Файл: Нефть играет важную роль в нашей жизни.docx

Нефть играет важную роль в нашей жизни. Сегодня невозможно себе представить, как бы выглядела жизнь на планете без нефтегазового производства и поэтому усилия ученых, направленные на изучение процессов, связанных с нефтеобразованием, добычей и переработкой нефти являются на сегодняшний день одной из насущных задач, стоящих перед человечеством.

Нефтяная промышленность является одной из ведущих и быстро развивающихся отраслей нашего народного хозяйства. Густо населенные районы Центра и Северо-запада России, являющиеся крупными потребителями, не имеют нефтяных месторождений, а в остальных областях расположенных западнее Волги, добыча ничтожна. Увеличение добычи нефти в Западной Сибири существенно определяет обеспечение других районов нефтью и нефтепродуктами.

Нефтегазовый комплекс России в настоящее время - это 13% промышленной продукции страны, 19% доходов федерального бюджета, 46% всего экспорта. В России функционирует около 200 нефтегазодобывающих предприятий, включая крупнейшие компании и мелкие самостоятельные организации. В разработке находится 1137 месторождений. Эксплуатационный фонд скважин составляет 131500, из них неработающих 58000 скважин (44%), в том числе бездействующих - 32900, в консервации - 25100.

Высокая агрессивность эксплуатационных сред является одной из основных причин отказов оборудования скважин, его преждевременного разрушения. Поэтому спутником любого нефтедобывающего предприятия является управление ремонта скважин, это подразделение которое осуществляет планово-предупредительный, текущий и капитальный ремонт скважин. Для проведения подземного ремонта используются передвижные подъемные агрегаты. Одним из них является агрегат для подземного ремонта скважин А-50.

При проведении ремонта скважин наиболее трудоемкими являются спуско-подъемные операции, они занимают около 40% от общего времени ремонта. Во время проведения спуско-подъемных операций наиболее важное значение имеет безотказность и эффективность работы лебёдки, поскольку операции по спуску и подъёму колонны труб осуществляются именно ей. Усовершенствование узлов лебедки приведёт к увеличению эффективности работы, уменьшению времени спуска и подъёма колонны труб и различных инструментов, применяющихся при ремонте скважин, и, как результат, снижению стоимости проведения ремонтных работ на скважинах.

Цель дипломного проекта – ремонт и эксплуатация вала подъемного агрегата А – 50.

1 Общий раздел

1.1 Назначение и технические характеристики

Установка А50 предназначена для работы в условиях умеренного и холодного макроклиматических районов по ГОСТ 16350-80. Климатическое исполнение - «У» при температуре окружающего воздуха от минус 45°С до плюс 40⁰С [23]. Технические характеристики агрегата А50 представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Технические характеристики агрегата А50

Монтажно-транспортная база подъемной установки	Автомобиль КрАЗ-65101
1	2
Привод механизмов	Тяговый двигатель автомобиля КрАЗ-ЯМЗ-238М2 мощностью 176,5кВт
Мощность привода подъемной установки максимальная, кВт (расчетная)	132,4
Лебедка тип	Однобарабанная с цепным приводом, двух ленточным тормозом и пневматической муфтой включения барабана
Скорость подъёма, м/с Наименьшая наибольшая	0,191 1,444
Число скоростей лебедки	4
Высота до оси кронблока, м	22
Длина свечи поднимаемой колонны труб, м, не более	16
Оснастка	3*4
Диаметр каната по ГОСТ 16853-88,мм	25
Кратность полиспаста	6

Продолжение таблицы 1

1	2
Давление гидросистемы, МПа, не более	10
Раскрепитель резьбовых соединений труб Тип Усилие на штоке при давлении 6 МПа, кН Длина хода штока, мм	Гидравлический 50 800
Вал привода бурового насоса Частота вращения, об/мин, не более 1 скорость 2 скорость	226 448
Лебедка вспомогательная тип	Т-224В (ТЛ-9а) ТУ22-5637-83 (ТУ22-5892-84)
Скорость подъема, м/с	0,25
Нагрузка на крюке, кН	25

Все механизмы установки, за исключением промывочного насоса, монтируются на шасси автомобиля КрАЗ-65101. При согласовании с заводом-изготовителем шасси и Госстандартом могут использоваться шасси другого наименования и исполнения. В качестве привода используется ходовой двигатель автомобиля. Промывочный насос смонтирован на специальной раме.

Агрегат А-50 предназначен для:

1) разбуривания цементной пробки в трубах от 5 до 6 дюймов и связанных с этим процессом операций (спуска и подъёма бурильных труб, промывки скважин и т. д.);

2) спуска и подъема насосно-компрессорных труб;

3) установки эксплуатационного оборудования на устье скважин;

4) проведения ремонтных работ и работ по ликвидации аварий;

5) проведения буровых работ.

1.2 Область применения и условия эксплуатации агрегата

Агрегат текущего ремонта предназначен для смены скважинного оборудования, изменения глубины его подвески, очистки скважины от песчаных пробок, смол и солей и проведения некоторых, наиболее простых ловильных работ.

