Побудова характеристики гальма при різному рівні заповнення і різних частотах обертання ротора

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 11Следующая ⇒

Необхідно побудувати характеристику гідрогальма при різному рівні заповнення гідрогальма водою і при різних числах обертання валу ротора гідрогальма.

Для побудови характеристики гідрогальма скористаємося залежністю, запропонованою Тимофеєвим В.Е. [21]. Момент гідрогальма М_ТГ, Н·м, при роботі на воді визначається по формулі:

М_ТГ=240×R ×K₁×К₂×(1-Δ)⁴×Δ×n², Н·м, (6.15)

де R_a - активний радіус ротора гідрогальма, R_a=0,632 м;

Δ - відносна товщина потоку на виході ротора, залежна від степені заповнення гідрогальма водою. Значення Δ при різній степені заповнення гідрогальма водою представлені в таблиці 6.1.

K₁ - коефіцієнт, залежний від відношення найменшого радіусу ротора гідрогальма R₁=0,215 м до найбільшого (активного) R_a=0,632 м ротора гідрогальма. Значення приведені в таблиці 6.2. R₁/R_a=0,215/0,632=0,34.

K₂ - коефіцієнт, що враховує вплив відношення глибини лопаток в осьовому напрямі (h) до активного радіусу R_a ротора гідрогальма. Значення К₂=f(h/R_a) приведені в таблиці 6.3.

Таблиця 6.1 - Залежність Δ від наповнення гідрогальма водою

q, %	24,5	30	40	50	55	60	70	80	90	92,5	100
q, частина	0,245	0,3	0,4	0,5	0,55	0,6	0,7	0,8	0,9	0,925	1,0
Δ	0,007	0,012	0,017	0,023	0,026	0,03	0,038	0,047	0,06	0,07	0,10

Таблиця 6.2 - Значення коефіцієнта K₁=f(R₁/R_a)

R₁/R_а	0,3	0,33	0,35	0,37	0,39	0,40	0,43	0,50
К₁	0,94	0,85	0,80	0,74	0,68	0,66	0,497	0,45

Таблиця 6.3 - Значення коефіцієнта К₂=f(h/R_a)

h/R_а	0,18	0,16	0,15
К₂	0,544	0,50	0,466

Для спуску колони при навантаженні на гак Q_г.max вибираємо тип допоміжного гальма (h=0,118 м).

За визначеним відношенням R₁/R_a=0,34 і по таблиці 6.2 знаходимо методом інтерполяції значення K₁=0,825, по відношенню h/R_a=0,118/0,632=0,187 по таблиці 6.3 знаходимо методом інтерполяції значення K₂=0,529.

Позначимо А=R ∙К₁∙К₂ і знаходимо значення А=0,632⁵∙0,825∙0,529=0,044.

Тоді

M_ТГ=240×А×(1-Δ)×Δ×n². (6.16)

Визначений M_ТГ=f(q, n) при q=const, але при різних значеннях n.

При заповненні q₁=24,5%, q₁=0,245 по таблиці 6.1 знаходимо Δ₁=0,007 і обчислюємо

B₁=(1−Δ₁)⁴∙Δ₁=(1−0,007)⁴∙0,007=0,00681, (6.17)

потім

M_ТГ1=240∙А∙B₁∙n²=240∙0,044∙0,00681∙n²=0,07191∙n² (6.18)

і знаходимо M_ТГ=f(n) при різних обертах

Результати розрахунку зводимо в таблицю 6.4.

Будуємо криву M_ТГ=f(n) при заповненні гідрогальма водою 30%.

У тій же послідовності виконуємо розрахунки при

q₂=30%, q₂=0,3 Δ₂=0,012;

q₃=50%, q₃=0,5 Δ₃=0,023;

q₄=70%, q₄=0,7 Δ₄=0,038;

q₅=92,5%, q₅=0,925 Δ₅=0,07;

q₆=100%, q₆=1,0 Δ₆=0,1;

M_ТГ2=240∙0,044∙0,01143∙n² де B₂=(1−Δ₂)⁴∙Δ₂=(1−0,012)⁴∙0,012=0,01143;

M_ТГ3=240∙0,044∙0,02096∙n² де B₃=(1−Δ₃)⁴∙Δ₃=(1−0,023)⁴∙0,023=0,02096;

M_ТГ4=240∙0,044∙0,03254∙n² де B₄=(1−Δ₄)⁴∙Δ₄=(1−0,038)⁴∙0,038=0,03254.

