PROIECTAREA TROLIULUI DE FORAJ

4.1. Determinarea fortelor din capatul activ al cablul 717c23h ui în fazele operatiei de manevra

Forta în ramura activa a cablului este:

F_c

în care:

- k are valorile: (la ridicare)

(la coborâre) ;

(static)

- m - numarul de role de la macara, m = 5.

La ridicare: .

F_c^r

unde

este forta din capatul activ al cablul 717c23h ui în faza de ridicare;

F_c^r - forta de la cârlig la ridicare;

F_c^r;

La coborâre

F_c^c

unde

este forta din capatul activ al cablul 717c23h ui în faza de coborâre;

F_c^c - forta de la cârlig la coborâre;

F_c^c

Cazul static .

F_c^s ;

F_c^s.

În cazul static, efortul din capatul activ este egal cu efortul din capatul mort, acesta este:

La ridicare, forta din capatul mort este:

La coborâre, forta din capatul mort este:

3.2. Stabilirea dimensiunilor principale ale tobei de manevra

Toba de manevra este elementul principal al troliului de foraj care se monteaza pe arborele tobei de manevra si este folosita pentru înmagazinarea cablului de manevra. Dimensiunile functionale ale tobei de manevra se aleg în functie de diametrul cablului de manevra.

- diametrul tobei,

- lungimea tobei,

- lungimea totala a cablului care se înfasoara pe toba, ;

- lungimea pasului,

- numarul de spire care se înfasoara pe toba:

Alegerea cablului pe toba de manevra

unde

este diametrul valului mort;

- diametrele valurilor active; unde z rezulta din ecuatia:

;

;

.

Se adopta z = 4 valuri.

4.3. Calculul frânei cu benzi si alegerea frânei hidraulice

Sistemul de frânare al instalatiilor de foraj si interventie trebuie sa asigure blocarea sarcinii în timpul operatiei de introducere a garniturii de foraj si controlul vitezei de coborâre.

Pornind de la cele doua functii de definire ale sistemului de frânare, toate instalatiile de foraj si interventie sunt echipate cu doua tipuri diferite de frâne:

frâna de serviciu; este o frâna mecanica cu posibilitatea de a realiza blocarii sarcinii si corespunzator cerintelor acestei frâne raspunde cel mai bine frâna cu banda;

frâna auxiliara; ea realizeaza controlul vitezei de coborâre a garniturii de foraj în sonda. Drept frâne auxiliare sunt folosite frâne hidraulice sau electromagnetice.

Frâna cu banda este formata din:

maneta de frâna;

benzi de frâna;

sistem de egalizare a tensiunilor în cele doua benzi de frâna;

sistem de suspensie;

sistem de împingere.

Calculul frânei cu benzi:

unde

valoarea taietoarei maxime;

- coeficient de frecare, ;

;

;

- unghiul de acoperire al benzii de frâna:

Latimea benzii de frâna se calculeaza cu formula:

unde

p este presiunea de contact, ;

D_f - diametrul frânei cu banda:

Grosimea benzii de frâna se calculeaza cu formula:

unde

d_n este diametrul nitului,

- tensiunea admisibila la forfecare pentru materialul nitului,

4.4. Calculul de dimesionare - verificare a arborelui tobei de manevra

4.4.1. Determinarea solicitarilor arborelui

Studiul fortelor verticale:

unde

reprezinta greutatile celor doua cuplaje

AVB 900 x 250 / dreapta

m = 383 kg

= 6 kN

AVB 1120 x 300 / stânga

m = 612 kg

= 4 kN

- greutatile rotilor de lant pentru treapta de încet:

- greutatile rotilor de lant pentru treapta de repede:

;

G_T - greutatea tobei:

;

;

.

F - forta din capatul activ:

F_CM =

- componenta verticala a efortului din ramura activa a transmisiei cu lant:

- momentul de frânare care actioneaza asupra rotii de lant;

- raza medie de înfasurare a cablului pe toba;

- diametrul primului, respectiv ultimul val activ.

Se adopta înclinarea ramurii rotii de lant:

;

;

.

;

;

.

Verificare:

Moment încovoietor:

Studiul fortelor orizontale:

Se adopta înclinarea ramurii rotii de lant.

Verificare:

Moment încovoietor:

Momentul încovoietor de torsiune se calculeaza conform urmatoarei scheme:

F este efortul maxim din capatul activ.

D_z - diametrul ultimului val activ.

4.4.2. Calculul de dimensionare al arborelui si de alegere a rulmentilor

Se adopta

Se adopta

unde

c_s este coeficent de siguranta, c_s = 15;

M_M - moment maxim;

- limita de curgere a materialului (41 MoCr11):

.

Verificarea calculului de rezistenta

;

este rezistenta admisibila a materialului;

- modul de rezistenta.

Se aleg rulmentii cu dimensiunile urmatoare:

rulment radial axial tip 30222:

d = 110 mm; diametrul interior;

D = 200 mm; diametrul exterior;

B = 41 mm; latimea.

rulment tip 30226:

d = 130 mm;

D = 230 mm;

B = 43 mm.

IV. RECOMANDĂRI DE PUNERE ÎN FUNCŢIUNE,

EXPLOATARE sI ÎNTREŢINERE A TROLIULUI DE FORAJ

Lucrarea de fata cuprinde utilajul petrolier pentru foraj si extractie, în stadiul actual, precum si unele tendinte în dezvoltarea sa viitoare, luând în considerare atât realizarile din România cât si pe cele din strainatate. Realizarea unor utilaje si agregate moderne, cu caracteristici tehnice superioare si cu eficienta economica ridicata impune:

cunoasterea tehnologiei specifice în procesul de foraj si extractie;

cunoasterea metodelor tehnologice moderne din procesul de fabricatie;

cunoasterea proprietatilor materialelor si alegerea lor corespunzatoare;

stabilirea unor ipoteze de calcul cât mai apropiate de realitate;

alegerea unor forme constructive cât mai rationale din punct de vedere tehnologic, al naturii solicitarilor si al cerintelor exploatarii;

utilizarea unor asamblari si organe de masini evoluate, care sa conduca la realizarea unor constructii cât mai simple si mai sigure în exploatare;

realizarea unor tipizari avansate de ansambluri, organe de masini separate, inclusiv piesele de mare uzura.