Ремонт буровых лебедок
Замене и ремонту у лебедок подлежат следующие узлы и детали: цепные колеса, тормозные шкивы барабана, антифрикционные втулки, роликоподшипники, кулачковые муфты, детали тормозной системы, шинно-пневматические муфты и детали пневматического управления лебедки.
При эксплуатации лебедки могут обнаружиться приводимые ниже неисправности:
1. Крюк на подъем идет с остановками, что может быть вызвано попаданием масла под муфты. Причина попадания масла должна быть устранена, а шкивы промыты бензином и вытерты.
2. Порожний крюк медленно идет вниз. Необходимо проверить, полностью ли растормаживаются колодки и не трут ли они о реборды шкивов.
3. Тормозной рычаг доходит до крайнего нижнего положения, но не тормозит. Причиной этой неисправности может быть попадание масла на шкивы или износ колодок. В первом случае шкивы промывают бензином, во втором — подтягивают тормозные ленты.
4. Не включается воздушный цилиндр тормоза, что может быть вызвано регулировкой троса управления краном либо неисправностью самого крана. Неисправный кран заменяют новым.
5. Фрикционная катушка не дает обратного хода при растормаживании. Необходимо отрегулировать ленты тормозных шкивов, обеспечивая полное растормаживание.
6. Для поднятия груза фрикционной катушкой требуется большое усилие, иначе катушка не удерживает груз на весу. Причиной может быть попадание масла на ленты.
7. Не включается барабан или ротор, что указывает на неисправность пневматической системы.
Рис. 33. Приспособление для снятия цепей
8. Резкие рывки цепей и удары в цепных передачах при включении указывают на то, что цепи удлинились и имеют большое провисание. Работа удлиненными цепями приводит к преждевременному их разрыву. В таких цепях необходимо снять одно-два звена.
При ремонте лебедки должны строго выполняться все требования, предъявляемые к ответственным подъемным механизмам. Все детали, устанавливаемые взамен вышедших из строя, должны быть изготовлены по чертежам завода-изготовителя. Собираемые при ремонте узлы лебедки должны соответствовать техническим условиям на их изготовление и сборку. Кроме ежедневного ухода, лебедка проходит техническое обслуживание, которое обычно приурочивают к периоду технологического простоя оборудования.
При этом устраняют следующие неисправности:
Свободно сидящие на валах лебедки цепные колеса начинают вращаться без включения муфт, что может быть вызвано загрязнением смазки или отсутствием ее на трущихся поверхностях. В этом случае узел промывают керосином и затем шприцуют подшипник скольжения до выхода смазки на торцах цепного колеса.
В случае нагрева подшипников лебедки, гидротормоза или коробки скоростей, если она имеется, выше 75—85° С, необходимо подшипники промыть в керосине и на 2/3 объема заполнить свежей смазкой. Если после этого подшипники продолжают греться, следует проверить параллельность и горизонтальность валов. При любом ремонте, связанном со снятием валов, нельзя срубать планки, фиксирующие корпуса подшипников. При последующей установке валов они должны входить в гнезда между планками, никакой дополнительной выверки в данном случае не требуется.
При повторном удлинении цепи ее заменяют новой. Чрезмерный нагрев тормозных шайб может быть вызван недопустимым износом тормозных колодок, которые должны быть заменены полным комплектом. Кроме перечисленных неисправностей при мелком ремонте выполняется весь объем работ технического ухода.
Средний ремонт лебедок, производимый в мастерских, приурочивают к окончанию бурения скважин.
