CHƯƠNG 3 CƠ CẤU NÂNG THẢ CỦA THIẾT BỊ KHOAN

Chia sẻ: Lê Tùng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:36

0
55
lượt xem
12
download

CHƯƠNG 3 CƠ CẤU NÂNG THẢ CỦA THIẾT BỊ KHOAN

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

3.1.Khái niệm về quá trình nâng thả bộ dụng cụ khoan Quá trình nâng thả bộ dụng cụ khoan bao gồm các thao tác được lặp lại theo một chu trình. Thời gian để thực hiện quá trình nâng thả chia làm hai loại: - Thời gian máy. - Thời gian tay - máy (tháo, vặn cần dựng, dựng cần vào giá đỡ cần…). Thời gian chi phí cho nâng và thả một đoạn cột cần có chiều dài 1 cần dựng có thể xác định bằng các thành phần:...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: CHƯƠNG 3 CƠ CẤU NÂNG THẢ CỦA THIẾT BỊ KHOAN

  1. CHƯƠNG 3 CƠ CẤU NÂNG THẢ CỦA THIẾT BỊ KHOAN 3.1. Khái niệm về quá trình nâng thả bộ dụng cụ khoan Quá trình nâng thả bộ dụng cụ khoan bao gồm các thao tác được lặp lại theo một chu trình. Thời gian để thực hiện quá trình nâng thả chia làm hai loại: - Thời gian máy. - Thời gian tay - máy (tháo, vặn cần dựng, dựng cần vào giá đỡ cần…). Thời gian chi phí cho nâng và thả một đoạn cột cần có chiều dài 1 cần dựng có thể xác định bằng các thành phần: T1  tnm  te  ttm  tme  tt  t 'tm
  2. tnm là thời gian nâng bằng máy; t e là thời gian thả elevator không tải; t tm là thời gian nâng cần dựng kết hợp tay-máy; tme là thời gian nâng elevator bằng máy; tt là thời gian thả đoạn cần dài bằng 1 cần dựng; t 'tm là thời gian thả 1 cần dựng kết hợp tay máy. Thời gian nâng cột cần lên 1 quãng dài = chiều dài cần dựng bằng máy:  .lc  tnm vtb   1, 02  1, 05 là hệ số kể đến chiều cao nâng dự trữ; l là chiều dài cần dựng; c vtb là tốc độ trung bình của elevator khi nâng cần dựng
  3. 3.2. Tháp khoan Tháp khoan là kết cấu kim loại bằng thép được đặt trên giàn khoan với mục đích sau: - Để treo bộ ròng rọc động, tĩnh và móc tải. - Để tựa bộ cần khoan khi kéo lên. - Để treo các loại khoá vặn cần, ống chống. - Tạo khoảng trống thẳng đứng cần thiết để nâng hạ cột cần khoan, ống chống. - Lắp sàn làm việc cho thợ ở trên cao,… Tháp khoan có một số loại: tháp 4 chân, tháp 3 chân, tháp chữ A…Nhưng hiện nay trong khoan dầu khí thường sử dụng tháp 4 chân vì nó có những ưu điểm sau: - Có độ ổn định cao trong quá trình làm việc. - Dễ chế tạo và lắp ráp. - Có độ ổn định cao, ngay cả trong việc dịch chuyển
  4. Tháp khoan trên Jack up
  5. 3.2.1. Cấu tạo tháp Trong quá trình làm việc các phần tử của tháp chịu tác động của các tải trọng động, chúng khác nhau cả về phương, chiều, độ lớn và đặc tính tác dụng. Để hệ số an toàn các phần tử của tháp bằng nhau thì kích thước của chúng phải khác nhau. Để đơn giản trong chế tạo, xây lắp thì tháp phaỉ thoả mãn các điều kiện sau : + 4 chân cột của tháp phải cùng tiết diện. + Các thanh ngang cùng 1 tiết diện. + Các thanh giằng cùng tiết diện. + Chiều cao của các tầng phải bằng nhau. 3.2.2. Các thông số kỹ thuật của tháp. 1. Chiều cao của tháp ( H ).
