МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗ...
221 downloads
172 Views
2MB Size
Report
This content was uploaded by our users and we assume good faith they have the permission to share this book. If you own the copyright to this book and it is wrongfully on our website, we offer a simple DMCA procedure to remove your content from our site. Start by pressing the button below!
Report copyright / DMCA form
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
"ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Институт нефти и газа
Кафедра «Машины и оборудование нефтяной и газовой промышленности»
ВЫШЕЧНЫЕ ПОДЪЕМНИКИ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторным работам по дисциплине «Машины и оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин» для студентов очного и заочного обучения специальности 17.02.00 (МОП)
Тюмень 2003
Утверждено редакционно-издательским советом государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет"
Составители: доцент, к.т.н. ассистент
Анашкина А.Е. Чувашев В.П.
© государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» 2003г.
ВЫШЕЧНЫЕ ПОДЪЕМНИКИ И ИХ СБОРКА Для сборки башенных вышек методом «сверху-вниз» применяют специальные вышечные подъемники следующих типов: ПВК-1 (подъемники Кершенбаума), ПВУ-35, ПВ2-45, ПВ5-60, ПВЛ. Подъемники ПВК-1 и ПВУ-35 предназначены для сборки 41- метровых вышек с основанием 8Х8 м. Для сборки уголковых вышек высотой 53м с размерами нижнего основания 10Х10 м и высотой секций 4 м широкое применение получил подъемник ПВ2-45. С выпуском трубных вышек ВБ-53-320, в которых высота секций составляет 6 м, для их сборки институт ВНИИнефтемаш разработал подъемник ПВ5-60. В нем за основу взята конструкция подъемника ПВ2-45, в которую введен ряд усовершенствований и увеличена высота подъемника. С помощью этого подъемника можно собирать все существующие типы башенных вышек с высотой секций до 6 м и размерами нижнего основания до 10Х10 м. По принципу действия все подъемники одинаковы и различаются размерами и грузоподъемностью. Техническая характеристика подъемников приведена в табл. 1. Таблица 1 Технические характеристики вышечных подъемников Тип подъемника Параметры ПВК-1 ПВУ-35 ПВ2-45 ПВ5-60 ПВЛ Грузоподъемность, т 24 35 45 60 Ход несущих балок, м 4,1 4,3 4,7 6,6 6,4 Скорость несущих 0,016 0,025 балок,м/с Максимальные размеры 8Х8 10Х10 основания собираемой вышки, м два шестишкивных блока два Тип талевой системы два диаметром 400мм (полиспаста) трехшкивн четырехш кивных ых блока блока диаметром диаметро 280мм м 300мм Диаметр каната оснастки 15,5 16 15,5 15 15 полиспаста, мм Максимально допустимое 12,5 18,0 17,0 23,0 20,0 тяговое усилие ходового конца оснастки, кН Диаметр каната страхового 18 20 20 22 22 устройства, мм 3
продолжение таблицы 1 Число роликов страхового 4 устройства на одной несущей балке Тяговый механизм Однобарабанная электролебедка с червячным редуктором Мощность электродвигателя лебедки, кВт Габариты лебедки, мм: длина ширина высота Масса лебедки, кг Габариты подъемника,мм длина ширина высота Масса, т
8 Трактор тягач
10
2130
2150
2850 1700 1200 2645
940 950 1216
1250
9600 9280 6500 10,0
9300 8600 5756 10,143
Двухба рабанн ая электр олебед ка 33
11350 10600 11350 6137 8286 17,0 19,7
19920 12600 8756 27,0
1 УСТРОЙСТВО ВЫШЕЧНЫХ ПОДЪЕМНИКОВ 1.1 Подъемник типа ПВ2-45 Подъемник типа ПВ5-60 (рис. 1.1) в собранном виде представляет собой жесткую пространственную конструкцию, состоящую из следующих элементов: четырех спаренных трубных стоек 1 размером 168Х14 мм, четырех нижних опор стоек 2, четырех наголовников 3 – верхних связей стоек, четырех нижних 4 и верхних 6 поясов, восьми диагональных связей 6 – по две в каждой грани подъемника, двух несущих балок 7 с роликами 8 для страхового устройства, двух несущих труб 9 для строповки собранных секций вышки, четырех верхних 10 и нижних 11 блоков полиспастов, служащих для подъема собранных секций вышки. Верхние блоки полиспаста имеют общую конструкцию с наголовниками, а нижние блоки связаны с несущими балками и соединяются со спаренными трубными 4
стойками при помощи направляющих ползунов 12. На нижних опорах стоек имеются направляющие ролики 13 для ходовых концов оснастки полиспаста. Страховое устройство, оснащенное тросом, служит для удержания на одном полиспасте в горизонтальном положении несущей балки и подвешенной к ней собранной части вышки в случае обрыва троса одного из полиспастов. Несущие трубы диаметром 426 мм расположены перпендикулярно к несущим балкам и свободно по ним перекатываются. На каждую трубу надеты по два петлеобразных штропа из каната диаметром 28 мм, к которым при сборке подвешиваются секции вышки, штроп имеет разъемное пальцевое устройство. От самопроизвольного выпадения палец застрахован шплинтом в виде булавки. В комплекте подъемника имеется монтажная лестница, которая может навешиваться на верхние пояса и использоваться при монтаже подъемника или для обслуживания его узлов. Подъем и опускание секций вышки предусматриваются с помощью трактора-тягача. При наличии подъемных лебедок они могут использоваться для сборки вышки.