Биение валов определяют по рейсмусу. Предельно допустимый прогиб валов 0,3 мм на 1 м длины и 0,8—0,9 мм на всю длину вала. По фактическому размеру посадочных поверхностей вала подбирают подшипник с тем, чтобы обеспечить заданный натяг. В случае износа посадочную поверхность наплавляют или металлизируют, а затем протачивают для получения первоначальных размеров. Новые подшипники запрессовывают с их предварительным нагревом до 90° С. Изношенные подшипники гидротормоза меняют аналогично подшипникам лебедки. Большие радиальные люфты свободно сидящих на валах лебедки цепных колес являются результатом износа подшипников скольжения. После демонтажа цепных колес втулки выпрессовывают. Новые втулки подшипников скольжения запрессовывают с предварительным нагревом колеса до 350 °С. Стопорение втулок осуществляется двумя-тремя винтами, затем новые втулки пришабривают на валу. У самих цепных колес изнашивается зубчатый венец, что нарушает нормальную работу передачи. Рекомендуется изношенные цепные колеса заменять новыми. В этом случае ремонт состоит в демонтаже изношенных цепных колес с помощью прессов или специальных приспособлений. Новое колесо сажают на вал, предварительно нагревая его до 300° С. При малых износах цепные колеса восстанавливают наплавкой зубьев с последующей их обработкой. Износ бандажей, кроме уменьшения толщины стенок обода, характеризуется наличием на их рабочей поверхности кольцевых канавок, волнистости, поперечных трещин, выкрашивании.
В гидротормозе ежедневно смазываются роликоподшипники, манжеты уплотнения, сухари кулачковой полумуфты и шлицевой конец вала ротора. Для смазки подшипников, манжет и кулачковой муфты требуется качественная смазка, обладающая достаточной тугоплавкостью и нерастворимостью в воде. Этим условиям удовлетворяет смазка универсальная среднеплавкая УСс-1 или УСс-2 по ГОСТ 4366—76. Шлицевой конец вала ротора смазывается любым жидким маслом. Загустевшею на шлицах смазку необходимо регулярно удалять.
Текстолитовые шайбы смазывают водой и специальной смазки они не требуют.
Долговечность работы подшипников гидротормоза зависит от надежности уплотнения. Если из дренажного отверстия в крышке имеется значительная утечка, необходимо с помощью отжимных болтов выпрессовать стаканы из крышек и изношенные манжеты заменить новыми. Повышенное осевое перемещение ротора гидротормоза свидетельствует об износе текстолитовых шайб, которые должны быть заменены новыми.
Если при осмотре внутри гидравлического тормоза будут обнаружены трещины в наклонных ребрах, то такие ребра в зависимости от величины трещин необходимо удалить частично или полностью. Заваривать или крепить ребра внутри тормоза не разрешается во избежание разрушения во время работы.
Источник
Диагностика буровой лебедки ЛБУ-1200
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Января 2014 в 15:28, курсовая работа
Краткое описание
Буровая лебедка — основной агрегат спуско-подъемного комплекса буровой установки. Она предназначена в основном для создания тягового или тормозного усилия в ведущей ветви талевого каната. Лебедка необходима для подъема и спуска бурильной колонны, ненагруженного элеватора, спуска обсадных колонн, удержания на весу неподвижной колонны или медленного ее опускания при подаче долота на забой в процессе бурения или расширения скважины
Содержание
Введение…………………………………………………………………………3
Буровая лебедка и ее назначение……………………………………….5
Устройство и конструктивные особенности буровой лебедки ЛБУ-1200…………………………………………………………..6
Расчет буровой лебедки ЛБУ-1200…………………………………….11
Расчет основных параметров буровой лебедки ЛБУ-1200……12
Расчет передаточных отношений для буровой лебедки ЛБУ-1200………………………………………………………….15
Расчет надежности буровой лебедки……………………………17
Техническая диагностика буровой лебедки ЛБУ-1200……………….18
Принципы диагностирования неисправностей буровых лебедок…………………………………………………………….18
Методы и средства контроля технического состояния буровой лебедки…………………………………………………………….21
Схема установки диагностических датчиков…………………. 23
Патентно-информационный обзор……………………………………..25
Заключение……………………………………………………………………..29
Список использованных источников…………………………………………30
Прикрепленные файлы: 1 файл
курсовой диагностика.docx
2.1. Расчет основных параметров буровой лебедки ЛБУ-1200
Основными параметрами буровых лебедок считают мощность скорости подъема, тяговое усилие, длину и диаметр барабана лебедки. От правильного выбора указанных параметров зависят производительность, экономичность, габариты и масса лебедки, которые существенно влияют на эффективность бурения, транспортабельность и монтажеспособность всей буровой установки.