  6. Là khoảng cách từ ròng rọc tĩnh tới điểm tựa của chân tháp theo chiều thẳng đứng. H được xác định theo: H = K1 ( L1 + Lcd ) K1: Hệ số dự trữ nâng ( K1 = 1,2 – 1,3 ). L1 : Chiều dài cơ cấu nâng ( chiều cao từ chân tháp tới mặt bàn rôto ). Lcd : Chiều dài cần dựng. Để đơn giản hơn dùng công thức, theo: H = K2 . Lcd K2 : Là hệ số phụ thuộc vào chiều dài cơ cấu nâng và chiều cao dự trữ khi nâng ( K2 = 1,3 – 1,5 ).
  7. 2. Sức nâng của tháp ( Q).  Q dm   .q . L .(1  d ) + Sức nâng định mức của tháp theo: t Trong đó : Qđm : Sức nâng định mức α Là hệ số đầu nối (α = 1,05 – 1,1 ). q : Trọng lượng 1m cần khoan ( kg/ m) . L: Chiều dài bộ dụng cụ khoan ( m) . γd,γt Trọng lượng riêng của dung dịch khoan và vật liệu chế tạo cần khoan ( G/ cm3 ) . + Sức nâng tính toán : Sức nâng tính toán được tính bằng tải trọng tác dụng lên móc nâng trong quá trình kéo, theo: Qtt = Kc . Qđm Kc : Hệ số kể đến lực cản khi nâng ( lực ma sát, lực quán tính ) Trong khoan thăm dò : Kc = 1,5 – 2 Trong khoan sâu : Kc = 1,25 – 1,5
  8. + Sức nâng cực đại : Sức nâng cực đại là tải trọng lớn nhất tác dụng lên tháp khoan. Nếu bỏ qua góc lệch giữa các nhánh cáp với phương thẳng đứng, theo: Qo = Qtt + Pt + Pc Trong đó : Pt : Sức căng của nhánh cáp đi vào tời Pc : Sức căng của nhánh cáp chết Nếu coi sức căng của các nhánh cáp bằng nhau thì: P1 = P2 = P3 = … = Pt = P c = P1,P2,P3,… : Sức căng của nhánh cáp đi vào tời m : Số nhánh cáp động Thay vào, ta có : Qo = Qtt ( 1 +γd/γt ) i : Hệ số phụ thuộc vào cách mắc Có đầu cáp chết : i=2 Không có đầu cáp chết : i = 1
  9. Kích thước khung nền và khung đỉnh phụ thuộc vào các yếu tố sau : + Việc bố trí thiết bị khoan + Việc bố trí hệ ròng rọc tĩnh + Sự an toàn trong quá trình làm việc + Phụ thuộc vào hình dáng tối ưu để đảm bảo độ bền và độ ổn định của tháp khoan. Khi thiết kế tháp khoan, phải làm sao cho Qtt đạt giá trị min. - Khả năng chứa cần dựng của tháp ( S ): ( m2 ) S = K .n . f Trong đó : S : Khả năng chứa cần dựng của tháp ( m2 ) K : Hệ số phụ thuộc vào khoảng hở giữa các cần dựng n : Số cần dựng f : Diện tích chiếm chỗ của một cần dựng ( m2 )
  10. * Các tải trọng tác dụng lên tháp Trong quá trình làm việc, các thành phần tải trọng tác dụng lên tháp rất đa dạng gây nên sự mất ổn định chung của tháp. Các thành phần tải trọng tác dụng theo nhiều phương khác nhau, tuy nhiên có thể quy về hai nhóm chính đó là tải trọng tác dụng theo phương đứng và tải trọng tác dụng theo phương ngang. Tải trọng tác dụng theo phương đứng bao gồm : - Trọng lượng bộ khoan cụ trên móc nâng. - Trọng lượng bản thân của tháp. - Thành phần thẳng đứng của sức căng trong nhánh cáp cuốn tời và trọng lượng bộ cần dựng trong tháp. Thành phần tải trọng ngang. - Sức đẩy của gió tác dụng lên tháp. - Tải trọng gió tác dụng lên bộ cần dựng để trong tháp ( nếu có ). - Thành phần nằm ngang của sức căng trong nhánh cáp cuốn vào tời và thành phần nằm ngang do bộ cần dựng trong tháp.
