Практическая работа 1
Расчет машинного времени подъема бурильных свечей буровой установки
Вариант 14
Исполнитель: Слушатель РЭНГМ-20
Неудобнов Д.А.
Проверила:
Мележ Т.А.
Гомель 2021
Расчет машинного времени подъема
Рассчитать машинное время подъема бурильных свечей буровой установки типа БУ-3000ЭУК.
Исходные расчетные данные:
а) длина свечи L= 25м
б) длина рабочей части барабана лебедки lb=0,84 м
в) диаметр барабана лебедки d= 0,65 м
г) диаметр талевого каната σ= 0,028 м
д) число струн в оснастке талевой системы оснастка (3×4), i=6
е) число оборотов (скорость вращения) барабана лебедки в мин. по скоростям: N1=57 об/мин; N2=106 об/мин; N3=147 об/мин; N4=148 об/мин; N5=276 об/мин;
N6=385 об/мин;
Машинное время на подъем и спуск одной бурильной свечи или порожнего элеватора определяется по формуле:
(1)
где tм – машинное время на свечу, мин;
L –длина бурильной свечи, м;
К – коэффициент, учитывающий замедление скорости подъема крюка при выключении и торможении барабана лебедки, К=;
Vср – средняя скорость подъема крюка, м/мин.
Средняя скорость подъема крюка определяется по формуле:
(2)
где nd – число оборотов барабана лебедки, об/мин
i –число струн оснастки талевой системы;
dср – средний расчетный диаметр барабана лебедки с намотанными на него рядами каната, определяется по формуле:
(3)
где d2 – диаметр барабана лебедки второго рабочего ряда каната, м;
d n – диаметр барабана лебедки с последним рабочим рядом каната, м,
При расчетах принято, что на барабане постоянно намотан не участвующий в работе один ряд каната (первый ряд).
При наматывании на барабан лебедки канат частично укладывается между витками предыдущего ряда, что дает увеличение диаметра барабана при наматывании следующего ряда каната, равное
(4)
Диаметр барабана лебедки вместе с намотанными на него рабочими рядами каната определяется по формуле:
(5)
где d – диаметр барабана лебедки, м;
s – диаметр талевого каната, м;
n –порядковый номер наматываемого ряда каната.
Отсюда диаметр барабана с учетом каждого последующего ряда каната будет равен:
Для второго ряда
Для третьего ряда
Для n-го ряда
Величина n зависит от длины рабочей части каната, наматываемого на барабан лебедки при подъеме бурильной свечи или порожнего элеватора. Длина рабочей части каната, наматываемого на барабан лебедки, зависит от длины свечи, оснастки талевой системы и определяется по формуле:
(в метрах), (6)
где 0,5 – высота подъема свечи выше муфты труб, насажанных на элеватор, м
Длина каната, наматываемого на барабан лебедки в n-м ряду, определяется по, формуле:
(7)
где a – число витков каната, размещающихся в каждом ряду,
Число витков каната, размещающихся в каждом ряду, определяется по формуле:
(8)
где lb – длина рабочей части барабана лебедки, м;
с – поправка на неплотное прилегание витков каната друг к другу принимаемая равной единице.
После определения по формуле (7) длины каната, наматываемого в каждом ряду, путем сопоставления длины рабочей части каната, определенной по формуле (6), с последовательным суммированием длин каната, наматываемого в каждом ряду, устанавливается количество работающих рядов каната.
При нахождении среднего расчетного диаметра барабана лебедки с намотанными на него рядами каната последний рабочий рад каната принимается за полный, если на него наматывается не менее 20 м каната, если менее 20 м – неполный ряд в расчет не принимается.
Расчет машинного времени на подъем бурильных свечей производится в следующей последовательности:
1. По формуле (6) определяется длина рабочей части каната, наматываемого на барабан лебедки:
Lk=(L+0.5)*i=(25+0.5)*6=153 м
2. По формуле (8) определяется число витков талевого каната, размещающихся в одном ряду:
=(0,84/0.028)-1= 29
3. По формуле (5) определяются диаметры барабана лебедки с намотанными на него рабочими рядами каната:
d2=0.65+0.028+1.87*0.028=0,730 м
d3=0.65+0.028+1.87*0.028*2=0,782м
d4=0.65+0.028+1.87*0.028*3=0,835 м
d5=0.65+0.028+1.87*0.028*4=0,887 м
d6=0.65+0.028+1.87*0.028*5=0,939 м
4. По формуле (7) определяется длина каната в каждом ряду:
во втором ряду:ln2=3,14*0.730*29=66,4 м
в третьем ряду: ln3=3,14*0,782*29=71,2 м
в четвертом ряду: ln4=3,14*0,835*29=76,03 м
в пятом ряду: ln5=3,14*0,887*29=80,7 м
в шестом ряду: ln6=3,14*0,939*29=85,5 м
В результате сопоставления суммарной длины каната (379,83 м) с длиной рабочей части каната, определенной по формуле (6) (153 м), устанавливается количество работающих рядов каната (N=5).
5. По формуле (3) определяется средний диаметр барабана лебедки с намотанными на него рабочими рядами каната:
dcp=0,834 м
6.По формуле (2) определяется средняя скорость подъема крюка:
Vcp1=(3.14*0,834 *57)/6=24,87 м/мин
Vcp2=(3.14*0,834 *106)/6=46,26 м/мин
Vcp3=(3.14*0,834 *147)/6=64,15 м/мин
Vcp4=(3.14*0,834 *148)/6=64,59 м/мин
Vcp5=(3.14*0,834 *276)/6=120,46 м/мин
Vcp6=(3.14*0,834 *385)/6=168,03 м/мин
7. По формуле (1) рассчитывается машинное время подъема по каждой скорости лебедки:
1 скорость tм1=(L*K1)/Vcp1=(25*1.15)/ 24,87 =1,15 мин
2 скорость tм2=(L*K2)/Vcp2=(25*1.25)/ 46,26 =0,67 мин
3 скорость tм3=(L*K3)/Vcp3=(25*1,35)/ 64,15 =0,528 мин
4 скорость tм4=(L*K4)/Vcp4=(25*1.35)/ 64,59 =0,522 мин
5 скорость tм4=(L*K5)/Vcp4=(25*1.5)/ 120,46 =0,31 мин
6 скорость tм4=(L*K6)/Vcp4=(25*1.5)/ 168,03 =0,22 мин