M_ТГ5=240∙0,044∙0,05236∙n² де B₅=(1−Δ₅)⁴∙Δ₅=(1−0,07)⁴∙0,07=0,05236.

M_ТГ6=240∙0,044∙0,06561∙n² де B₆=(1−Δ₆)⁴∙Δ₆=(1−0,1)⁴∙0,1=0,06561.

Таблиця 6.4 - Результати розрахунків M_ТГ=f(n)

n, хв.^-1	50	75	100	200	225	300	350	400
M_ТГ1, Н∙м	179,8	404,5	719,1	2876,4	3640,4	6471,9	8809,0	11505,6
M_ТГ2, Н∙м	301,8	678,9	1207,0	4828,0	6110,4	10863,0	14785,8	19312,0
M_ТГ3, Н∙м	553,4	1245,0	2213,4	8853,6	11205,3	19920,6	27114,2	35414,4
M_ТГ4, Н∙м	859,1	1932,9	3436,2	13744,8	17395,8	30925,8	42093,5	54979,2
M_ТГ5, Н∙м	1382,3	3110,2	5529,2	22116,8	27991,6	49762,8	67732,7	88467,2
M_ТГ6, Н∙м	1732,1	3897,2	6928,4	27713,6	35075,0	62355,6	84872,9	110854,4

Будуємо криві при різному заповненні гальма водою, як показано на рисунку 6.1.

Рисунок 6.1 - Характеристика гідрогальма при різному заповненні гальма водою М_ТГ=f(q, n)

Побудова графіка завантаження гальма при спуску колони труб

Будуємо графік завантаження гідрогальма при спуску колони при навантаженні на гак Q_Г.max, кН.

Чим більше маса колони, що спускається, тим важче забезпечити м'яку посадку колони на стіл ротора, тим меншу швидкість спуску (частоту обертання барабана лебідки) повинен підтримувати бурильник. Залежність безпечної швидкості спуску колони від навантаження на гак Q_Г встановлюється [21]:

n_без= , хв.^-1, (6.19)

де n_без - безпечне допустиме число обертів барабана лебідки при спуску колони, хв.^-1;

М - статичний момент на барабані лебідки при спуску колони, Н·м

Приймаючи значення М від мінімального значення з інтервалом 10000...60000 Н·м значення М і підставляючи у формулу знаходимо n_без при різних значеннях М .

Результати розрахунків представлені в таблиці 6.5.

Таблиця 6.5 - Результати розрахунків n_без=f(М )

М , Н∙м	10000	20000	40000	60000
М , Н∙м	25,445	43,091	56,077	65,418
n_без, хв.^-1	392,5	330,3	278,9	260,1

За отриманими даними будуємо криву безпечних обертів n_без=f(М ), наносячи її на характеристику гідрогальма при різному рівні заповнення гальма водою, побудовану по результатах п. 6.2 (рис. 6.1).

Для побудови графіка завантаження гідрогальма і визначення зони спільної роботи, слід врахувати, що колона невеликої маси (перші свічки) спускається без гідрогальма і тільки при Q_Г=0,10...0,20 МН включається муфта гідрогальма, відкривається нижній кран (q₁=0,245).

Рисунок 6.2 - Графік завантаження гідрогальма

Момент, при якому гідрогальмо підключається до підйомного валу лебідки

М_СТ= = =8752,5 Н∙м, (6.20)

де приймаємо Q=0,1 МН;

q_тс – вага рухомих частина талевої системи; для 4-го класу бурових установок q_тс=80 кН=0,08 МН [9];

η_тс – коефіцієнт корисної дії талевої системи; для 4-го класу бурових установок η_тс=0,87 [9].

Наносимо на характеристику гідрогальма М у вигляді прямої до перетину з кривою при q₁=30% як показано на рисунку 6.2. Початок роботи гідрогальма від точки а, по мірі нарощування колони роботи по кривій на ділянці а-б до перетину з кривою n_без, потім закривається нижній перепускний клапан і відкривається другий (q₂=50%), робота йде по лінії с-д, потім третій по лінії е-f, четвертий по лінії к-м, п'ятий по лінії н-ж.

У точці ж максимальний момент, який може забезпечити гідрогальмо при роботі за цією характеристикою М_ТГmax. Необхідний момент стрічкового гальма при спуску колони при навантаженні на гак Q_Г.max ― М_ТЛ.

Недостатній момент М, Н·м

М=М_ТЛ−М_ТГ=112-52=60 Н∙м (6.21)

може бути погашений тільки стрічковим гальмом.

Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 190; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 6 789 10 11 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!