Рис.1.1 Вышечный подъемник ПВ5-60 5
Подъемник транспортируют к месту сборки вышки в разобранном на узлы виде. Спаренные стойки с оснащенными полиспастами приводят в транспортное положение. Для этого талевый блок крепят к стойкам болтами, а свободный конец подъемного каната наматывают на специальные расположенные на стойках крюки и закрепляют зажимами. Несущие балки транспортируют вместе с канатом страхового устройства, который вытягивают вдоль балки и крепят к ней. Собирать подъемник начинают после монтажа вышечного основания и установки на нем специальных кронштейнов под опоры спаренных стоек. Пол буровой настилают досками толщиной 70 мм. По диагоналям опор подъемника на полу буровой настилают доски толщиной 100 мм, для посадки на них несущих балок в процессе сборки вышки. Горизонтальность пола проверяют по уровню. Перед сборкой подъемника очищают все его детали от загрязнения, проверяют комплектность, свободность вращения роликов блоков полиспаста и страхового устройства, наличие смазки в подшипниках блоков, прямолинейность стоек, поясов и диагональных тяг. Выявленные дефекты устраняют. На расстоянии 10 – 12 м от углов вышечного основания по диагоналям делают четыре якоря для крепления страховых оттяжек подъемника. Сборку подъемника начинают со сборки двух его боковых панелей в горизонтальном положении. Спаренные стойки каждой панели соединяют двумя поясами и двумя диагональными тягами. Несущие балки привязывают к опорам стоек. Схема сборки панелей подъемника показана на рис. 1.2. Собранные и жестко раскрепленные панели приподнимают краном и закрепляют шарнирно опорами трубных стоек на кронштейнах основания. На полу буровой устанавливают и закрепляют козлы вышки с роликом. Через ролик пропускают канат диаметром 15 – 16 мм и закрепляют к собранной панели подъемника. Второй конец каната цепляют к трактору. Панели поочередно приподнимают краном выше основания вышки и дальнейший подъем осуществляют при помощи каната и трактора. Схема подъема панелей показана на рис. 1.3. Для поддержания и направления панелей при их подъеме к наголовникам привязывают по два пеньковых каната с каждой стороны длиной не менее 15 м. Установленные в вертикальное положение панели крепят болтами к основанию и соединяют между собой поясами и диагональными тягами. Поднимают их с помощью канатов, перекинутых через ролики кронштейнов. На опорах стоек со стороны натяжения подъемного каната крепят направляющие ролики. Собранный подъемник раскрепляют четырьмя оттяжками за якоря. На несущие балки укладывают несущие трубы и 6
крепят канаты страхового устройства за наголовники и опорные плиты стоек.
Рис. 1.2 Схема сборки панели подъемника: 1-стойки; 2-пояс; 3-балка несущая; 4-диагональная тяга При наличии крана с большим вылетом стрелы собранные панели подъемника устанавливают в вертикальное положение при помощи крана. В случае сборки панелей без оснастки полиспастов, оснастку их производят после окончательной сборки подъемника. Схема оснастки подъемника показана на рис. 1.4. В качестве тяговых механизмов подъемников применяют электролебедки или тракторы-тягачи. Наиболее распространенные средства подъема собираемых вышек – тракторы. Схема крепления оснастки подъемника к трактору показана на рис. 1.5. 7
Рис.1.3 Схема установки панелей подъемника:1-козлы вышки; 2-основание вышки
Рис 1.4 Схема оснастки подъемника: а-оснастка полиспастов одной несущей балки ; б-оснастка страхового устройства несущей балки 8
Рис.1.5 Схема крепления оснастки полиспастов подъемника к трактору Для подъема вышек тракторами каждую пару ходовых концов оснастки полиспастов 1 одной несущей балки соединяют вместе через уравнительный ролик 3. Уравнительные ролики обеих пар ходовых концов оснастки соединяют вместе петлей с общим уравнительным роликом 5, закрепленным к прицепу трактора. Для обеспечения срабатывания страхового устройства подъемника (в случае разрыва троса одной оснастки полиспастов) каждый ходовой конец оснастки соединяют страховым тросом 4 с прицепом трактора б при помощи зажимов 2. Перед сборкой вышки работу подъемника проверяют на холостом ходу. Особое внимание обращают на одновременность начала подъема несущих балок, горизонтальность балок и несущих труб, равномерность натяжения ходовых концов оснастки полиспастов. 9