Мощность лебедки определяется полезной мощностью на ее барабане, которая должна быть достаточной для выполнения спускоподъемных операций и аварийных работ при бурении и креплении скважин заданной конструкции. При недостаточной мощности возрастает продолжительность спускоподъемных операций, чрезмерная мощность недоиспользуется вследствие ограниченных скоростей подъема и приводит к неоправданным материальным и эксплуатационным расходам. В результате накопленного опыта установлено, что оптимальная мощность буровой лебедки определяется из условий подъема наиболее тяжелой бурильной колонны для заданной глубины бурения с расчетной скоростью 0,4-0,5 м/с;
где NБ— мощность на барабане лебедки, кВТ;
GБК— вес бурильной колонны, кН;
GT – вес подвижных частей талевого механизма, кН;
vp – расчетная скорость подъема крюка, м/с;
ηт.с – КПД талевого механизма.
Мощность лебедки уточняется после выбора двигателей и силовых передач ее привода:
где Nдв – мощность, получаемая от вала двигателя, кВТ;
ηтр – КПД трансмиссии (от вала двигателя до барабана лебедки).
В практических расчетах удобно пользоваться удельной мощностью буровой лебедки, приходящейся на 1 кН поднимаемого груза либо 1 м глубины бурения.
Продолжительность спускоподъемных операций в бурении и топливно- энергетические затраты, связанные с их выполнением, зависят от скорости и числа ступеней передач лебедки. Максимальная и минимальная скорости выбираются с учетом требований,
обусловленных технологией бурения, работой каната и безопасностью подъема.
Максимальная скорость подъема ограничивается безопасностью управления процессом подъема и придельной скоростью ходовой струны, при которой обеспечивается нормальная навивка каната на барабан лебедки. Для предотвращения затаскивания талевого блока под кронблок из-за ограниченного тормозного пути скорость подъема крюка, согласно требованиям безопасности, не должна превышать 2 м/с. Нормальная навивка каната на барабан лебедки, как показывает опыт, обеспечивается при скорости ходовой струны каната не более 20 м/с. При дальнейшем повышении скорости для нормальной навивки каната необходимо увеличить диаметр барабана, что нежелательно, так как пропорционально возрастают крутящие и изгибающие моменты в деталях и узлах лебедки.
Учитывая известную зависимость скорости ходовой струны от скорости подъема крюка
согласно рассмотренным требованиям, максимальную скорость подъема выбирают из следующих условий:
для талевых механизмов с кратностью оснастки
для талевых механизмов с кратностью оснастки
Минимальная скорость подъема – резервная и используется для технологических целей: при расхаживании колонн бурильных и обсадных труб;
при ликвидации осложнений и аварий, связанных с затяжкой и прихватом бурильных труб; при подъеме колонны труб через закрытые превенторы; при подъеме колонны труб в случае отказа одного из двигателей привода лебедки. Величина минимальной скорости подъема принимается в установленных практикой бурения пределах:
Отношение придельных скоростей определяет диапазон регулирования скоростей подъема лебедки
Число ступеней передач (скоростей) зависит от типа привода буровой лебедки. При использовании электродвигателей постоянного тока – бесступенчатое изменение скоростей подъема в заданном диапазоне регулирования. В зависимости от нагрузки Gi по условию полного использования выходной мощности Nдв двигателя промежуточные скорости подъема
где η – КПД подъемного механизма от двигателя до крюка;
GT – вес талевого механизма.