Агрегат капитального ремонта предназначен для ликвидации нарушения герметичности или формы ствола скважины (нарушения герметичности обсадной колонны и цементного кольца или смятие обсадной колонны), перехода на эксплуатацию нового горизонта, ликвидации сложных внутрискважинных аварий и для ремонта фильтровой части скважины. При некоторых из этих работ необходимо ставить цементные мосты, разбуривать их или забуривать в скважине часть нового ствола, определять вид нарушений ствола. Агрегат для капитального ремонта выполняет и работы по освоению пласта после ремонта скважины. Освоение может осуществляться сменой жидкости в скважине на жидкость с меньшей плотностью, газлифтом или свабированием. Грузоподъёмность и потребляемая мощность агрегата для капитального ремонта больше, чем те же параметры у агрегата для подземного ремонта.

Необходимость частого переезда со скважины на скважину при текущем и капитальном ремонтах вызывает необходимость выполнения мобильных самоходных агрегатов.

Процесс работы состоит из транспортных, подготовительно-заключительных, спуско-подъёмных и технологических операций.

Условия эксплуатации установки

- высота фланца эксплуатационной колонны от поверхности земли должна быть не более 0,5м;

- площадка вокруг скважины должна быть забетонирована или укреплена каким-либо другим способом на площади, достаточной для размещения всех установок, работающих при освоении или подземном ремонте скважин. Якоря для укрепления оттяжек мачты должны быть заранее забетонированы и испытаны усилием 6,5т.

Работа установки, как правило, должна производиться на четвёртой передаче коробки передач автомобиля.

1.3 Неисправности работы лебедки

Ремонт лебёдок всегда начинается с диагностики.

Основные неисправности лебёдок:

1. Сдвиг валов из-за ослабленных болтов в боковых частях механизма. Необходимо подтянуть и застопорить болты.

2. Нет сцепления с храповым колесом, сместился носок собачки. Запчасть сцепляют с колесом и фиксируют.

3. Не работает тормозная система.

4. Проблемы с зубцами передачи, когда они могут заклинить, не сработать. Причин у поломки может быть две. Или зубцы колёс загрязнились, или же перекосились боковые части узла. Необходимо стянуть боковины, очистить зубчики.

В отличие от ручных устройств, электрическая лебёдка - гораздо более сложное устройство, которое может выйти из строя в любой момент из-за халатности оператора или неправильного обращения с узлом. В зависимости от характера неисправности, может потребоваться ремонт или замена детали лебёдки.

Основные типы поломок:

1. Шумит редуктор. Причина - износ подшипников. Нужно заменить узлы и промыть механизм.

2. Электромагнитный тормоз гудит и перегревается, появляются посторонние звуки. Вызвано это неверным натяжение пружин или появлением зазора между сердечником и якорем магнита. Также электрическая лебёдка может шуметь из-за скачков электросети или слабого напряжения.

3. Сильный нагрев редукторных подшипников - старые смазочные материалы требуется заменить, предварительно промыв редуктор керосином.

4. Перегрев тормозных колодок. Стоит попробовать изменить силу зажима колодок.

5. Как только лебёдка отключилась, груз опускается. Вероятно, колодки тормозного узла недостаточно зажаты или эти элементы замаслились. Механизм промывают керосином, а изношенные детали заменяют.

6. Электрическая лебёдка не поднимает груз. Это вызвано тем, что упало напряжение в сети, трос перетянут или же масло в редукторе слишком загустело. Следует ослабить тормоз, заменить смазочные материалы и устранить скачки в электросети.

2 Технический раздел

2.1 Выбор материала фрикционной накладки

Основными данными для оценки свойств фрикционной пары являются коэффициент трения и износостойкость. Трение и износ представляют собой неотделимые процессы, параметры которых зависят в основном от конструкции муфт, характеристики материалов, состояния трущихся поверхностей и условий работы.

Основными требованиями к фрикционным материалам фрикционных муфт являются:

- достаточно высокий коэффициент трения;

- стабильность коэффициента рения, то есть небольшая его зависимость от температуры, скорости скольжения;

- высокая износостойкость.

Исходя из вышеперечисленных параметров, выбираем асбестовые фрикционные накладки ГОСТ 1786-66 «Фрикционные асбестовые накладки сцепления» марки НСФ-6, основные физико-механические свойства которых приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Физико-механические свойства накладок НСФ-6

Наименование показателей	Значение
Коэффициент трения, не менее: по чугуну по стали 45 Линейный износ при постоянном моменте трения, мм, не более: по чугуну по стали 45 Твердость по Бринеллю, НВ Водопоглощаемость в %, не более	0,44-0,52 0,53-0,57 0,15 0,20 20-35 2

Данные накладки сохраняют значение коэффициента трения по стали 45 f=0,53-0,57при повышении температуры до 300⁰С, что немаловажно, поскольку среднеобъёмная температура фрикционных накладок оперативных муфт во время в тяжелонагруженном режиме работы доходит до 200-250⁰С.

Исходя из приведенных доводов, выбираем накладку сцепления фрикционную НСФ-6 760х490х12 ГОСТ 1786-66.

2.2 Расчет крутящего момента пневмокамерной дисковой муфты

Предельный крутящий момент М_пр, передаваемый пневмокамерной дисковой муфтой с одной поверхностью трения фрикционных дисков, определяется из уравнения: