Содержание
Введение
. Общая часть
.1 Трансмиссии буровых установок
.2 Цепные и ременные передачи буровых установок. Коробки перемены передач
.3 Муфты сцепления, соединительные муфты
.4 Техническая эксплуатация трансмиссий буровых насосов
. Расчетно-технологическая часть
.1 Характер износа основных деталей трансмиссии насосов буровой установки 3200 ДТУ
.2 Материал изготовления основных деталей трансмиссии насосов буровой установки 3200 ДТУ
.3 Процесс капитального ремонта трансмиссии насосов буровой установки 3200 ДТУ
.3.1 Схема капитального ремонта трансмиссии насосов буровой установки 3200 ДТУ
.3.2 Виды мойки при ремонте
.3.3 Контроль технического состояния основных деталей трансмиссии насосов буровой установки 3200 ДТУ
.3.4 Ремонт основных деталей трансмиссии насосов буровой установки 3200 ДТУ
.3.5 Сбор, наладка, испытание трансмиссии насосов буровой установки 3200 ДТУ
.4 Конструкционный расчет трансмиссии насосов буровой установки 3200 ДТУ
. Организационная часть
.1 Техника безопасности при эксплуатации трансмиссий буровых установок
.2 Противопожарные мероприятия на предприятиях НГДО
.3 Охрана недр и окружающей среды при эксплуатации буровых установок
.4 Расчет технико-экономических показателей участка по ремонту трансмиссий буровых установок
.4.1 План по труду и заработной плате
.4.2 План пo себестоимости
Заключение
Список литературы
Бурный научно-технический прогресс и высокие темпы развития различных отраслей науки и мирового хозяйства в XX - XXI вв. привели к резкому увеличению потребления различных полезных ископаемых, особое место среди которых заняла нефть.
Одними из направлений стратегии развития нефтяной и газовой промышленности России являются повышение эффективности геологоразведочных работ, освоение новых месторождений, разбуривание и эксплуатация морских месторождений.
Решать проблемы приростов запасов нефти, газа и конденсата, залегающих в сложных горно-геологических условиях, освоения новых залежей и повышения коэффициента извлечения углеводородов из истощенных месторождений, а также вопросы увеличения годового отбора газа из ПХГ невозможно без наращивания объемов разведочного и эксплуатационного бурения и сокращения фонда простаивающих скважин.
В последние годы предпринят ряд важнейших организационных мер, направленных на разработку, освоение производства и внедрение новых высокоэффективных технологий и оборудования для бурения скважин.
Выпускаемые буровые установки периодически обновляются более производительными и надежными моделями, отвечающими возрастающим требованиям бурения и новейшим достижениям науки и техники. Во многих случаях смена выпускаемых моделей происходит в связи с изменением параметров буровых установок.
В процессе эксплуатации работоспособность буровой установки будет поддерживаться проведением технического обслуживания и ремонтов. С этой целью необходимо обеспечить высокую ремонтопригодность буровой установки, т.е. доступность ее агрегатов для технического обслуживания и ремонта, возможность контроля технического состояния и замены быстроизнашивающихся узлов и деталей.
В дипломном проекте рассматриваем конструкцию, принцип действия бурового оборудования, особенности эксплуатации, монтаж и демонтаж, ремонт трансмиссий, проводим анализ и обобщение изученного материала, осваиваем методику расчета коробок передач.
В цель дипломного проекта входит изучение эксплуатации, технического обслуживания, капитального ремонта и его последовательности, а также практических расчетов при проектировании оборудования, применяемого при бурении скважин. Задачами работы являются: изучение научной и учебной литературы по организации ремонта на предприятиях нефтегазового комплекса; анализ и обобщение изученных материалов, и их практическое применение.
Рисунок
1 - Схематичное изображение системы трансмиссии
В буровом оборудовании для осуществления кинематической связи между валами в механизмах, изменения скорости и направления вращения, преобразования крутящих моментов используют цепные, клиноременные и зубчатые передачи. В установках малой мощности для геологоразведочного бурения при небольших межосевых расстояниях между валами (до 0,5 м) ис-пользуют почти всегда зубчатые передачи, а при межосевых расстояниях более 0,5 м - клиноременные. В установках для эксплуатационного бурения для передачи "больших мощностей (500-2000 кВт и более) и межосевых рас-стояниях более 1 м применяют многорядные цепные и клиноременные передачи. Зубчатые передачи используют при межосевых расстояниях менее 1м - в редукторах насосов, реверсивных устройствах КПП, приводах роторов и др.
