Повышение эффективности эксплуатации канатов и подъемных систем буровых установок

• Автор: Воробель, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 168 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. Вопросы и задачи исследований

1.1. Методики оценки долговечности и наработки талевых канатов

1.1.1. Оценка совершенной талевым канатом работы

1.1.2. Оценка долговечности талевых канатов при работе на шкивах

1.2. Факторы, влияющие на износ талевых канатов и изученность их влияния на выход канатов из строя

1.2.1. Характер нагружения талевых канатов при спуско-подъемных операциях

1.2.2. Многослойная навивка на барабан буровой лебедки

1.2.3. Динамический характер работы системы «бурильная колонна -талевый канат - вышка»
1.2.4. Закручивание свободно подвешенного талевого блока
1.2.5. Износ талевого каната при работе на блоках и при навивке на барабан буровой лебедки
1.3. Методы повышения технического ресурса и долговечности талевых канатов
1.4. Задачи и цели исследования
2. Исследование влияния параметров подъемной системы на износ талевых канатов, выбор рациональных параметров подъемной системы и разработка
методик расчета работы талевых канатов
2.1. Расчет распределения числа двойных перегибов каната на блоках по его длине в оснастке при подъеме талевого блока на высоту свечи
2.2. Выбор рациональных соотношений высоты подъема, кратности оснастки и высоты вышки
2.3. Методика определения наработки талевого каната, учитывающая кратность и КПД оснастки талевой системы

2.4. Учет работы талевого каната с помощью систем контроля работы буровой лебедки
2.5. Определение эквивалентных нагрузок, действующих на талевый канат и подъемную систему буровой установки
2.6. Методика определения удельной работы, совершаемой разными
участками талевого каната в оснастке
Выводы
3. Разработка системы отработки талевого каната с применением перепусков
3.1. Задачи, решаемые при отработке талевого каната перепусками
3.2. Известные методики отработки талевого каната
3.2.1. Методика проведения перепусков, основанная на оценке фактического состояния каната по числу оборванных проволок
3.2.2. Методики, основанные на определении полезной работы талевого каната при спуско-подъемных операциях
3.3. Выбор оптимальной длины перепуска
3.3.1. Оценка факторов износа каната
3.3.2. Выбор длины перепуска
3.4. Пример отработки каната с учетом факторов «перегибы на блоках» и «многослойная навивка»
3.5. Расчет числа перепусков
3.6. Выбор критерия перепуска
3.7. Планирование проведения перепусков на основании известных
показателей теоретической кривой проходки
Выводы
4. Исследование условий, определяющих закручивание свободно подвешенного талевого блока
4.1. Состояние задачи исследования процесса закручивания свободно подвешенного талевого блока

4.2. Определение моментов, действующих на свободно подвешенный талевый

4.3. Условие устойчивости талевого блока к закручиванию для различной кратности оснастки
4.4. Определение условий закручивания при параллельной оснастке
4.5. Влияние схемы запасовки и направления свивки каната на устойчивость талевой системы к закручиванию
4.6. Влияние конструктивных особенностей талевого блока и кронблока на закручивание талевой системы
4.7. Общие закономерности в определении восстанавливающего момента.
4.8. Определение коэффициента крутимости каната по углу закручивания
талевого блока
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
Приложение
Приложение

характеристикой и улучшением условий навивки каната на барабан лебедки [2, 6, 15,36, 43,53,71,72, 93].
Работ о влиянии динамических нагрузок на долговечность именно талевых канатов практически нет. В работах, [8, 9, 10, 11, 89] приведена зависимость долговечности стальных канатов от динамических нагрузок:
N.(<7М,аа) = а(ат,оа)- МСТ{а„), (1.16)
где а{ст,оа) =
долговечности каната; аа - амплитудные напряжения, связанные с динамическим изменением нагрузки; от - среднее напряжение; А'ст {ит) - долговечность каната при статической нагрузке. Амплитудные напряжения не связаны со статическими и могут принимать значение аа = 0, это означает, что динамические нагрузки отсутствуют. Среднее напряжение совпадает со статической нагрузкой.
Данное выражение получено по данным эксперимента [8, 89, 90] на специальном стенде при 40 перегибах в минуту и частоте пульсаций нагрузки 3 Гц. Правомерность выражения в отношении талевых или каких либо других канатов, испытывающих перегибы на блоках, может подтверждаться характером кривой долговечности, который в тех или иных случаях, например без динамичности нагрузок, остается практически неизменным.
Коэффициент динамичности можно выразить через напряжение в талевых канатах и через среднее и амплитудное значение напряжений, принятых в формуле
Кл = = а>» + а» = +^. (1.17)
°"стат а ш
Тогда коэффициент снижения долговечности канатов запишется как

динамический коэффициент снижения