Как управлять буровую установку



Принцип работы нефтяной буровой установки

Принцип работы нефтяной буровой установки

Нефтяные буровые установки состоят из различных металлоконструкций, приспособлений и устройств. С помощью этой техники быстро находят нефть и налаживают ее добычу.

Места использования нефтяных буровых установок

С их помощью бурят скважины на суше и в море. В первом случае чаще используют передвижные установки. Во втором случае их размещают на эстакадах, плавучих платформам или судах.

Назначение установок

Они предназначены для бурения скважин следующих типов:

  1. Эксплуатационных. Позволяют добывать нефть и газ.
  2. Нагнетательных. С их помощью закачивают в продуктивные слои воду, газ или обычный воздух. Благодаря этому удается поддерживать в них необходимое для извлечения сырья давление, тем самым увеличивается эффективность использования добывающих скважин.
  3. Разведочных. Они позволяют находить месторождения и определять их контуры. При этом проводят испытания и оценивают запасы черного золота.
  4. Специальных (опорных, параметрических, оценочных и контрольных). Позволяют специалистам изучить пластовое строение участка, определить изменение свойств продуктивного пласта, отслеживать давление, а также определить уровень выработки определенных участков. Также с их помощью нефтяники обеспечивают внутрипластовое горение, газифицируют нефть, сбрасывают сточные воды в нижние слои и т. д.
  5. Структурно-поисковых. Позволяют определить расположение нефтегазоносных структур по верхним маркирующим горизонтам. При этом информацию удается получить с помощью неглубоких и недорогих скважин.

Виды и классификация нефтяных буровых установок

Это оборудование классифицируют следующим образом.

По виду работ

Они могут предназначаться для выполнения:

  • эксплуатационных работ;
  • разведочных работ;
  • технических скважин.

Способу бурения

В них применяются следующие технологии бурения:

  • вращательная;
  • вращательно-ударная;
  • ударно-вращательная;
  • вибрационная;
  • огнеструйная;
  • ударная;
  • разрядно-импульсная.

Типу привода

В них может использоваться следующий привод:

  • электрический;
  • электрогидравлический;
  • дизельный;
  • дизель-электрический;
  • дизель-гидравлический.

Способу передвижения

По способу передвижения они могут быть:

  • самоходными;
  • передвижными;
  • стационарными.

По ГОСТу 16293-89 они классифицируются так, как указано на нижней картинке.

Буровая установка

Конструкция нефтяных буровых установок

Они состоят из следующих органов и систем.

Исполнительные органы и системы

Вышка — это основная несущая конструкция любой буровой установки. По конструкции она может быть:

  1. Мачтовой (механическая рабочая часть размещается на двух опорах).
  2. Башенной (в их конструкции используются четыре несущие опоры, которые равномерно передают нагрузку на грунт).
  3. С двумя или четырьмя опорами.
  4. А- или П-образной.

Башенные конструкции более габаритные, потому что они рассчитаны на глубинное бурение.

К исполнительному оборудованию также относят:

  • буровую лебедку;
  • СВП;
  • ротор;
  • талевую систему;
  • буровой насос.

Силовые системы и агрегаты

К ним относятся дизельные и электрические моторы, пневмо- и гидроприводы.

Вспомогательные конструкции, механизмы и системы

Сюда входят основания, укрытия, механизмы передвижения, приемный мост, вспомогательная лебедка, система водоснабжения, обогрева, звукоизоляции, осветительная и вентиляционная техника.

Органы управления

К ним относятся системы пневматического и электрического управления.

Органы информирования

Это комплекс приборов контроля за бурением.

Виды оборудования для бурения

К этому оборудованию относится вся техника, используемая в бурении и ремонте, а также вспомогательный инструмент.

Все это оборудование условно делится на 2 группы: технологическое и вспомогательное.

Небольшой группой являются вспомогательные инструменты. В основном они рассчитаны на обслуживание технологического оборудования, а также на укрепление стенок скважины.

К ним относятся:

  • хомуты;
  • вертлюги;
  • обсадные трубы;
  • шарнирные ключи.

Большой группой является — технологическое оборудование, к которому относятся разнообразные инструменты, используемые при бурении. Основным элементом любой буровой является долото, разрушающее породу и прокладывающее в земной коре скважину. Долота могут быть разных конструкции и диаметров.

По конструкции они делятся на 3 группы:

  1. Лопастные.
  2. Шарошечные.
  3. Секторные.