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.
В зависимости от используемого первичного источника энергии приводы делятся на автономные, не зависящие от системы энергоснабжения, и неавтономные, зависящие от системы энергоснабжения, с питанием от промышленных электрических сетей. К автономным приводам относятся двигатели внутреннего сгорания (ДВС) с механической, гидравлической или электропередачей. К неавтономным приводам относятся: 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, групповой и комбинированный или смешанный.
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.
Объемный гидравлический привод.
Гидроприводом называют совокупность устройств для приведения в движение механизмов и машин с помощью гидравлической энергии. Силовой частью гидропривода является гидропередача, состоящая из насоса, гидродвигателя и гидросети. В состав гидропривода входят также распределительные и регулирующие устройства для управления потоком жидкости, резервуары, фильтры и др.
В качестве первичных двигателей в гидроприводах применяют ДВС и асинхронные электродвигатели переменного тока. Механическая энергия приводного двигателя с помощью насоса преобразуется в гидравлическую и через распределительные и регулирующие устройства передается гидродвигателю, где энергия потока жидкости вновь преобразуется в механическую.
Рабочая жидкость должна быть нейтральной к материалам гидропривода и безвредной для обслуживающего персонала, должна иметь хорошую смазывающую способность, низкую температуру застывания и небольшое изменение вязкости в процессе работы, не быть склонной к пенообразованию. Обычно в качестве рабочих жидкостей используют индустриальные и веретенные масла или смеси минеральных масел с различными присадками, регулирующими диапазон рабочих температур и другие параметры жидкости.
В приводах бурового оборудования применяют объемные (гидростатические) гидродвигатели двух типов: силовые гидроцилиндры, обеспечивающие прямолинейное возвратно-поступательное движение ведомого звена, и гидромоторы, в которых энергия потока жидкости преобразуется в механическую энергию вращательного движения вала. В данном разделе рассматривается гидропривод с использованием гидромоторов.
Гидроприводами
оснащают как основные, так и вспомогательные механизмы буровых установок -
вращатели, лебедки, труборазвороты, лебедки для съемных керноприемников и др.
Объемы применения гидроприводов в буровой технике непрерывно возрастают,
расширяется область их использования.
Рисунок
2 - Главная трансмиссия: 1, 18 - шайбы упорные; 2, 17 - опоры подшипниковые; 3,
13, 16 - шарикоподшипники; СИ; 4,10, 15 - втулки сальниковые; 5 - шкив привода
механизма подачи; 6 - гайка; 7 - бугель; 8 - полумуфта; 9 - шкив клиноременных
передач привода насоса; 11 - вал; 12 - кольцо пружинное; 14 - крышка
На валу 11 (рисунок 2), смонтированном на двух подшипниковых опорах 2 и 17 и шарикоподшипниках 3 и 16, свободно посажен шкив 9 клиноременной передачи привода насоса, шкив 5 привода механизма подачи посажен на шпонке.
Шкив 9 включается в работу полумуфтой 8, передвигающейся по шлицам вала 11; управление полумуфтой осуществляется бугелем 7, в который вмонтирован шарикоподшипник. В бугеле шарикоподшипник удерживается крышкой, а на ступице полумуфты - круглой гайкой 6.
Шкив 5 постоянно включен.
Фиксация шкивов к бортам вала производится затяжкой болтов, передающих усилия через упорные шайбы 1 и 18, фланцы, внутренние кольца шарикоподшипников 3,13,16 и втулки 4,10 и 15.
Шарикоподшипник 13 фиксируется в шкиве при помощи пружинного кольца 12 и крышки 14.
Шарикоподшипник трансмиссионного вала смазывается через пресс-масленки. Смазка, нагнетаемая прессом, попадает в сферический подшипник, а затем через внутренний паз сальниковой втулки в ступицы клиноременного шкива.
В силовых приводах буровых установок с электроприводом либо с приводом от ДВС для увеличения диапазона регулирования лебедки или ротора применяют коробки перемены передач (КПП) разнообразных конструкций как с цепными, так и с зубчатыми передачами или с комбинированными.
