Автоматический элеватор

курсовая работа

1.2 Анализ оборудования

Для автоматизации спускоподъемных операций бурильного инструмента широко применяют автоматы спуска-подъема типа АСП.

В состав комплекса АСП входят автоматический элеватор, механизм захвата свечи, механизм подъема свечи, механизм расстановки свечей, подсвечники и магазины, подвижный центратор и пульт управления.

Автоматический элеватор, подвешенный к талевому блоку, предназначен для подхвата и освобождения колонны бурильных труб при спускоподъемных операциях. Механизм захвата свечи работает при включении с пульта управления, автоматически захватывая свечу и освобождая ее после установки на подсвечник. Этот механизм состоит из захватного устройства и каретки, которая крепится к скобе стрелы механизма расстановки свечей. Механизм подъема свечи (МПС), служащий для подъема и спуска механизма захвата со свечой при ее переносе, представляет собой блок цилиндров двойного действия с рабочим давлением 0,6 -- 0,9 МПа.

Механизм расстановки свечей предназначен для переноса свечи с центра скважины на подсвечник и обратно со скоростью 0,4 м/с. Он состоит из рамы с тележкой, перемещающейся по направляющим, и стрелы. Привод механизма -- от электродвигателей переменного тока мощностью 3,5 кВт каждый. Подсвечник представляет собой металлоконструкцию, разделенную на секции и предназначенную для установки на ней свечей. Для удержания верхних концов свечей в определенном порядке используют магазин, разделенный на секции пальцами. Подвижный центратор перемещается по специальным направляющим канатам и удерживает верхний конец свечи в центре скважины при свинчивании и развинчивании.

Пульт управления всеми механизмами АСП установлен на площадке для обслуживания подсвечника. Пульт имеет сидение для оператора, обогревательное устройство, используемое в холодное время года, и специальное зеркало для наблюдения за работой механизмов и правильной расстановкой верхних концов свечей.

Комплекс механизмов типа АСП обеспечивает:

-совмещение во времени подъема и спуска колонны труб и незагруженного элеватора с операциями установки свечей на подсвечник, выноса ее с подсвечника, а также с развинчиванием или свинчиванием свечи с колонной бурильных труб;

-механизацию установки свечей на подсвечник и вынос их к центру, а также захват или освобождение колонны труб автоматическим элеватором.

Для захвата и поддержания на весу колонны бурильных или обсадных труб при спуско-подъемных операциях используются элеваторы. Бурильные или обсадные трубы захватываются элева тором под нижний торец муфты или замка.

Практикой эксплуатации определены следующие основные требования к конструкциям элеваторов:

1) они должны обеспечивать удобную, надежную и безопасную работу при минимальных затратах времени на одевание их на трубу и снятие с нее;

2)элементы крепления деталей элеватора должны быть предохранены от выпадания в процессе работы;

3)3необходимо, чтобы замковое устройство было надежным и безопасным в работе и обеспечивало автоматическое закрывание элеватора, исключая самопроизвольное открывание как под нагрузкой, так и при снятии нагрузки;

4)конструкция элеватора должна быть такой, чтобы исключалась опасность защемления рук рабочего при открывании и закрывании элеватора;

5)размеры проушин должны обеспечивать свободное одевание и вывод штропов соответствующей грузоподъемности;

6)вес элеватора должен быть минимальным;

7)приспособления для предохранения штропов от выпадания из проушин элеваторов должны быть надежными и удобными в работе.

Комплекс механизмов АСП предназначен для механизации и частичной автоматизации спуско-подъемных операций при бурении скважин.

Комплекс механизмов обеспечивает:

а) совмещение во времени спуска и подъема колонны бурильных труб и ненагруженного элеватора с операциями свинчивания и развинчивания свечей, их установку на подсвечник и вынос к центру скважины;

б) механизацию свинчивания и развинчивания замковых соединений свечей;

в) автоматизацию захвата и освобождения колонны бурильных труб элеватором;

г) механизацию установки свечей на подсвечник и выноса их к центру скважины;

д) механизацию смазки резьбы замковых соединений свечей. Техническая характеристика комплексов механизмов АСП приведена в табл. 1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ниже описывается комплекс механизмов АСП.

В комплекс механизмов АСП (рис. 1) входят: кронблок 8 с дополнительным шкивом 9, талевый блок 4 специальной конструкции, механизм подъема свечей 13, механизм захвата свечей 5, механизм расстановки свечей 10, центратор 6 с направляющими канатами, автоматический элеватор 3, подсвечник 11, магазин для размещения свечей 7, механизм для смазки резьбы свечей 12, автоматический буровой ключ 1 и пневматические клинья 2.

Механизм расстановки свечей предназначен для переноса свечей с подсвечника к центру скважины и обратно при выполнении спуско-подъемных операций комплексом механизмов АСП.

Механизм расстановки свечей (рис. 2) состоит из полатей I, тележки 3, стрелы 5 и пульта управления.