Важным элементом долота являются лопатки, которые, как лезвие, разрезают грунт. По назначению они могут быть для грунта, песка, глины и скальной породы. Эти детали вместе с долотами считаются самыми быстроизнашиваемыми.

Следующим элементом этого оборудования являются штанги, с помощью которых соединяют долото с приводом. Они могут быть цельноковаными и сварными, но тоже предварительно откованными.

Расширители — позволяют расширять скважину до необходимых для протаскивания труб размеров. Они отличаются по типу грунта, в котором могут использоваться.

Вертлюги, адаптеры и трубные захваты — тоже технологические приспособления. Каждое из них предназначено для выполнения определенной работы.

Необходимо отметить и аварийное оборудование, позволяющее предупреждать и устранять аварийные ситуации. Оно рассчитано на извлечение буровых колонн и обсадных труб.

Электрогенераторы, буровые насосы

Электрогенератор — это тоже один из главных элементов буровой установки, потому что он позволяет обеспечить автономным электропитанием все электрооборудование. Для запуска он оснащается мощным аккумулятором. Благодаря электрогенератору удается практически все аварии устранять на месте работы.

буровые насосы

Буровой насос — неотъемлемый элемент циркуляционной системы любой буровой. Он позволяет подавать в скважину буровой раствор и откачивать его обратно. Благодаря этому удается поднимать из недр земли выработанную породу, укреплять скважину и охлаждать долото.

Его изготавливают в различных вариантах. Наиболее используемыми считаются двух- и трехпоршневые устройства. Состоит такая конструкция из гидравлической и приводной части. В последней вращательный момент привода преобразуется в поступательное движение, которое передается поршням. В первой же части энергия, идущая от поршней, преобразуется в гидравлическую.

Технология добычи нефти

Нефть добывается несколькими способами, но для организации этого процесса требуется правильно обустроенная скважина.

Устройство скважин

Бурят скважины буровыми машинами на глубину до нескольких километров. При этом их делают:

  • вертикальными;
  • наклонными;
  • прямолинейно искривленными;
  • искривленными;
  • прямолинейно искривленными (с горизонтальным участком);
  • сложноискривленными.

Их поперечное сечение чаще всего круглое, до 40 см.

Стенки скважин укрепляют высокопрочными металлическими обсадными трубами, при этом в пустоты между этими трубами и стенками скважины под давлением закачивают цементный раствор, которым разделяют пласты, а также хорошо защищают обсадную колонну от вод.

Технология добычи

Когда скважина полностью обустраивается, то на нее устанавливают оборудование для добычи.

Существуют три наиболее распространенных способа добычи нефти.

Фонтанный

Нефть или газ поднимается на поверхность земли по стволу скважины самостоятельно (под действием пластового давления).

Фонтанный метод добычи нефти

  • простой;
  • минимальные затраты электричества;
  • простое управление откачкой;
  • длительный срок эксплуатации техники.

Для контроля над такой скважиной на нее устанавливают запорную арматуру, которая в процессе добычи позволяет управлять потоком сырья (контролировать его давление и консервировать скважины).

После окончания фонтанирования остатки нефти начинают качать газлифтным и насосным способами.

Газлифтный

Это способ применяют в том случае, если пластового давления не хватает для естественного извлечения сырья из недр. В этом случае для выталкивания нефти на поверхность в скважину компрессорами закачивают воздух или углеводородный газ. Данный способ бывает компрессорным и бескомпрессорным.

Первый мы уже рассмотрели, во втором же случае в пласт подают газ, уже находящийся под нужным давлением. Его берут с соседних месторождений.

Преимущества этого способа:

  • позволяет более эффективно разрабатывать месторождения (выкачивать из них больше нефти);
  • с его помощью можно вести добычу на сильно искривленных скважинах;
  • можно работать с очень загазованными и перегретыми пластами;
  • позволяет полностью контролировать рабочий процесс;
  • удается автоматизировать управление;
  • можно сразу эксплуатировать несколько пластов;
  • позволяет контролировать отложение парафина и солей.

Основными минусами газлифта считаются:

  • высокая цена оборудования;
  • небольшой КПД.

Из-за этого его используют чаще всего для подъема легкой нефти с большим содержанием попутного газа.

Насосный

Этот способ предусматривает подъем нефти с помощью насосов, опускаемых в скважины. Данным способом качают сырье с глубины до 2500 м. При этом один насос выкачивает за сутки из скважины до 500 м³ сырья.

По конструкции насосы бывают штанговыми и бесштанговыми. Последние являются погружными электрическими центробежными устройствами.

Штанговые устройства состоят из насосных труб и подвешенных в них плунжеров. При этом возвратно-поступательное движение плунжеров в них позволяет создать станок-качалка. На него передает крутящий момент электромотор с помощью многоступенчатого редуктора.

Читайте также:  Как установка дверь для деревянного дома

Из-за не слишком низкой надежности и производительности штанговые устройства сегодня заменяют электрическими центробежными погружными насосами (ЭЦН).

Насосный метод добычи нефти

Использование нефтяных систем

Собираются системы для добычи нефти из модулей и агрегатов. Основой для рабочего оборудования являются металлические вышки с опорами.

Монтируют их поэтапно:

  1. Подготавливают земельный участок для размещения системы, при этом проверяют всю технику на работоспособность.
  2. Участок размечают и убирают с него все, для чего характерна повышенная огнеопасность.
  3. Собирают опорную часть и крепят к ней вспомогательную установку.
  4. Собирают оси, стол ротора и центр будущей скважины.
  5. Устанавливают опорную вышку и вспомогательное оборудование. Монтаж выполняют подъемным краном.

Транспортировка буровой техники — сложная работа.

  1. Расчета способа перевозки.
  2. Выбора подходящего маршрута для перевозки с учетом всех имеющихся уклонов на местности и качества дороги.
  3. Проверки и подготовки всех приспособлений, которыми будет фиксироваться перевозимая техника.
  4. Погрузки.

Транспортируют буровую установку до месторождения с помощью полуприцепных механизмов, если это позволяют делать габариты агрегата.

Источник

Правила эксплуатации бурового оборудования

Буровое оборудование включает в себя комплекс продукции, используемой для бурения скважин. Чтобы правильно использовать мощности и продлить срок работы установки, необходимо знать правила и тонкости подбора комплектующих.

Выбор бурового инструмента

Детали, изготовленные по высоким стандартам качества, позволяют продлить срок эксплуатации оборудования вдвое и предотвратить аварийные поломки.

Основные аспекты, которые нужно учитывать перед покупкой:

  1. Грунт – в зависимости от типа почвы подбираются виды резцов и забурников. На скальных породах применяются буры с полноповоротными резцами. Для мягкой земли подойдут – Р-45, РБМ-35.
  2. Вид машины – модель шнека должна соответствовать техническим требованиям;
  3. Размер скважины – диаметр, глубина.

Выбор бурового оборудования должен осуществляться с учетом конструкции скважины, способа бурения, техническими параметрами инструментов, особенностей транспортировки установки.

Рекомендации по выбору бурового оборудования

Качественные детали являются основным условием для длительной эксплуатации инструментов. Несмотря на высокую стоимость, прочный материал позволяет сэкономить, избежав частой замены элементов. К основным видам бурового оборудования относятся: шнеки, буры, резцы.

При выборе необходимых изделий нужно обращать внимание на точность исполнения и вид металла.

Детали должны соответствовать следующим стандартам:

  • шнек – толщина витка более 10 мм, соответствие длины техническим требованиям;
  • бур – толщина лопастей более 20 мм, плотность сварки соединительных швов, проварка витков по всему диаметру;
  • резец – выступающая кромка пластины до 2 мм, штампованная поковка, толстые пластины.

Виды износа расходников и последствия

Чтобы продлить работу устройств, необходимо следить за состоянием расходников и вращательных элементов. Если во время диагностировать изнашивание, можно предотвратить аварийные поломки буровых систем.

Износ изделий можно заметить по появившимся подтекам масла на штанге, «проскальзыванию» вращателя, прекращению работы установки. Несвоевременная замена деталей может привести к увеличению расхода масла и остановке бурового оборудования.

Признаки износа материалов:

  • стирание скребков до ребра;
  • стачивание вкладышей и накладок втулки;
  • повышенная вибрация в процессе бурения;
  • падение напряжения в электросистеме.

При обнаружении неисправности необходимо следовать руководству по эксплуатации в технической документации к каждому конкретному изделию.

Общие правила эксплуатации буровых установок

Буровой инструмент применяется в строгом соответствии с техническими характеристиками. Выполнение простых рекомендаций позволит сократить потери времени и ресурсов, сэкономить на ремонтных работах.

Во время использования деталей нужно придерживаться следующих правил:

  • следовать инструкциям по эксплуатации;
  • тщательно следить за работой оборудования;
  • соблюдать технику безопасности.

