Повышение эффективности буровой установки с верхним приводом

• Автор: Миниханов, Ренат Фагилевич
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Состояние вопроса и постановка задач исследования
1.1. Объект исследования - буровые установки
1.2. Системы верхнего привода
1.3. Конструкции лебедок и особенности рабочего процесса спуско-подъемного комплекса
1.4. Методики расчета параметров СПК
1.5. Постановка задач исследования 17 Глава 2. Исследование рабочего процесса системы верхнего привода
2.1. Описание объекта исследований
2.2. Разработка устройства для проведения исследований
2.3. Проведение измерений
Выводы
Глава 3. Разработка методики расчета основных параметров СВП
и системы гашения динамических колебаний
3.1. Алгоритм подбора СВП к буровому станку
3.2. Расчет частоты собственных колебаний
3.3. Методика формирования конструктивного исполнения СВП
3.4. Анализ влияния неподвижной части СВП на металлоконструкцию мачты
Выводы
Глава 4. Разработка методики расчета параметров спуско-подъемных комплексов буровых установок
4.1. Назначение разрабатываемой методики 5О
4.2. Особенности работы СПК и решение дифференциальных урав- нений на ЭВМ
4.3 Допущения, примененные в разрабатываемой методике
4.4. Построение методики
4.5. Расчетная схема

4.6. Приведение параметров СПК для расчетной схемы
4.7. Методика расчета основных параметров СПК
4.8. Разработка модели для расчета продолжительности операции
4.9. Разработка модели расчета коэффициента загрузки привода и параметров статической характеристики
4.10. Модель рабочего процесса СПК
4.11. Модель процесса использования механических тормозов при спуске бурильной колонны
4.12. Алгоритм имитационной модели рабочего процесса СПК
Выводы
Глава 5. Исследования влияния параметров на основные показатели спуско-подъемных комплексов
5.1. Анализ массовых характеристик СПК
5.2. Исследования с помощью разработанной модели и анализ полученных результатов
5.3. Выводы и рекомендации по совершенствованию буровых установок
Заключение
Библиографический список
Приложения
П.1. Программа реализации методики расчета параметров СПК для ЭВМ
П.2. Акт о внедрении результатов работы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В горной промышленности для водоотлива на карьерах и шахтах, для дегазации угольных пластов требуется бурить глубокие скважины. Для бурения таких скважин применяются тяжелые буровые установки (БУ), аналогичные тем, которые используются для проходки нефтяных и газовых скважин. При дегазации требуется создавать наклонные и горизонтальные скважины, эффективное проведение которых возможно только с использованием силового верхнего привода (СВП). По сравнению с установками, имеющими роторы, БУ с силовым верхним приводом обладают рядом преимуществ. Буровые установки для строительства скважин на горных предприятиях работают в условиях, существенно отличающихся от условий при строительстве нефтяных скважин. Так, глубины проходки скважин в условиях горных предприятий обычно меньше, поэтому и нагрузки на крюке меньше. Такие отличия должны учитываться при задании значений параметров основных систем БУ. В некоторых случаях для создания дегазационных скважин используются установки, которые были созданы для нефтяной промышленности и длительное время эксплуатировались там. Для таких случаев требуется оперативно определять настроечные параметры системы верхнего привода и спуско-подъемного комплекса. Таким образом, необходима методика, которая позволяла бы для конкретных условий эксплуатации определять требуемые параметры установки.
Установка предлагаемых фирмами - разработчиками систем верхнего привода на новых и на модернизированных существующих буровых установках выявила значительные колебания верхнего привода. Повышенные колебания приводят к преждевременному выходу из строя отдельных узлов, то есть понижается эффективность установок. В некоторых случаях приходилось останавливать работу и вносить дополнительные элементы в конструкцию СВП, причем параметры таких элементов зависят от БУ. Поэтому требуется проведение специальных исследований работы СВП, разработка мето-

строится график зависимости частоты собственных колебаний от высоты СВП (рис. 3.4.).
Рис. 3.4. Зависимость частоты собственных колебаний от высоты нахождения СВП при дополнительной балке на уровне 29 метров
Из графика видно, что частота собственных колебаний увеличивается только на участке от 25 метров, а в диапазоне проявления резонанса частота