Машины и оборудование для бурения

Поскольку определяющим при выборе класса БУ оказался вес  БК (при К_б=2), проверяем величину этого коэффициента для меньшего значения Q=3000 кН:

Получаемая величина не превышает минимально допустимый коэффициент (1,67), что позволяет окончательно выбрать БУ 8 класса.

Из отечественных  БУ наиболее подходящей является установка  Уралмашзавода:

 

БУ  6500/400ЭР 

1. Допускаемая нагрузка на крюке                                                                           4000 кН
2. Условная глубина бурения                                                                                     6500 м
3. Скорость подъема крюка при расхаживании колонны,                               0,1- 0,2 м/с
4. Скорость подъема элеватора (без нагрузки), не менее                                       1,82 м/с
5. Расчетная мощность на входном валу подъемного агрегата                          1475 кВт
6. Диаметр отверстия в столе ротора                                                                        700 мм
7. Расчетная мощность привода ротора, не более                                                   440 кВт
8. Мощность БН                                                                                                          950 кВт
9. Вид привода                                                                                                                ЭР                           
10. Длина БТ диаметром 114 мм (ёмкость магазинов),

  размещенных на  подсвечнике                                                                                     8000 м

11. Высота основания (отметка пола буровой)                                                                 8 м
12. Просвет для установки стволовой части превенторов                                          6,7 м

 

1. Лебедка буровая                                                                                          ЛБУ 2000-ПМ
2. Насос буровой                                                                                                 УНБТ-950А
3. Ротор                                                                                                                          Р-700
4. Комплексы механизмов АСП                                                                          АСП-3М5
5. Кронблок                                                                                                         УКБА-7-500
6. Талевый блок                                                                                                  УТБА-6-400
7. Вертлюг                                                                                                             УВ-450МА
8. Вышка                                                                                                            ВУ-45*400
9. Привод основных исполнительных

механизмов и агрегатов (лебедки, ротора, БН)                                                         групповой от 4-х силовых  агрегатов     типа СА-10

10. ЦС                                                                                                                ЦС 6500ЭР

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выбор типа и числа насосов

 

Основными требованиями при выборе типоразмера БН являются:

1. Давление, развиваемое насосом не должно быть меньше требуемого по режиму промывки.
2. Подача насосов, необходимая для требуемого режима промывки, обеспечиваемая одним или двумя (если надо тремя) насосами, работающими параллельно на одном типоразмере поршней и одинаковом числе двойных ходов в минуту.
3. Гидравлическая мощность насосов, работающих поинтервально, должна использоваться  максимально.

 

Этим требованиям  соответствуют два параллельно  соединенных насоса УНБТ-950А, технические характеристики которых следующие:

1) Мощность: – приводная                                                                       950 кВт

                       – гидравлическая                                                                 855 кВт

2) Число цилиндров                                                                                          3

3)  Число двойных ходов поршня в 1 мин.                                                  125

4) Длина хода поршня                                                                                  300 мм

5) Максимальная подача                                                                             46 л/с

    (минимальная)                                                                                         28,8 л/с

6. Максимальное давление                                                                        32 МПа

(минимальное)                                                                                       19 МПа

7. Диаметр штока                                                                                        60 мм
8. Нагрузка на шток                                                                                   490 кН
9. Масса                                                                                                       22,7 т
10. Масса на единицу гидравлической мощности                               22 кг/кВт
11. Диаметр цилиндровой втулки:

– наибольший                                                                                      180 мм

– наименьший                                                                                      140 мм

12. Идеальная подача на один оборот кривошипного вала

           – максимальная                                                                              23,1 л/с

           – минимальная                                                                                13,8 л/с

13. Частота вращения трансмиссионного вала                                566 об/мин
14. Передаточное число редуктора насоса                                              4,53
15. Диаметр клапана                                                                               145 мм
16. Диаметр трубопровода

– всасывающего                                                                                  230 мм

– нагнетательного                                                                                100 мм

17. Габариты:

         – длина                                                                                               5,55 м

          – ширина                                                                                           3,25 м

         –высота                                                                                              3,25 м

 

 

 
 
 
 
 
 

