.Махатова.Влияние приведенных масс подвижных элементов системы при разгоне и замедлении, на производительность буровой установки (на примере БУ -2500 ЭУК)//Сборник трудов 4 международной научно- технической конференции молодых ученых. Актуальные проблемы науки и техники. Изд.УГНТУ. г.Уфа. 2012 год. май.

        2. М.Ж. Досжанов., Д.Ж.Басқанбаева., Решение частотных уравнений собственных колебаний методом Г.И.Пшеничного. «Арал өңірі аймағының индустриалды – инновациялық даму басымдықтары» халықаралық ғылыми –тәжірибелік конференция. ҚМУ. Қызылорда 2012ж. мамыр.

        3. А.М.Жабағиев., Д.Ж.Басқанбаева., Н.М. Мусилимова. Бұрғылау қондырғыларындағы қашау берілісін автоматты түрде реттеушті дамыту жолдары. Университеттің 75 жылдығына орай жас ғалымдардың мақалалар жинағы. ҚМУ. Қызылорда 2012ж. Наурыз.

        4. А.М.Жабағиев., Д.Ж.Басқанбаева., А.Т.Байниязова., Н.М. Мусилимова. Көтергіш кешен жетегінің әралуан типтері мен бұрғылау қондырғыларымен ұңғыма желісі процесінде бұрғылау бағанын көтеруде машина уақыты шығындары мен энергия шығындарын талдау. Ғылыми зерттеулер әлемі. Ғылыми журнал. ВАК. №9-10 (63-64), 2012 ж. қыркүйек-қазан.






Достарыңызбен бөлісу:


©netref.ru 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет