Дослідження спільної роботи стрічкового гальма лебідки ЛБУ-750 та гідродинамічного гальма УТГ-1450

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 11Следующая ⇒

Нижче приведені основні результати досліджень спільної роботи стрічкового гальма лебідки ЛБУ-750 та гідродинамічного гальма УТГ-1450 згідно методики запропонованої в попередньому пункті.

На рисунку 4.3 як приклад приведені графічні залежності роботи гальмування А_Л.З від середнього уповільнення ε_ср при різних формах тахограм (І, ІІ), значеннях ω_у.е.с і М_СТ. Графіки розраховані для наступних умов: лебідка ЛБ-750, оснастка талевої системи - 4×5. У цих умовах кутовим швидкостям барабанного валу 10, 20, 40 с^-1 відповідають лінійні швидкості завантаженого елеватора 0,5; 1,0; 2,0 м/с. Аналогічні значення мають уповільнення. Гальмівний момент стрічкового гальма при спуску найважчої колони труб М_Г=112 кН×м. Максимальний гальмівний момент гідродинамічного гальма М_ГД_max=100 кН×м при частоті обертання ротора n=255 хв.^-1.

Аналіз приведених на рисунку 4.3 залежностей дозволяє зробити наступні висновки.

1. Величина роботи, що поглинається стрічковим гальмом при його спільному використанні з гідродинамічним, мало залежить від характеру зміни гальмівного моменту, тобто від форми тахограми уповільнення.

а — М_СТ=1 кН×м; б — М_СТ=3 кН×м; в — М_СТ=5 кН×м

1 — ω_у.е.с=40 c^-1; 2— ω_у.е.с=20 c^-1; 3 — ω_у.е.с=10 c^-1

І – режим спуску по двохперіодній тахогрмі;

ІІ – режим спуску по трьохперіодній тахограмі

Рисунок 4.3 - Залежність роботи стрічкового гальма від режимів гальмування

При проведенні аналізу процесу було відмічено, що частота використання режимів гальмування, що відповідають I, II і III типам тахограм, приблизно однакова. Вказані обставини дозволяють вважати, що для оцінки середнього об'єму роботи, що поглинається стрічковим гальмом при, його спільному використанні з гідродинамічним в умовах різних режимів гальмування, які зустрічаються на практиці, можна використовувати залежність, отриману з умови

А_Л.З= . (4.7)

Тоді вираз для роботи стрічкового гальма при трьох типах тахограм матиме вигляд

А_Л.З= . (4.8)

На рисунку 4.3, б пунктиром зображена крива, розрахована з використанням рівняння (4.8).

2. Зміна уповільнення від 10 до 20 с^-2 призводить до помітного зниження роботи, що поглинається стрічковим гальмом. Подальше збільшення інтенсивності гальмування мало впливає на об'єм роботи, що поглинається стрічковим гальмом. Фактичні значення ε_ср, відмічені при проведенні досліджень, лежать в межах від 10 до 70 с^-2. З точки зору експлуатації стрічкового гальма раціональним слід рахувати значення ε_ср=30 с^-2. Важливо відмітити, що перевищення цього значення не приводить до помітного скорочення тривалості спуску колони.

3. Збільшення ваги колони М_СТ при постійності швидкості спуску не викликає значного зростання об'єму роботи, що поглинається стрічковим гальмом. Так, при ω_у.е.с=40 c^-1 и ε_ср=20 с^-2 збільшення М_СТ від 1 до 3 тс призводить до збільшення М_СТ від 1 до 3 лише з 135 до 165 тс, тобто на 22%.

Найбільший вплив на об'єм роботи, що поглинається стрічковим гальмом при його спільному використанні з гідродинамічним, створює величина сталої швидкості ω_у.е.с. При двократному збільшенні швидкості ω_у.е.с об'єм роботи А_Л.З зростає в 4 рази. Швидкість спуску υ_y.е.c(ω_у.е.с) є головним керованим параметром процесу, що визначає в основному режим експлуатації стрічкового гальма при його спільному використанні з гідродинамічним і, отже, довговічність змінних елементів - шківів і колодок.

Доля роботи, що поглинається стрічковим гальмом при його спільному використанні з гідродинамічним в процесі спуску колони на довжину свічки, визначається співвідношенням А_Л.З/А_Т, де А_Т - загальна робота гальмування. А_Т=М_СТ ×φ (φ - кут повороту барабанного валу, відповідний довжині свічки).

На рисунку 4.4 приведені графіки залежності А_Л.З/А_Т від максимальної лінійної швидкості спуску бурильної колони на довжину свічки (υ_y.е.c=υ_с.mах), розраховані для умов лебідки ЛБ-740, оснастки талевой системи 4×5; довжини свічки 27 м, φ=740 од. при значенні ε_ср=30 с^-2.

Рисунок 4.4 - Графіки розподілу роботи між стрічковим і гідродинамічними гальмами лебідки при різних швидкостях спуску бурильної колони (суцільною лінією позначений спуск з гідрогальмом, пунктиром - спуск без гідрогальма)

З графіків видно, в яких широких межах може мінятися доля роботи, що поглинається стрічковим гальмом залежно від режиму управління, тобто від швидкості спуску завантаженого елеватора. Ця обставина повинна враховуватися при розробці раціонального режиму управління процесом.