В настоящее время в приводе буровых лебедок преимущественно используются дизели и электродвигатели переменного тока, обладающие жесткой характеристикой. В этих случаях число ступеней механических передач буровой лебедки назначается из условия достаточно полного использования мощности двигателей. Степень использования мощности характеризуется отношением мощности, необходимой для подъема груза, к установленной мощности двигателей. В связи со ступенчатым изменением веса поднимаемой колонны труб степень использования мощности зависит от числа ступеней передач лебедки.
2.2 Расчет передаточных отношений для буровой лебедки ЛБУ-1200
I, II и III скоростей передаются с трансмиссионного вала 21 через цепные передачи 12, 16 и 17 путем поочередного включения кулачковых муфт 13, 14, 15 и 18, 19. С промежуточного вала 24 через шинно-пневматическую муфту 9, цепную передачу 3 и шинно-пневматическую муфту 2 скорости передаются на подъемный вал барабана лебедки.
Скорости IV, V и VI с промежуточного вала 24 передаются цепной передачей 26 через шинно-пневматическую муфту 27 подъемному валу 25.
2.3 Расчет надежности буровой лебедки
Определить вероятность безотказной работы механизма лебедки, если интенсивность отказов λ= 3*10 , время эксплуатации t = 10 лет.
λ*t = 3*10 *87650 = 0.26
23 — раза откажет механизм за 10 лет.
3.Техническая диагностика буровой лебедки ЛБУ-1200
3.1 Принципы диагностирования неисправностей буровых лебедок.
Принципы диагностирования неисправности буровой лебедки основаны на анализе результатов измерений параметров. В основу технологии диагностирования неисправностей буровых лебедок положен метод вибродиагностирования. Операции измерения и контроля вибрационных параметров дают возможность количественно оценить общее техническое состояние насосного агрегата или другого оборудования. Кроме того, это позволяет сократить возникновение аварийных ситуаций. Однако, чтобы выяснить причины, вызывающие вибрации лебедки, необходимо провести диагностические работы. Причем частотный анализ вибраций играет основную роль при постановке диагноза.
Для правильной постановки диагноза необходимо соблюдать следующие условия:
- для правильной интерпретации частотны составляющих вибрации с присущими неисправностями, возникающими в диагностируемом оборудовании, необходимо четко представлять его конструкцию;
- необходимо знать характерные частотные составляющие вибрации, сопутствующие каждому виду неисправности для диагностируемого оборудования;
- для диагностических работ требуется виброизмерительная аппаратура, которая позволяет определять необходимые частотные составляющие вибрации;
- требуется выработать определенную последовательность (алгоритм) поиск неисправности (диагноза) для сложных машин, какими являются буровые лебедки.
Одним из наиболее широко применяемых методов оценки технического состояния является метод исключения из рассмотрения те неисправности, которые не проявляются при анализе вибросостояния. Для этого необходимо глобально сгруппировать неисправности (дефекты) лебедки таким образом, чтобы можно было при достаточном объеме измерений однозначно исключить одну из групп из рассмотрения. Поэтому сгруппируем все неисправности на три группы:
-неисправности, связанные с нарушением жесткости крепления буровой лебедки на раме и фундаменте;
-дефекты электромагнитного происхождения;
-неисправности механического и гидродинамического происхождения.
Разбиение на три большие группы неисправностей позволяет упростить постановку диагноза. Так, например, нарушение жесткости крепления, выделенное в первую группу неисправностей, легко обнаружить при проведении контурного обследования интенсивности вибрации лебедки.
Всем дефектам электромагнитного происхождения характерна закономерность того, что при «снятии» электрического питания с электродвигателя вибрация резко уменьшается. Таким образом, измеряя вибрацию на выбеге электродвигателя, их можно обнаружить. Если не обнаружены дефекты первых двух групп, то можно утверждать, что причины повышенной вибрации вызваны наличием неисправностей механического или гидродинамического происхождения.
Возможны варианты, когда присутствует несколько неисправностей. В таком случае необходимо вначале определить и устранить причины электромагнитного происхождения, чтобы предотвратить возможную аварию, затем необходимо устранить плохое крепление лебедки , если оно обнаружено. После этого приступить к выяснению причин механического и гидродинамического происхождения.