Расчет  основных параметров буровых насосов   Таблица5
№		Наименование  параметра	Ед. измер	Условн. Обознач	Способ  определения	Численное значенение
						К	ТК	ПК	ЭК
1		Число поршней насоса	-	z	принимаем	3	3	3	3
2		Число работающих насосов  при бурении	-	k	принимаем	2	2	1	1
3		Требуемая подача насоса:	л/с	Qк	см. выше	92,9	83,9	44,5	23,8
4		Давление  подпора насоса	МПа	РП	[6, с 181]	0,4	0,4	0,4	0,4
5		Требуемое давление насоса	МПа	Ртреб	Ртреб= ΔP+PАТМ	15,45	17,1	20,52	23
6	Подача  одного насоса		л/с	Q	[4, с 156]	46,45	42	44,5	23,8
7	Давление, развиваемое насосом		МПа	Рн	[4, с 156]	32,0	32,0	19,0	19,0
9	Суммарная подача насосов		л/с	Qсум	Q* k	92	92	46,0	46,0
10	КПД насоса		-	Η	принимаем	0,8	0,8	0,8	0,8
11	Полезная  мощность насоса		кВт	Nп	Nп = QСУМ *  Pтр	710,5	786,6	943,92	1058
12	Мощность  насоса		кВт	N	N=Nп/ η	888,0	983,25	1180	1322,5
13	Коэффициент подачи		-	α	принимаем	0,9	0,9	0,9	0,9
14	Частота ходов насоса		об/мин	n	принимаем	125	125	125	125
15	Рабочий объем		л	q	q = Qк/(n·α·k)	24,77	23,3	12,36	6,61
16	Ход поршня		мм	S	[3, с.284]	300	300	300	300
17	Диаметр втулки		мм	D	[4, с 156]	140	140	140	180

 
 
 
 
 
 
 

Проектный расчет вала и его опор

Примем для вала сталь 45,6в=750 МПа,6т= 450 МПа, М=3,54кН·м

                                                                                                                                         Таблица3

 

№		Наименование  параметра	Усл. обоз.	Един. изм.	Способ. опред.		Числ. знач.
1		Средний диаметр          вала	d	мм	d=(M/0.2[τ] )⅓		174
2		Диаметр в месте посадки шестерни	dш	мм	принимаем		150
3		Диаметр в месте посадки подшипников	dп	мм	принимаем		170
4		Длина вала	l	мм	принимаем		920
5		Определяем  силы: -окружная -осевая -радиальная	Ft Fa Fr	Н	Ft=2M/d Fa= Ft·tgβ Fr=Ft·tgα/cosβ		6450 900 2400
6		Определяем  реакции в опорах: -горизонтальная  плоскость   -вертикальная    плоскость	Rbz Raz      Rbb    Rab	H	Rbz=(Py·63- Ft·22)/40       Paz= Ft+ Py- Pbz        Rbb=(M·22-A1·d/2)/40      Rab=M+ Rbb		7740 2917   3470 6102
7		Моменты:	Mb Mz	Н·мм	Mb=400· Rbb Mz=760· Py- Rbz·400		140·10³ 641·10³
8		Суммарный изгибающий момент в опоре А	Mа	Н·мм	Mа=√2· Mаz		657·10³
9		Запас прочности  по касательным напряжениям	τ-1 τкр kτ	МПа    МПа      _	τ-1=0.2·6в τкр=Мкр/Wр kτ= τ-1/ τкр		150 44,5 3,37
10		Допустимый запас прочности	_	_	[3,стр.440]		1,6-2
11		Суммарный момент	MΣ	Н·мм	(M² + Ma²)½		746·10³
12		Запас прочности  по изгибающим моментам	6изг kΣ 6-1	МПа -- МПа	6изг=Мизг:Wp kΣ=(6-1)/6изг 6-1=0,4·6в		107 28 300
13		Допускаемый запас  прочности	[k6]	_	[3,стр.440]		1,8
14		Запас сопротивления усталости только по изгибу	sΣ       6m     6а	_     МПа   МПа	sΣ=6-1/[6а· kΣ·( kd· kf)+     +Ψτ· τm   [6, стр.300]   6а=M/0,1·d³		3,1     0   106
15		Эффективный коэф. концентрации напряжений при изгибе	k6	_	[6, стр.300, табл.15.1]		2,5
16		Масштабный  фактор	kd		[6, стр.300, табл.15.1]		0,52
17		Фактор шероховатости  поверхности	kf	_	[6, стр.300, табл.15.1]		0,7
18		Запас сопротивления усталости только по кручению	Sτ     τa   τm	_   МПа   МПа	sτ =6-1/[6а· kΣ·( kd· kf)+     +Ψτ· τm τa=0,5Mкр/0,2d³   τm= τa		2,7   46   46
Условие статической прочности выполняется
19		Коэф. коректирующий влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости	Ψτ	_	[6, стр.300]		0,05
20		Эффективный коэф. концентрации напряжений при кручении	kτ	_	[6, стр.300, табл.15.1]		1,8
21	Запас сопротивления усталости		s	_	s=s6·sτ /( s6²+ sτ² )½	2,14
22		Допускаемый запас  сопротивлений	[s]	_	[3 стр.440]		1,6-1,8