  11. 3.3. Hệ ròng rọc động – tĩnh Khi trọng lượng của bộ dụng cụ khoan tăng đến một giá trị nào đó thì sức nâng của tời không đủ để nâng thả trực tiếp bộ dụng cụ khoan. Khi đó ta cần sử dụng hệ ròng rọc (lợi về lực nhưng thiệt về đường đi). Mục đích là biến chuyển động quay của tời thành chuyển động lên xuống của vật nâng hạ toàn bộ tải trọng của bộ dụng cụ, biến chuyển động ma sát trượt thành ma sát lăn, chịu tác dụng của lực đột ngột, giảm tải trọng cho sợi cáp, vì vậy nó cho phép tăng sức kéo của tời tùy theo số nhánh cáp. Tuỳ theo tải trọng và số nhánh dây cáp, hệ thống ròng rọc được chia ra nhiều cỡ. Với tải trọng từ 50 đến 75 tấn, dùng hệ ròng rọc 2x3 hoặc 3x4 con lăn; tải trọng từ 100 đến 300 tấn, dùng hệ ròng rọc 4x5, 5x6 hoặc 6x7 con lăn, (trong ký hiệu này, số thứ nhất chỉ số con lăn của hệ ròng rọc động, số thứ hai chỉ số con lăn của hệ ròng rọc tĩnh).
  12. Sơ đồ cấu tạo hệ ròng rọc 1: Cáp khoan 2: Ròng rọc động 3: Neo cáp cố định 4: Kẹp 5: Cuộn dây dự trữ 6: Tời khoan 7: Ròng rọc tĩnh
  13. - Ròng rọc tĩnh: Là những ròng rọc mà trong suốt quá trình làm việc chỉ thực hiện một chuyển động quay quanh trục bản thân hoặc đứng yên. - Ròng rọc động: Là những ròng rọc trong quá trình làm việc thì nó tham gia đồng thời hai chuyển động: chuyển động quay quanh trục bản thân và chuyển động tịnh tiến lên xuống. Ròng rọc tĩnh Ròng rọc động
  14. Ròng rọc trên Jack up TD 03
  15. Đặc tính kỹ thuật của một số loại ròng rọc tĩnh và động Các thông số Kiểu ròng rọc tĩnh Kiểu ròng rọc động БY- 50 БP Y3-200-2 5Y-75- БP Y4-200-2 Tải trọng định mức, T 50 200 75 200 Tải trọng tối đa trên 70 250 100 250 móc nâng, T Số con lăn 5 6 4 5 Đường kính ròng rọc, 800 1000 800 1000 mm Đường kính cáp, mm 25 33 28 33 Trọng lượng, kg 923 3815 2090 3565
  16. 3.4. Dây cáp Cáp khoan thường có các đường kính 22, 28, 32, 38 mm (loại 32 mm thường được sử dụng nhiều nhất). Có hai cách mắc cáp: Cách thứ nhất gọi là cách mắc có đầu cáp chết. Nhánh cáp chết bao giờ cũng được mắc đối diện với nhánh cáp vào tang tời, lúc đó nó có ưu điểm là hệ thống làm việc được ổn định và ít bị rung, nhưng tải trọng tác dụng lên tháp sẽ lớn hơn. Cách mắc thứ hai gọi là cách mắc không có đầu cáp chết, nó ngược lại với cách thứ nhất. Cáp khoan cần được giám sát kĩ lưỡng và để đánh giá độ mỏi mà nó có thể chịu được thì người phụ trách công việc này cần phải tính công hằng ngày của cáp( bằng tích của tải trọng với đoạn chuyển vị của nó). Tổng hợp công của cáp được tính bằng tấn x km ( hoặc tấn x dặm) cho các mốc bắt đầu các công việc sửa chữa như kéo ra và sau đó cắt cáp.
  17. Cáp khoan Băng kẹp cáp Cuộn cáp dự trữ
  18. Sợi cáp
  19. 3.5. Êlêvatơ Dùng để kéo thả tự động cần khoan, ống chống trong quá trình nâng hạ, ngoài ra còn dùng để treo đầu thuỷ lực khi khoan giếng. Cấu tạo: gồm hai phần chính: phần chịu lực và hệ thống đòn bẩy. Phần chịu lực chịu sức nặng của cần khoan trong quá trình nâng thả và khoan giếng, hệ thống đòn bẩy thực hiện quá trình nâng lên hạ xuống các chấu kẹp.
Đồng bộ tài khoản