Рассмотрим характерные признаки неисправностей для нежесткого крепления буровой лебедки (первая группа неисправностей).
Основными дефектами установки электродвигателя на раме являются: неплотные прилегания и ослабления крепления. Эти факторы увеличивают вибрацию объекта вследствие уменьшения жесткости установки, а также уменьшения общих масс, колеблющихся вместе с объектом. При достаточной жесткости системы «машина — рама — фундамент» величина вибрации крышки подшипника в 5 – 7 раз и более превышает величину вибрации рамы рядом с анкерными болтами. Если жесткость системы по каким-либо причинам нарушена, то это соотношение уменьшается. Кроме того, происходит скачкообразное изменение величины вибрации в месте нарушения жесткости. Например, если величина вибрации на лапе подшипниковой опоры составляет порядка 7 мм/с, а на раме рядом с лапой порядка 3 мм/с и меньше, то можно говорить о плохом креплении лапы к раме. Таким образом, если происходит изменение вибрации в 2 и более раза в локальной точке системы, можно считать, что это связано с плохой жесткостью крепления.
Плохая жесткость крепления рамы к фундаменту из-за некачественной подливки бетона или его разрушения в процессе эксплуатации, коробление фундаментной плиты или «отставания» анкерного болта от фундамента легко обнаруживается при снятии контурной характеристики. Например, если вибрация на раме рядом с анкерным болтом составляет порядка 4 мм/с, а набетоне фундамента около 0,5 – 0,8 мм/с и меньше, то можно утверждать, что анкерный болт плохо залит в бетоне фундамента.
Если убедились, что жесткость буровой лебедки нормальная, можно приступить к дальнейшему анализу причин вибрации. Для этого необходимо убедиться, что неисправности электромагнитного происхождения отсутствуют. Как отмечалось выше, всем неисправностям электромагнитного происхождения характерно то, что уровень вибрации резко падает при отключении электродвигателя от сети. Например, если вибрация на подшипниковой опоре электродвигателя была порядка 7 мм/с, а при отключении электродвигателя от сети вибрация уменьшалась до 4 мм/с и более, то есть в 1,5 – 2 раза и более, тонеисправности однозначно связаны с электромагнитными дефектами. Если неисправности электромагнитного происхождения не обнаружены, то причины повышенной вибрации вызваны механическими или гидродинамическими дефектами. Группа неисправностей механического происхождения чаще других встречается при эксплуатации буровой лебедки. Поэтому кратко отметим характерные признаки основных видов неисправностей буровой лебедки механического происхождения.
Рисунок 1 — Концептуальная структура аналитической модели диагностики отказов
3.2 Методы и средства контроля технического состояния буровой лебедки.
В основу технологии диагностирования неисправностей буровых лебедок положен метод амплитудно — частотного анализа вибропараметров. Операции измерения и контроля вибрационных параметров дают возможность количественно оценить общее техническое состояние буровой лебедки или другого оборудования. Кроме того, это позволяет сократить возникновение аварийных ситуаций. Однако, чтобы выяснить причины, вызывающие вибрации буровой лебедки, необходимо провести диагностические работы. Причем частотный анализ вибраций буровой лебедки играет основную роль при постановке диагноза.
Одним из наиболее широко применяемых методов оценки технического состояния является метод исключения из рассмотрения те неисправности, которые не проявляются при анализе вибросостояния буровой лебедки. Для этого необходимо глобально сгруппировать неисправности (дефекты) буровой лебедки таким образом, чтобы можно было при достаточном объеме измерений однозначно исключить одну из групп из рассмотрения. Поэтому сгруппируем все неисправности на три группы:
-неисправности, связанные с нарушением жесткости крепления буровой лебедки на раме и фундаменте;
-дефекты электромагнитного происхождения;
-неисправности механического и гидродинамического происхождения.
Разбиение на три большие группы неисправностей позволяет упростить
Источник