В вертикальной плоскости передней панели полатей расположены два швеллера, по которым передвигатеся в горизонтальном направлении тележка на блок-роликах 4 и 6. На концах нижнего швеллера установлены упоры 7, ограничивающие передвижение тележки.

Тележка представляет собой сварную раму, на которой смонтированы стрела и однотипные приводы тележки и стрелы. Приводы состоят из электродвигателя, червячного редуктора, муфты предельного момента, колодочного тормоза и звездочки. Звездочки, вращаясь по неподвижно закрепленным цепям 2, передвигают тележку и стрелу. На одном конце стрелы смонтированы амортизатор и механизм захвата свечи, а на другом -- упор, предохраняющий падение стрелы при монтаже механизма и наладочных работах. Амортизатор служит для смягчения ударов при подводе механизма захвата к свече.

В исходном положении тележка находится посредине полатей, против центра скважины, а стрела полностью задвинута в тележку.

При подъеме бурильного инструмента стрела выдвигается к центру скважины до тех пор, пока механизм захвата не упрется в отвинченную свечу и не захватит ее. Во время упора механизма захвата в свечу муфта предельного момента проскальзывает. После захвата свечи стрела втягивается в тележку до исходного положения. Затем тележка со свечей перемещается до намеченной секции магазина и стрела заводит свечу в магазин и на подсвечник.

При спуске бурильного инструмента операции выполняются в обратном порядке.

Рис.1. Комплекс механизмов АСП

Рис.2. Механизм расстановки свечей.

Механизм подъема свечей предназначен для подъема и спуска свечи, удерживаемой механизмом захвата, при выполнении спуско-подъемных операций комплексом механизмов АСП.

Механизм подъема (рис. 3) состоит из блока пневматических цилиндров 1 двойного действия, подъемного каната 2, вспомогательного цилиндра 4, регулировочного каната 3, воздухопроводов 5 и пульта управления 8.

Подъемный канат одним концом крепится к подвижному штоку пневмоцилиндров, проходит через нижний блок 7 и дополнительный шкив 6 крон-блока и вторым концом крепится к механизму захвата свечей.

При движении поршней пневматических цилиндров под действием сжатого воздуха механизм захвата спускается или поднимается.

Два пневматических цилиндра механизма подъема сблокированы между собой на случай обрыва пневматических шлангов или больших утечек в воздухопроводах.

Механизм захвата свечей предназначен для захвата свечи и удерживания ее на весу во время переноса от центра скважины на подсвечник и обратно, а также для раскрытия кулачков центратора при выносе свечи из центра скважины при выполнении спуско-подъемных операций комплексом механизмов АСП.

Механизм захвата (рис. 4) состоит из двух основных узлов: неподвижной направляющей части 1, которая закреплена на конце стрелы механизма расстановки свечей с помощью оси 6, и подвижной части 5, перемещающейся в неподвижной.

Неподвижная часть представляет собой сварную конструкцию, в которой установлены восемь роликов 8 для перемещения и удержания подвижной части. Для предохранения от бокового смещения подвижной части сверху и снизу в подвижной части установлено по одному ролику 9.

Рис. 3. Механизм подъема свечей

Рис.4.Механизм захвата свечи.

Корпус подвижной части также сварной и по всей своей длине имеет направляющую планку, которая перемещается по роликам неподвижной части. В верхней части корпуса закреплена клиновая головка 2, предназначенная для раскрытия кулачков центратора при выносе свечи с центра скважины. В средней части корпуса закреплена скоба 7, в которой по двум пазам типа «ласточкин хвост» перемещаются клинья 13 со сменными губками 11. В средней части скобы установлен фиксатор 12, предохраняющий от внецентрового захвата губками трубы и захвата ее выше нормального положения. Вверху и внизу корпуса установлены сферические ролики 10 для направления трубы.

Приводной частью механизма является тяга 3, один конец которой соединен двухплечным рычагом с клиньями, а другой -- с подъемным канатом механизмом подъема свечи. Тяга передает движение от механизма подъема клиньями через двухплечный рычаг, а всей подвижной части механизма -- посредством подъемного каната. Копир 4 предназначен для регулирования клиньев. Схема работы механизма захвата показана на рис. 4.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Подвижной центратор предназначен для поддержания верхнего конца свечи при завинчивании и отвинчивании ее, удержания талевого блока от раскачивания при выполнении спуско-подъемных операций комплексом механизма АСП.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Подвижной центратор (рис. 6) состоит из центратора и направляющих канатов, закрепленных на специальной подвеске. Центратор служит для поддержания свечи, а напраляющие канаты -- для направления движения центратора и удержания его в горизонтальном положении.

При подъеме бурильного инструмента талевый блок, подойдя к центратору, раструбом входит в воронку центратора и далее вместе с центратором движется вверх на длину свечи.

Колонна бурильных труб устанавливается на пневматические клинья в роторе, после чего талевый блок вместе с центратором движется вниз. Как только верхний конец свечи войдет в отверстие центратора, последний останавливается на конусных опорах направляющих канатов, а талевый блок продолжает движение вниз по свече.