Знание принципа работы бурильной установки помогает избежать досадных ошибок.

Например, телескопический шнек требует выполнения нескольких пошаговых процессов:

  • пробурить скважину до 8 м;
  • зафиксировать шнек «вилкой»;
  • убрать клин, разъединить шток со шнеком;
  • поднять вращатель до совпадения паза крепления;
  • убрать вилку, соединить шнек и шток;
  • зафиксировать на требуемой высоте;
  • разъединить шнек и шток;
  • опустить вращатель до совпадения крепежных пазов;
  • поднять шнек, очистить от грунта.

Выполнять все описанные действия необходимо до достижения требуемой глубины скважины.

Сервисное обслуживание инструментов

Для обеспечения эффективной работы установки необходимо выполнять рекомендации, указанные в инструкции по эксплуатации изделий. Сюда относится: замена изношенных деталей, демонтаж вращательных вкладышей каждые 3 месяца, тестовая проверка буровых элементов перед каждой сменой и по завершении работы. После выявления признаков износа и неисправностей должна быть выполнена замена деталей.

Рекомендации по обслуживанию бурового инструмента:

  1. Чистка деталей после завершения смены.
  2. Наплавка бурового диаметра при обнаружении износа.
  3. Отслеживание вращения резцов.
  4. Осмотр в конце рабочего дня.
  5. Замена карманов и резцов при первых признаках стачивания.

Чтобы избежать налипания влажного грунта, а также – при заморозках шнек смазывается маслом.

Как продлить срок работы оборудования

Для обеспечения исправности установки необходимо следить за состоянием деталей после каждой смены. Техническое описание вносится в специальный журнал с заметками о требуемых ремонтных работах. Инструмент должен использоваться согласно категории почвы. На твердой почве применяются буры с крупными, прочными резцами, иначе карманы будут забиваться грунтом и перестанут вращаться, что приведет к быстрому износу. Для мягкой земли существуют отдельные виды буров.

Также следует правильно устанавливать угол атаки резцов при монтаже шнеков и во время сварки держателей. Иногда резцы привариваются ошибочно под углом в 90 градусов, и как следствие, устройство перестает соответствовать требуемому назначению.

Рекомендации для подготовки к сезону бурения

Перед началом работ нужно приготовить все необходимое для обеспечения эффективного бурения:

  • несколько скребков из алюминия, текстолитовые вкладыши (для замены);
  • инструменты, соответствующие типу грунта;
  • запасные крепежные пальцы;
  • скальные резцы.

Важно проверить состояние шнека и бура до наступления сезона, чтобы своевременно произвести ремонт или замену на новые изделия. Резцы должны свободно вращаться при работе, обеспечивая быстрое бурение и вынос грунта на поверхность. Перед началом цикла сверления скважин инженеры должны выполнить тестовые проверки на исправность технических процессов.

Ошибки при использовании буров

Во время работы по бурению скважин нередко возникают проблемы, которые можно предотвратить, избегая нарушений правил эксплуатации.

Типичные ошибки при работе с буром:

  1. Оператор не отслеживает изменения почвы – попадание камней в лопасти шнека грозит выходом из строя установки.
  2. Неровный монтаж машины – процесс работы под неправильным углом приведет к изнашиванию шнековой колонны.
  3. После замены деталей не соблюдены технические характеристики моделей (несовпадение диаметра, толщины шнека).
  4. Направление угла резцов выставлено неверно.

Советы по подбору инструментов и правила эксплуатации призваны помочь использовать бурильное оборудование максимально эффективно. Следование рекомендациям экспертов поможет избежать распространенных ошибок, которые возникают у неопытных бурильщиков, предотвратит преждевременное изнашивание и продлит срок работы инструментов.

Источник

Электрооборудование буровых установок

Электротехнический комплекс современной буровой установки с электрическим приводом главных механизмов представляет совокупность подсистем, обеспечивающих выработку (при отсутствии централизованного электроснабжения), распределение, преобразование и использование электрической энергии, а также управление всеми указанными подсистемами, и включает:

  • распределительные устройства высокого напряжения;
  • силовые и преобразовательные трансформаторы;
  • электрические машины переменного и постоянного тока;
  • комплектные тиристорные устройства;
  • комплектные устройства управления, защиты и распределения электрической энергии низкого напряжения;
  • кабели и провода;
  • электрические источники света;
  • передвижные электростанции.

Структуры электротехнических комплексов, несмотря на многообразие схем буровых установок, предопределенное широким спектром требований к глубинам бурения, назначению и условиям эксплуатации, могут быть сведены к двум типовым схемам, применение которых на установках различных исполнений сводится к количественному изменению параметров используемого электрооборудования.

Типовая структура электропривода переменного тока для установок с централизованным электроснабжением (рисунок) ориентирована на применение частично регулируемых электроприводов главных механизмов, позволяющих формировать пусковую характеристику и обеспечивать экономичное регулирование частоты вращения в ограниченном диапазоне.

Читайте также:  Установка приложения пользователем window 7

Типовая однолинейная схема электротехнического комплекса буровой установки с электроприводом переменного тока:

  • КРУ — комплектное распределительное устройство высокого напряжения;
  • ТV — силовые понижающие трансформаторы;
  • МЛ, МН, МР, МП — электродвигатели соответственно лебедки, буровых насосов, ротора, регулятора подачи долота;
  • ЭМТ — электромагнитный тормоз;
  • АВК — асинхронный вентильный каскад;
  • ТРС — тиристорный регулятор скольжения;
  • ТПР, ТПП — силовые тиристорные преобразователи соответственно ротора и регулятора подачи;
  • ТВ — тиристорные возбудители;
  • А2 — шкафы управления электроприводами вспомогательных механизмов

Типовая однолинейная схема электротехнического комплекса буровой установки с электроприводом постоянного тока:

Д — дизель; G — генератор переменного тока; ФКУ — фильтрокомпенсирующее устройство; ТП — силовые тиристорные преобразователи в прямоугольнике (топкие линии); А1 — комплектное устройство с силовыми переключателями постоянного тока. (Остальные обозначения см. предыдущий рисунок)

Набор электротехнических средств, используемых на установках с дизельным приводом главных механизмов, полностью входит в комплект установок соответствующего класса с электроприводом и обычно относится к изделиям общепромышленного назначения, поэтому сведения об этом электрооборудовании в каталоге не приводятся.

Выработанная электроэнергия с генератора поступает на панель управления, а затем передается в шкафы управления электроприводами вспомогательных механизмов. Питание потребителей осуществляется через автоматические выключатели, расположенные в шкафах управления.

Номенклатура основного электрооборудования новых серийных буровых установок (ГОСТ 16293-82) с электрическим приводом главных механизмов представлена в табл. 34.

В каталоге не рассматривается электрооборудование установок индивидуального производства для специальных условий бурения (за исключением электрических машин для установок морского бурения), а также аппаратура, встраиваемая в комплектные устройства управления, и электрооборудование систем контроля процесса бурения.

Категории размещения оборудования (ГОСТ 15150-69) предусматривают эксплуатацию на открытом воздухе, в помещениях, где колебания температуры и влажности несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе, или под навесом, или в закрытых помещениях, с естественней вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий.

Сведения о степени защиты, а также о некоторых других особенностях условий эксплуатации и конструктивного исполнения приведены в табл. 35.

Источник

Системы управления буровыми установками

Буровая установка представляет собой сложный комплекс различных машин и механизмов, обеспечивающих выполнение разнообразных технологических операций при проводке сква­жин. Эффективность работы этого комплекса зависит от экс­плуатационных качеств, маневренности, четкости и надежности работы всех его элементов. Важную роль в комплексе играет система управления.

Системы управления обеспечивают:

пуск, остановку и регулировку работы двигателей;

включение и выключение трансмиссий, которые блокируют двигатели, приводящие буровые насоса, ротор или лебедку;

включение и выключение буровых насосов, лебедки, ротора, механизма подачи и тормозов (гидравлического, электрического и ленточного); изменение частоты вращения барабана лебедки, насосов и ротора; включение и выключение устройств для свинчивания и раз­винчивания бурильных труб;

управление работой ключей, клиньев и других механизмов при отвинчивании и установке бурильных свечей в магазин в процессе спуска и подъема колонны;

управление оборудованием для герметизации устья скважи­ны при бурении и проявлениях газа;

включение и выключение компрессора, вспомогательной ле­бедки или насоса, осветительной установки, устройств для очи­стки и приготовления бурового раствора и других вспомогатель­ных механизмов.

Для приведения в действие органов управления используют­ся различные виды энергии: в системах ручного механического управления -сила оператора; в пневматических, гидравличе­ских и электрических системах -энергия сжатого воздуха, жид­кости или электричества.

Система управления состоит из двух типов органов: управ­ляющих функциями главных и вспомогательных исполнитель­ных механизмов и аппаратуры, сигнализирующей оператору или регистрирующей результаты исполнения команды.

Система управления (рис. XI. 1) содержит пять основных органов:

•1 — воспринимающий команду (кнопка, рукоятка, рычаг, пе­даль и др.), на который воздействует оператор — человек, про­граммирующее устройство или микропроцессор;

•2 — промежуточный, передающий команду к исполнительным механизмам с использованием внешней энергии: тяги, трубопро­вода, электрокабеля и др.;

•3 — исполнительный, воздействующий на механизм, выпол­няющий технологическую функцию: муфта сцепления, золотник, кран и др.;

•4 — фиксирующий или ограничивающий исполнение коман­ды: защелка, концевой выключатель, стопор и др;

•5 — обратная связь, информирующая оператора об исполне­нии команды или заданного режима работы: измерительный прибор, манометр, термометр, динамометр, световая или звуко­вая сигнализация.

В буровых установках применяется три вида систем управ­ления:

централизованная — расположенная у поста бурильщика и позволяющая ему управлять основными исполнительными меха­низмами: лебедкой, насосами, ротором, превенторами и др.;

индивидуальная или местная — расположенная вблизи того или иного агрегата;

смешанная—позволяющая управлять агрегатом как с поста бурильщика, так и непосредственно около агрегата; например, ДВС с суммирующей трансмиссией могут управляться дизели­стом или бурильщиком и др.

Всеми устройствами управляют с постов бурильщика, дизе­листа или с пульта, расположенного вблизи того или иного агрегата (оборудования). В соответствии с выполняемыми функциями цепи управления подразделяются на независимые и взаимосвязанные. Независимые цепи применяют в тех случаях, когда устройства не связаны друг с другом, например, включение лебедки, насосов, ротора. Взаимосвязанные (сблокированные) системы управления используют, когда недо­пустимо одновременное включение нескольких движений, напри­мер, одновременное включение прямого и обратного вращения ротора или двух скоростей лебедки.

В связи со сложностью и многообразием функций, выполняе­мых механизмами для обеспечения маневренности, быстроты и удобства манипулирования, в буровых установках применяют комбинированные системы управления, позво­ляющие наиболее полно удовлетворить все требования.

Степень совершенства системы управления зависит от ее качеств, главными из которых являются:

мощность, усилие или крутящий момент для осуществления операций управления;

легкость, маневренность и автоматизм органов, на которые воздействует оператор и которые осуществляют исполнение ко­манды.

Совершенство системы управления зависит как от конструк­ции органов системы управления, так и от рабочей позы бу­рильщика и усилий, затрачиваемых им в процессе управления. Неудобство позы рабочего, необходимость приложения больших усилий вызывают быстрое утомление рабочего и снижают его производительность. Усилие, затрачиваемое рабочим на мани­пуляции рычагами, обычно не более 30-50 Н, тормозной руко­яткой- не более 150 Н, ножными педалями и редко переклю­чаемыми рычагами — не более 100-200 Н. Давление рукоятки, кроме тормозной, обычно осуществляется в течение нескольких секунд и неутомительно для бурильщика. Рукоятки и педали располагают так, чтобы ими было удобно пользоваться без изменения рабочей позы и места бурильщика.

Четкость, стабильность и мнемоничность управления обеспе­чиваются тем, что каждая команда соответствует определенной функции и не вызывает изменения положения других органов управления. Величина хода, например, рукоятки, при включе­нии и выключении должна быть всегда одинакова и стабильна при каждом повторении команды.

Мнемоничность управления обеспечивается таким располо­жением органов управления, при котором оператор освобожден от излишнего напряжения памяти. Оператор не должен каждый раз вспоминать, где находится тот или иной рычаг управления, в какую сторону и на какое расстояние следует его передвинуть или повернуть, чтобы включить или выключить, например, ключ для свинчивания или развинчивания бурильных замков.

Направление движения руки оператора должно совпадать с направлением движения механизма. При вертикальном рас­положении рычага, например тормозного, торможение осуще­ствляется движением рычага вниз, так как при этом удобнее приложить к усилию руки еще вес тела рабочего, а при растормаживании наоборот. При горизонтальном расположении рыча­гов включение, требующее большого усилия рабочего, осуществ­ляется поворотом рычага «на себя», а выключение — «от себя». Штурвалы при включении обычно вращают «от себя», а при выключении — «на себя». Педальное управление при рабочей позе стоя осуществляется только в механизмах, требующих эпизодического включения. Включение осуществляется нажати­ем педали «вниз», а выключение — «вверх». При кнопочном управлении — верхняя кнопка «пуск», а нижняя «стоп».

Читайте также:  Старлайн s96 с установкой спб

Пульт бурильщика снабжается табличкой с указанием на­правления движения каждой кнопки или рычага и выполнения ими функций. Надписи должны быть четкими, хорошо освещать­ся и легко читаться без изменения рабочей позы оператора. Прогрессивность, мягкость и гибкость — важные качества систем управления. Прогрессивность обеспечивает безударность и мягкость включения за счет того, что полное усилие на органе управления возникает не сразу, а с некоторым запаздыванием, а затем быстро и энергично возрастает до требуемой величины, осуществляя включение без рывков и ударов. Например, в лен­точных тормозах, буровых лебедок применяют кулачковые или рычажные механизмы, с помощью которых передаточное отно­шение изменяется по мере поворота рычага. Это обеспечивает прогрессивное увеличение тормозного усилия.

Быстродействие системы управления — важное качество для таких механизмов, как подъемная система буровых лебедок, вы­полняющая массовые, часто повторяющиеся операции при СПО. При этом оператор должен всегда знать или видеть, что его команда выполнена точно.

Структурная прочность органов системы управления и их конструкция выполняются такими, чтобы не происходило изно­са и деформации их элементов в процессе работы, монтажа, демонтажа и транспортировки буровой установки, приводящих к нарушению точности и четкости управления.

Безопасность системы управления обеспечивается хорошим расположением органов управления, легкостью их обслужива­ния, соблюдением необходимых расстояний, хорошей освещен­ностью, легкостью и удобством манипулирования. Все это ис­ключает возможность травматизма обслуживающего персонала и порчу оборудования.

Источник

тема управления буровой установки

Системы управления буровых установок обеспечивают взаимодействие, маневренность всех механизмов и выполняют следующие функции:

  1. пуск и остановку двигателей;
  2. включение и выключение трансмиссий, блокирующих двигатели и передающих мощность на буровые насосы, ротор или лебедку;
  3. включение и выключение буровых насосов, лебедки, ротора, механизма подачи, регулирующего тормоза (гидравлического или электрического) и других устройств;
  4. изменение скорости вращения барабана лебедки и ротора;
  5. торможение и растормаживание барабана лебедки;
  6. включение и выключение устройств для свинчивания и отвинчивания бурильных труб;
  7. управление работой клиньев и других механизмов при отвинчивании и установке бурильных свечей в магазин в процессе спуска и подъема колонны;
  8. включение и выключение компрессора, вспомогательной лебедки или насоса, осветительной установки, устройств для очистки и приготовления промывочной жидкости и других вспомогательных механизмов.

Вся система управления состоит из следующих основных устройств:

  1. устройства для подготовки рабочего агента (воздух, жидкость, электроэнергия) и поддержания его параметров;
  2. управляющих устройств для управления исполнительными механизмами (многоходовые краны различных типов, выключатели, реле и так далее);
  3. исполнительных механизмов – пневматических муфт, цилиндров, диафрагм или других устройств, непосредственно осуществляющих функции соединения валов, тормозов и так далее.

Агрегаты этих трех групп соединены между собой коммуникациями (устройствами для подвода рабочего агента к исполнительным устройствам).

Для передачи команды исполнительному устройству на небольшие расстояния (1 – 2 м) применяют механические передачи. При расстояниях более 2 м или больших усилиях используют пневматические системы, гидравлические и электрические устройства.

Основными исполнительными механизмами системы управления являются муфты сцепления, тормоз, цилиндры пневмораскрепителя, клиновых захватов и др.

Пневматическая система управления. На рисунке 14.1 приведена наиболее распространенная схема пневматического управления буровой установкой. Питание системы рабочим агентом – сжатым воздухом осуществляется двумя компрессорами.

Компрессорная станция соединена общим воздухопроводом с воздушным резервуаром.

Между каждым из компрессоров и резервуарами установлены обратные клапаны, свободно пропускающие воздух из цилиндров компрессора в резервуар и перекрывающие проход воздуха в обратном направлении в маслоотделитель.

Воздушные резервуары предназначены для выравнивания давления в системе пневматического управления и являются аккумуляторами энергии.

