Расчет деталей подъемника (стр. 4 из 6)
Недостатками дизелей по сравнению с карбюраторными двигателями являются более жесткая характеристика, плохая восприимчивость к резко изменяющимся нагрузкам и сложность запуска. Однако эти недостатки в сравнении с экономическим эффектом не существенны и при правильной конструкции подъемника и соответствующем выборе мощности они не создают заметных затруднений при эксплуатации. Поэтому перевод промысловых подъемников на дизели следует признать мероприятием, вполне обоснованным как технически, так и экономически.
2. Расчет деталей подъемника
Выбрать диаметр и тип каната для оснастки талевой системы.
Решение. Из выбранного оборудования для талевой системы видно, что оно рассчитано на канат диаметром 26 мм. Значит, для производства работ в данной скважине выбираем талевый канат диаметром 26 мм.
Выберем тип талевого каната. Натяжение ходового конца талевого каната, определенное по формуле Pхk=84,7 кН. Определим необходимое разрывное усилие Рр талевого каната с учетом коэффициента запаса прочности К=3—5. Для нашего случая принимаем К=3,5.
Тогда
(1)Исходя из полученного значения разрывного усилия, которое равно 296,45 кН, выбираем талевый канат диаметром 26 мм с органическим (пеньковым) сердечником линейного касания (ЛК-0), который при пределе прочности σр=16ОО МПа имеет расчетное разрывное усилие Рр=331,5 кН.
2.1 Определение числа рядов малого каната на барабане лебедки подъемника
От правильной навивки талевого каната на барабан лебедки зависят равномерность и плавность спускоподъемных операций, что очень важно во избежание непредвиденных динамических усилий в процессе ремонтных работ.
Определить число рядов талевого каната, навиваемого на барабан лебедки подъемника ЛПТ-8, при следующих данных:
- диаметр бочки барабана Dб=420 мм;
- длина бочки барабана Lб=800 мм;
- диаметр талевого каната dк=26 мм,
- оснастка талевой системы 3x4,
- высота подъема крюка hkр=13 м.
Решение. Определим средние диаметры рядов навивки каната на барабан лебедки.
Средний диаметр первого ряда
(2)Средний диаметр любого другого ряда
(3)где а — коэффициент, учитывающий расстояние навивки каната (обычно а=0,90—0,93, принимаем 0,93);
z - число рядов каната на барабане.
Диаметры второго и третьего рядов составят:
(4) 
(5)Для определения числа рядов каната находим число витков в ряду, длину каната, навиваемого на барабан, и длину каната, которая навивается на каждый ряд.
Число витков каната в одном ряду на барабане
(6)где β — коэффициент неравномерности навивки каната на барабан лебедки подъемника (обычно β = 0,92—0,95, принимаем 0,92);
t — шаг навивки каната, мм.
(7)Принимаем m = 28 витков.
Необходимую длину каната, навиваемого на; барабан при подъеме бурильных труб на высоту 13 м, определяем по формуле
(8)где n-число рабочих струн оснастки талевой системы;
lо - длина нерабочих витков каната первого ряда, постоянно навитого на барабан, м:
(9)где m0 — число нерабочих витков каната в первом ряду навивки:
Тогда
(10)Длина каната, навиваемого на каждый ряд:
на I ряд
(11)на II ряд
(12)на III ряд
(13)Тогда число витков в третьем ряду будет
(14)Таким образом, при подъеме из скважины бурильной колонны на высоту hкр=13 м на барабан лебедки подъемника навиваются два полных ряда каната и 8 витков – на третий ряд.
2.2. Определение скорости подъема крюка
Определим скорость подъема крюка на каждой скорости вращения барабана лебедки подъемника ЛПТ-8 при оснастке талевой системы 3х4, используя данные ранее решенных задач.
Решение. Определим средний диаметр навивки трех рядов талевого каната на барабан лебедки
(15)Скорость подъема крюка
(16)где nб – частота вращения барабана подъемника, об/мин;
n – число рабочих струн оснастки талевой системы.
При оснастке 3х4 n=6.
Скорость подъема крюка на I скорости лебедки:
Аналогично находим скорость подъема крюка на II, III и IV скоростях подъемника.
На II скорости
На II скорости
На IV скорости
При обратном ходе (II скорость)
2.3. Определение числа труб, поднимаемых на каждой скорости подъемника
Рациональное использование мощности подъемника и ускорение процесса спускоподъемных операций достигается правильной оснасткой талевой системы и использованием всех скоростей подъемника. Принятая оснастка 3X4 должна обеспечить подъем наибольшего груза на крюке на I скорости подъемника. В дальнейшем скорость подъема по мере уменьшения веса поднимаемой груза увеличивается путем переключения скоростей подъемника
Определить число бурильных труб диаметром 89 мм, поднимаемых на каждой скорости подъемника ЛПТ-8.
Решение. Число труб, которые следует поднимать на каждой скорости, определяем по формуле:
на I скорости
(17)где n1 — частота вращения барабана на I скорости, об/мин;
h - длина поднимаемой трубы (двухтрубки),
l1=12 м
на II скорости
(18) 
на III скорости
(19) 
на IV скорости
(20) 
Общее число двухтрубок в колоне бурильных труб
(21)Число двухтрубок, которое следует поднимать на каждой скорости подъемника, составит:
на I скорости
(22)на II скорости
(23)на III скорости
(24)на IV скорости
поднимают остальные 4.3. Охрана труда и окружающей среды
Подъемники и агрегаты, установленные над скважиной, представляют собой объекты повышенной сложности, т.к. не исключается возможность в любой момент осложнения на скважине в виде: аварийных выбросов нефти и газа, обрыв инструмента, падение вышки, мачты, обрыв талевого каната и т.д. Поэтому вопросам охраны труда и окружающей среды уделяется повышенное внимание.
1. На работу принимаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, обучение, сдавшие экзамен. Ежегодно проверяется состояние здоровья, обучение и прием экзаменов с соответствующими записями в удостоверении. Вновь поступивший по прибытию на место проходит инструктаж на рабочем месте. Поступивших на работу обеспечивают специальной защитной одеждой, средствами индивидуальной защиты.
2. Подъемники и агрегаты после монтажа, осматриваются государственной комиссией совместно с представителями технического надзора и контроля, при этом особое внимание уделяется состоянию оборудования для спускоподъемных операций.
3. Талевой канат осматривается перед началом каждой смены, вахты, количеств оборванных ниток на один шаг свивки не должен превышать 6-8%, состояние узлов крепления к основанию и барабану лебедки, периодически смазывается.