1.2 Подъемник типа ПВЛ Подъемник типа ПВЛ (рис. 1.6) состоит из подъемной части 1 в блочном исполнении, электролебедки 4 привода подъемника с элементами соединения 3 ее с подъемной частью и вспомогательной лебедки 2. Подъемная часть примерно такой же конструкции, что и подъемника ПВ560. Подъемник имеет следующие особенности. Четыре спаренные стойки со своими полиспастами сгруппированы в два транспортно-монтажных узла (рис. 1.7). Каждый узел представляет собой опорную раму 1 санного типа, на которую параллельно уложены и шарнирно закреплены своими опорами две спаренные стойки 2 в сборе. Расположение мест шарнирных креплений на раме соответствует размерам собранного подъемника. Стойки уложены так, что оси спаренных труб располагаются в вертикальных плоскостях. При монтаже рамы устанавливают на основание вышки параллельно друг другу на расстоянии, соответствующем габаритному размеру подъемника. Внутренние стойки 2 посредством поясов и диагональных тяг собирают в панель и с помощью стрел, входящих в комплект подъемника, поднимают в вертикальное положение. Затем наружные стойки 3 в горизонтальном положении по направляющим 5 перемещают на рамах на одинаковое расстояние с внутренними стойками (с собранной панелью) и собирают вторую панель. Стрелы переставляют и собранную вторую панель поднимают в вертикальное положение. Каждую поднятую панель крепят двумя подкосами к опорам 4 на шарнирах. Подкосы устанавливают на наголовники и опоры, приваренные на рамах. Передняя и задняя грани подъемника открытые, так как в них в отличие от подъемника ПВ5-60 отсутствуют верхние пояса и диагональные тяги, функции которых выполняют жесткие подкосы. Нижние пояса заменены жесткими опорными рамами. Открытые передняя и задняя грани подъемника исключают работы на высоте при его сборке и обеспечивают удобство подачи элементов собираемой вышки на рабочую площадку. Электролебедка привода подъемника развивает усилие 80 кН и обеспечивает подъем башенных вышек массой до 75 т. Два барабана одинаковых размеров, посаженные на одном валу, обеспечивают равномерное наматывание канатов подъемных оснасток и синхронный подъем несущих балок и труб. Для уравнивания натяжения и длины канатов подъемных оснасток каждый барабан снабжен средней ребордой, имеющей откидную часть с пазом для запасовывания и крепления середины канатов подъемных оснасток.
10
Рис.1.6 Вышечный подъемник ПВЛ
Рис.1.7 Узел подъемника ПВЛ в транспортном положении 11
Уравнивание натяжения и длины канатов оснасток производят следующим образом. Барабаны лебедки поворачиваются так, чтобы откидные части реборд находились в верхнем положении. После этого реборды откидываются, при этом пазы занимают крайнее переднее положение. Талевые блоки соединяют с опорами стоек (с башмаками). Канат запасовывают в паз реборды и производят оснастку подъемных полиспастов. Оснастки равномерно натягивают вручную и неподвижные ветви каната предварительно крепят с помощью одного зажима. При этом необходимо, чтобы после зажимов оставались свободные концы длиной не менее 2 м. После включения лебедки при вращении барабанов откидная часть реборды с запасованным канатом совершает поступательное движение. Канаты, проскальзывая в пазах и зажимах, получают одинаковое натяжение и длину оснасток передних и задних стоек. При достижении момента одновременного проскальзывания канатов в зажимах передних и задних стоек лебедку выключают, проверяют фиксацию откидных реборд и неподвижные концы канатов окончательно закрепляют. Электролебедку соединяют с рамой подъемника системой распорок и связей, позволяющей устанавливать лебедку без дополнительного закрепления на фундаменте. Эта же система обеспечивает возможность установки лебедки на разных уровнях относительно подъемника. Электролебедка имеет выносной кнопочный пульт управления с кабелем длиной 45 м, который позволяет управлять лебедкой с монтажной площадки или с безопасного расстояния от поднимаемой вышки. При подъеме несущих балок на максимальную высоту электролебедка автоматически отключается с помощью концевых выключателей, установленных на спаренных стойках, и электромагнитный тормоз срабатывает. Вспомогательная лебедка ЛМ-2 предназначена для подъема на монтажную площадку и монтажа деталей вышки вместо трактора, применяемого при сборке вышек подъемником ПВ5-60. Лебедку устанавливают и крепят на раме подъемника. 2 СБОРКА ВЫШЕК ПОДЪЕМНИКАМИ Перед сборкой все узлы и детали вышки раскладывают по секциям в удобных местах в порядке очередности сборки, при этом должна быть ясно видна маркировка каждого узла. Проверяют все секции ног вышки, раскосы и пояса на кривизну. Допускаемая кривизна ног на всю длину (3 мм, а поясов и раскосов –