Типы передач
В механических трансмиссиях для преобразования частоты вращения и крутящих моментов применяют коробки передач. В установках геологоразведочного бурения такие трансмиссии используют наиболее часто. Они позволяют получить широкий диапазон изменения частоты вращения, просты в эксплуатации, имеют достаточно высокий к.п.д. Недостатками механических трансмиссий являются ступенчатое изменение передаточных отношений и ограниченное число скоростей, что исключает возможность полного использования мощности двигателя при спуско-подъемных операциях и затрудняет выбор рациональной частоты вращения породоразрушающего инструмента. Трансмиссия не предохраняет двигатель от перегрузки и вибраций, возникающих при бурении, недостаточно надежна при низких температурах.
Кинематическая связь в механических трансмиссиях осуществляется с помощью различных передач и муфт.
Зубчатые цилиндрические и конические передачи используют в редукторах, коробках передач и других элементах трансмиссии при межцентровых расстояниях между валами до 1,0 м. В тихоходных передачах обычно применяют прямозубые, а при окружных скоростях более 4-6 м/с и значительной передаваемой мощности - косозубые и шевронные колеса, позволяющие уменьшить динамические нагрузки и снизить шум при работе. Для повышения работоспособности зубчатые передачи, имеющие окружную скорость более 1-2 м/с, размещают в масляных ваннах. :
Цепные передачи применяют при расстоянии между осями валов до 4-5 м и окружных скоростях до 20 м/с. В установках геологоразведочного бурения цепные передачи используются редко. Они широко распространены в установках для бурения скважин на нефть и газ в коробках передач, при блокировании ДВС, в передачах от двигателей к лебедкам и роторам.
Применение цепных передач позволяет упростить кинематическую цепь благодаря большим расстояниям между валами и сохранению направления вращения их. Цепные передачи имеют высокий к.п.д., создают небольшие нагрузки на валы и опоры от предварительного натяжения. Важными преимуществами цепных передач перед зубчатыми являются меньшая масса, а также возможность оперативного устранения дефектного звена или замены всей изношенной цепи без съема валов.
Недостатками цепных передач являются необходимость точного монтажа, некоторая неравномерность скорости цепи и звездочек, шум при работе.
Клиноременные передачи используют при межцентровых расстояниях до 3 м и окружных скоростях до 25-30 м/с. Основное распространение они получили в приводах буровых насосов, компрессоров, глиномешалок, а также в передачах, блокирующих двигатели внутреннего сгорания тяжелых буровых установок.
Преимуществами клиноременных передач являются возможность передачи вращения при больших межцентровых расстояниях между валами, смягчение колебаний нагрузки за счет эластичности и частичного проскальзывания ремней, меньшая чувствительность к перекосам соединяемых валов, бесшумность работы и простота ухода. Наряду с этим, клиноременные передачи создают значительные нагрузки на опоры вследствие большого предварительного натяжения ремней, требуют применения устройств для периодического их подтягивания, чувствительных к попаданию смазки.
Современные буровые установки выполняют многоскоростными. Число скоростей определяется назначением и типоразмером установки. Установки для медленно-вращательного и шнекового бурения, например, обычно имеют не более трех скоростей, в то время как в установках для бурения глубоких скважин на твердые полезные ископаемые число скоростей вращателя достигает восьми и более. Увеличение числа скоростей обеспечивает более полную реализацию мощности приводного двигателя, способствует повышению производительности бурения, но одновременно усложняет и удорожает трансмиссию, увеличивает ее массу и размеры.
В буровой установке БУ-2500 групповой силовой привод САТ-4 состоит из двух силовых агрегатов, цепного редуктора, насосной трансмиссии.
Цепная блокирующая трансмиссия при помощи муфты ШПМ-700 соединяется с КПП буровой лебедки и передает мощность на ее подъемный вал, а также ротору от одного или двух дизелей.
Мощность насосам передается от трансмиссии при помощи муфты ШПМ-700 и клиноременных передач со шкивом диаметром 650 мм.
Коробка перемены передач является самостоятельным агрегатом, соединенным с лебедкой и силовым приводом цепной передачей с помощью цепного колеса, установленного на консольной части ведомого вала.