В это время свеча отвинчивается, а центратор удерживает ее за верхний конец. После отвинчивания свечи механизм захвата берет ее ниже центратора и поднимает. При этом механизм захвата наголовником входит клином в разрез отверстия центратора и утопляет кулачки, а затем выходит со свечей из центратора.

Подсвечник (рис. 7.) предназначен для установки на нем в определенном порядке свечей при подъеме бурильного инструмента и для направления движения свечей при переносе их от центра или

Рис. 7. Подсвечник.

к центру скважины при выполнении спуско-подъемных операций комплексом механизмов АСП.

Подсвечник представляет собой сварную конструкцию, состоящую из двух опор, одинаковых по конструкции, на каждой из которых сверху смонтирована площадка. Площадки разделены бортами

3 на секции, обеспечивающими правильную установку свечей рядами. Каждая секция закрывается дверкой 1. Дверками регулируется очередность заполнения секций свечами. Кронштейны 4 служили для направления движения свечей при переносе их на подсвечник. Амортизатор 2 предназначен для гашения удара свечи о подсвечник. Нижние концы свечей, установленных на подсвечник, подогреваются паром, который подключен к трубам площадок.

Магазин для свечей предназначен для поддержания верхних концов свечей, установленных на подсвечник, и для расстановки их в определенном порядке, необходимом для взятия свечей механизмом захвата, при выполнении спуско-подъемных операций комплексом механизмов АСП.

Комплект состоит из двух магазинов, расположенных на вышке слева и справа относительно скважины. Конструкция магазинов выполнена в виде гребенки, сваренной из труб. В промежутки между пальцами гребенки заводятся верхние концы свечей.

Механизм смазки свечей предназначен для смазки резьб замковых соединений свечей при спуске бурильного инструмента комплексом механизмов АСП.

Механизм (рис. 8) состоит из смазочной камеры 1, выполненной совместно с бачком 2 для смазки, двух специальных форсунок 5 для распиливания смазки, дозатора 12, пневмоцилиндра 6 для перемещения камеры и пульта управления.

Дозатор служит для установления определенной порции смазки, впрыскиваемой в камеры для смазки одного замка. Он представляет собой цилиндр с двумя поршнями, соединенными между собой штоком. В полость с поршнем диаметром 80 мм из бачка 2 через патрубок 9 и клапан 10 поступает смазка, а при подаче воздуха давлением 6--9 кгс/см2 в полость с поршнем диаметром 120 мм смазка из полости диаметром 80 мм под давлением поступает к форсункам через клапан 11 и нагнетательный маслопровод. Обратный ход поршней, при котором смазка поступает в дозатор, осуществляется под действием пружины.

Величина порции масла, впрыскиваемой в камеру, регулируется болтом 13. Дозатор имеет сливную пробку 3, через которую сливается масло при ремонте. Смазочная камера поднимается до упора амортизатора 4 в ниппель замка свечи с помощью пневматического цилиндра 6. Положение камеры фиксируется пальцем 8 в отверстиях кронштейна 7.

Рис.8 Механизм смазки свечей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автоматический элеватор предназначен для автоматического захватывания и освобождения бурильной колонны при выполнении спуско-подъемных операций комплексом механизмов АСП.

Автоматический элеватор (рис. 9) состоит из силовой группы деталей, воспринимающих нагрузки от веса бурильного инструмента, и группы деталей рычажного механизма, служащего для автоматического захвата и освобождения бурильной колонны. Основными деталями силовой группы являются: корпус 1 и два штропа 2. Штропы присоединяются к проушинам 24 корпуса с помощью пальцев. Штропами элеватор подвешивается на проушины скобы талевого блока, а на проушины 12 подвешиваются обычные штропы для подвески к автоматическому элеватору вертлюга или обычных элеваторов. Проушины 12 снабжены предохранительными пальцами 13, которые на тросиках прикреплены к кольцам 15.

Отверстие в корпусе служит для свободного прохождения бурильных замков и труб, а кулачки 10 -- для подхвата бурильной колонны.

Рычажная система состоит из фланца с патрубком 22, служащего направлением для каретки 3. Каретка шарнирно соединена с четырьмя рычагами 4 и через подвески 9 с тремя кулачками 10. Ролики 7 служат для перемещения каретки по патрубку 22. Вверху рычага 4 имеется ролик 27, а внизу пружина 8, под действием которой все рычаги стремятся сблизиться между собой.

К верхней части патрубка прикреплен копир 19 с четырьмя проушинами 6, в вырезы которых при работе заходят ролики >. Между копиром и кареткой установлена пружина 23, способствующая быстрому опусканию каретки.

Защелки 21 под действием пружин 11 стремятся прижаться к ш-ретке и служат, таким образом, для фиксации каретки в нижнем положении. Открывается и фиксируется защелка в открытом положении с помощью роликов 20 и двух штоков 16, сблокированньх между собой кольцом 14. Штоки фиксируются в верхнем положении поворотом ручек двух запоров 17. Упор 25 служит для фиксации каретки в верхнем положении.

Делись добром ;)