В результаті проведення широких промислових досліджень було встановлено [21], що на практиці тільки за рахунок відмінностей в режимах управління гідрогальмом доля роботи, що поглинається стрічковим гальмом за час проводки свердловини, коливається в межах 0,25-0,60.

При раціональному використанні гідрогальма доля роботи стрічкового гальма може бути доведена од 0,15 без збільшення часу на СПО.

Підсумовуючи все вище вказане робимо наступні висновки:

1. Основним параметром, значення якого дозволяють дати оцінку даного процесу з різних точок зору, є максимальна швидкість спуску завантаженого елеватора (максимальна швидкість спуску колони на довжину свічки).

Раціональний режим спуску, при якому найбільшою мірою задовольняються комплексні вимоги високої продуктивності процесу, якісної експлуатації устаткування, вимоги технології і охорони праці бурильника досягається при спуску усіх свічок з гідрогальмом і середній на свердловину максимальній швидкості спуску завантаженого елеватора (υ_y.е.c)_опт=2 м/с. Відмічене середнє значення υ_y.е.с може бути отримане при поступовому зниженні швидкості з 2,5 (перші свічки) до 1,0- 1,5 м/с (наступні). При цьому в першу чергу повинні задовольнятися особливі вимоги до процесу: підтримка технологічно допустимої швидкості спуску по усьому стволу свердловини або на окремих його ділянках, зокрема, при підході колони до привибійної зони, уступу та ін.

2. Раціональною межею інтенсивності гальмування при швидкостях спуску υ_y.е.cх=2,0-2,5 м/с є уповільнення а_з.е.с=1,25 м/с². Перевищення цієї межі, практично не скорочуючи часу спуску свічки, призводить до збільшення гальмівного зусилля, зростанню динамічних навантажень і т. д. При швидкостях спуску нижче 2,0-2,5 м/з інтенсивність гальмування може бути понижена без збитку для тривалості процесу. У загальному випадку, при реалізації раціональних графіків спуску рекомендується здійснювати гальмування на шляху 2,5-2,0 м.

3. Усі відмічені на обстежених свердловинах різноманітні режими спуску бурильної колони у свердловину істотно відрізняються від раціональних, що призводить до систематичного перевантаження бурильників, серйозних технологічних порушень, інтенсивного зносу бурового устаткування і збільшення витрат часу на операцію.

4. Відмічене переважання нераціональних режимів спуску - не випадкове явище, а наслідок впливу постійно діючих взаємозв'язаних об'єктивних чинників: організаційних, фізіологічних і технічних, які обумовлюють систематичне нераціональне управління даним процесом.

5. Недосконалість системи управління потужністю серійних гідрогальм є одним з важливих обмежень, раціональних режимів спуску колон, що перешкоджають поширенню. Проте при правильно організованому навчанні, інструктажі вплив вказаного дефекту може бути істотно понижений.

6. Широке впровадження раціональних режимів спуску бурильної колони у свердловину вимагає комплексного проведення наступних першочергових заходів:

а) введення в нормативну документацію на проводку свердловини основного критерію процесу - поінтервальної швидкості спуску бурильної колони; при цьому відхилення від рекомендованого значення цього параметра повинне розглядатися як порушення бурильником технологічної дисципліни з усіма витікаючими звідси наслідками;

б) включення в розділ "Управління устаткуванням" загальної програми навчання бурильників, матеріалів про основні закономірності процесу спуску колони у свердловину, про формування сумарних показників операції, про способи раціонального управління гідрогальмами і тому подібне;

в) впровадження простих приладів - джерел інформації, які забезпечать,:

- можливість систематичного контролю з боку інженерно-технічних працівників бурового підприємства за якістю проведених операції;

- видачу бурильникові оперативної інформації про фактичне і раціональне значення швидкості спуску для поточних умов.

7. Кардинальне вирішення питання раціоналізації режимів спуску бурильної колони у свердловину неодмінно вимагає розробки ефективної системи дистанційного керування гідрогальмом з широким діапазоном плавного регулювання потужності.

Розробка простого регулювальника потужності гідрогальма і широке впровадження на цій основі раціональних режимів спуску колон зроблять просте і надійне гідрогальмо здатним конкурувати із складним і дорогим електрогальмом.

8. Вдосконалення гальмівної системи лебідки для зниження фізичного завантаження бурильника в результаті зміни кінематики стрічкового гальма або використання додаткового приводу, при сьогоднішніх організаційних протиріччях, може стимулювати бурильника до ще більшої інтенсифікації процесу.

Таке удосконалення може бути дійсне ефективним тільки за умови строгої інженерної регламентації процесу, тобто за умови проведення відмічених вище першочергових організаційних заходів.

9. Відмічені вище недоліки існуючих конструкцій гальм лебідки не слід розглядати як чинники, що обмежують можливість і необхідність проведення на бурових підприємствах повсякденної роботи по раціоналізації режимів спуску бурильних колон.

Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 193; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!