Рисунок 14.1 – Схема пневмоуправления

1 – компрессоры; 2 – обратные клапаны; 3 – регулятор давления; 4 – маслоотделитель; 5 – резервуар; 6 – манометр; 7 – предохранительный клапан; 8 – вентиль; 9 – влагоотделитель и осушитель воздуха; 10 – трубопроводы; 11 – управляющий кран; 12 – вертлюжок; 13 – клапан-разрядник; 14 – муфта сцепления; 15 – регулирующий клапан 16 – цилиндр пневматический

На воздушных резервуарах устанавливают предохранительный клапан, манометр и спускной вентиль. Из резервуара прежде чем попасть в управляющие устройства воздух отделяется от влаги и осушается.

Управление агрегатами осуществляется кранами. Из кранов воздух поступает в исполнительный механизм, муфту или цилиндр.

В пневматическом управлении фрикционными муфтами могут быть применены две системы питания воздухом: прямоточная и замкнутая с отсекающими клапанами. При прямоточном питании воздушная камера включенной муфты непосредственно соединена с магистралью сжатого воздуха, при выключенной муфте – сообщена с атмосферой. Все части системы пневматического управления в этой схеме находятся под постоянным давлением. При системе питания с отсекающими клапанами камера муфты соединена с магистралью сжатого воздуха только в период наполнения. В течение остального времени камера и часть трубопровода, находящаяся во вращающихся деталях, отсекаются от воздушной магистрали специальным клапаном.

Питание муфт, сидящих на валах, торцы которых недоступны для подвода воздуха, осуществляются кольцевыми вертлюжками.

В схемах с отсекающими клапанами давление в полости вертлюжка поднимается только во время включения муфты. Схема пневматического управления с отсекающими клапанами недостаточно надежна из-за пропуска воздуха в клапанах. При утечке воздуха из отсеченного объема через малейшие неплотности или при расстройстве соединений падение давления в камере муфты не компенсируется подачей новых порций воздуха из магистрали.

Прямоточная система более надежна.

Управляющие пневматические устройства

В качестве управляющих устройств в пневматических системах буровых установок применяют клапанные, золотниковые отсекающие и мембранные регулирующие краны.

Для управления одним устройством применяют двухклапанные краны. Для одновременного управления двумя и большим количеством устройств с целью сокращения количества управляющих рукояток и обеспечения блокировки применяют четырех- и многоклапанные краны. Двухклапанные краны имеют обычно эксцентриковое управление, а четырех- и многоклапанные краны управляются дисками или валиками с кулачками.

Многоклапанные краны обычно применяют для управления коробками передач с включением скоростей при помощи пневматических муфт. Управление кулачковым валом в этих случаях осуществляется штурвалом или рукояткой с круговым вращением.

Регулирующие краны применяют для устройств, требующих регулирования или поддержания требуемой величины давления воздуха, например, в цилиндрах тормозов, управлении подачей топлива дизелей и др.

В буровых установках управление почти всеми механизмами осуществляется бурильщиком со своего поста, для чего большинство механизмов сосредоточивается на пульте.

Компрессоры . Снабжение сжатым воздухом аппаратов пневматического управления буровыми установками осуществляется от небольших компрессорных станций, устанавливаемых на буровой. В установке предусматриваются два компрессора, один из которых является резервным.

Компрессор для буровых установок подбирают с запасом по давлению в 15 – 25% от наивысшего рабочего давления, принятого для системы. Для обеспечения запаса воздуха производительность каждого компрессора выбирается в 1,5 – 2 раза больше максимальной потребности сжатого воздуха буровой установкой.

В буровых установках используют одно- и двухступенчатые поршневые компрессоры различных конструкций.

Регулятор давления предназначен для автоматического поддержания необходимого давления в системе пневматического управления. В большинстве случаев применяют электрические регуляторы.

При повышении давления до установленной наибольшей величины регулятор разрывает электрическую цепь, а при последующем падении давления до допустимого минимума вследствие расхода воздуха вновь автоматически замыкает ее.

Механическое управление. Механические системы применяются как местное или дублирующее управление или там, где пневматизация и электроуправление нецелесообразны.

Из механических передач чаще всего применяются рычажковые, тяговые, кулачковые, тросовые и др.

Однако чаще всего механическое управление является составной частью пневматической или электрической системы управления несколькими двигателями силовых приводов буровых установок.

Электрическое управление повышает точность и оперативность цепи управления.

При регулировании одновременно нескольких двигателей их механизмы топливоподачи механически связываются общей системой.

Диплом на заказ

Узнать стоимость написания работы —>

Источник

Adblock
detector