Tải bản đầy đủ
PHẦN II: TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT NÂNG CỦA TỜI KHOAN

PHẦN II: TÍNH TOÁN CÔNG SUẤT NÂNG CỦA TỜI KHOAN

Tải bản đầy đủ

[9]

I: Trục các đăng
II: Trục cao tốc
III: Trục thấp tốc
IV: Trục nâng
V: Trục phanh thuỷ lực
VI: Trục của hộp giảm tốc truyền động cho Rotor
VII: Trục truyền chuyển động cho Rotor
VIII: Trục các đăng truyền vận tốc thứ năm
IX: Trục dẫn động vận tốc thứ năm
X: Trục tời phụ
XI: Trục chủ động của tời
1: Bộ ma sát
2-7-10-21: Bánh xích
3: Cặp bánh răng
4: Hộp số
5: Hộp giảm tốc
6: Xích
8: Phanh thuỷ lực
9: Khớp nối vấu
11-12: Phanh đai
13: Cụm bánh xích
14-15-20: Côn hơi
16-22: Van nạp khí nén
17-18: Bánh răng
19: Khớp nối cứng
Tời khoan có 4 tốc độ.
II.2 Thông số tính toán

Bảng II.1: Thông số tính toán
STT

Các thông số

01

Công suất trục tời

Đơn vị
HP

[10]

I

II

III

550

500

600

02

Chiều sâu giếng

03

Hệ ròng rọc

04

Loại cần khoan

05

Trọng lượng riêng của dung
dịch

06

m

5000

5500

6000

5x6

5x6

5x6

141

141

141

G/cm

1,5

1,5

1,5

Tốc độ quay của chòong

v/ph

300

350

270

07

Đường kính chòong

mm

215

215

215

08

Tốc độ vào hộp số của tời

v/ph

320

300

350

09

Góc nghiêng trung bình của
giếng

θo

18

13

16

10

Tải trọng lên đáy khi khoan

tấn

13

12

10

11

Chiều cao tháp

m

56

56

56

12

Đường kính tang tời

mm

850

770

800

13

Loại động cơ dẫn động

Diezen

Diezen

Diezen

14

Tải trọng móc

300

350

330

mm
3

tấn

II.3 Tính toán công suất nâng của tời khoan ở các tốc độ

* Tính toán cho thông số I:
- Đường kính cáp: dc = 32 (mm)
- Tốc độ từ trục đẫn vào tời: n0 = 1045 (v/p)
- Công suất trục tời:N = 550 (HP)
- Chiều sâu giếng: l = 5000 (m)
3

- Trọng lượng riêng của dung dịch:g = 1,5 (G/cm )
- Đường kính chòong:Dc = 215 (mm)
- Tốc độ vào hộp số của tời:n0 = 1045 (v/p)
- Góc nghiêng trung bình của giếng:θ = 180
- Đường kính tang tời:Dt = 800 (mm)
[11]

- Tải trọng móc:Qmoc = 300 (tấn)
- Trọng lượng riêng dung dịch khoan: gd =1,5 (G/cm3)
- Trọng lượng riêng của thép vật liệu làm cần: gt =7,5 (G/cm3)
1. Xác định các tốc độ quay (n) của tời:
- Tốc độ trục truyền:
ntt = n0 . . = 1045 . . = 473 (v/p)
- Tốc độ của trục trung gian:
n1tg = ntt . = 473 . = 172 (v/p)
n2tg = ntt . = 473 . = 187 (v/p)
n3tg = ntt . = 473 . = 454 (v/p)
n4tg = ntt . = 473 . = 821 (v/p)
- Tốc độ của trục nâng:
n1tn = n1tg . = 172 . = 119 (v/p)
n2tn = n2tg . = 187 . = 129 (v/p)
n3tn = n3tg . = 454 . = 314 (v/p)
n4tn = n4tg . = 821 . = 568 (v/p)
2. Xác định đường kính tang tời theo các lớp cáp trên tang tời.
- Đường kính tang tời ở lớp cuộn thứ nhất:
Dt1 = Dt + dc
Trong đó:
Dt: Đường kính tang tời,b(mm);
dc: Đường kính cáp, (mm).
- Đường kính tang tời ở lớp cuộn thứ hai:
Dt2 = Dt + 2dc
- Đường kính tang tời ở lớp cuộn thứ ba:
Dt3 = Dt + 4dc
- Đường kính tang tời ở lớp cuộn thứ tư:
Dt4 = Dt + 6dc
Từ thông số cơ bản của tời : Dt = 800 (mm), dc = 32 (mm), nên ta có:
Dt1 = Dt + dc = 850 + 32 =882 (mm)
Dt2 = Dt + 2dc = 850 + 2.32 = 914 (mm)
Dt3 = Dt + 4dc= 850 + 4.32 = 878 (mm)
Dt4 = Dt + 6dc= 850 + 6.32 = 1042 (mm)
[12]

3. Tính toán hệ ròng rọc.
a. Xác định tốc độ móc nâng:
Tốc độ của móc nâng được tính theo công thức:
Vmoc =
Trong đó:
Dp: Đường kính tính toán của tang tời (ở lớp cáp cuối cùng)
Vmoc: Tốc độ móc, (m/s);
nitn: Số vòng quay của trục nâng ở tốc độ i (i = 1÷ 4);
m: Số nhánh cáp làm việc. Giả sử hệ hệ ròng rọc 4x5 nên: m=8;
Tốc độ của móc nâng ở các cấp độ vân tốc:
V1moc = = = 0,65 (m/s)
V2moc = = = 0,70 (m/s)
V3moc = = = 1,71 (m/s)
V4moc = = = 3,10 (m/s)
b. Hiệu suất hệ thống nâng thả:
ξ=
Trong đó:
β=1,03: Chỉ tiêu ngược của hiệu suất;
z= 5 : Là số ròng rọc động.
Thay số ta có: ξ=0,85.
c. Tải trọng móc ở các cấp độ:
Ta có công thức:
Qm=
Trong đó:
Qm : Là tải trọng định mức của móc nâng.
N : Là công suất của tang tời.
ξ : Là hiệu suất nâng thả.
Vm : Là vận tốc móc.
Vậy ta có:
Q1m =
Q2m =
Q3m =
Q4m =

= 719,23 (tấn)
= 667,86 (tấn)
= 273,39 (tấn)
= 150,81 (tấn)

[13]

d. Tính toán trọng lượng bộ khoan cụ.
Tính toán cần nặng:
Dcn= (0,75÷ 0,85).Dc= 0,8.215=172 (mm)
Chiều dài cần nặng:

Lcn =

KG c
q cn .cosθ .(1-

gd
)
gt

Trong đó:
K=1,25: Là hệ số cứu kẹt
Lcn: Là chiều dài cần nặng
qcn =138 (kG/m): Trọng lượng 1m cần nặng
Gc =13 (tấn): Tải trọng đáy
θ=180: Góc nghiêng của giếng
gd =1,5 (G/cm3): Trọng lượng riêng dung dịch khoan
gt=7,5 (G/cm3): Trọng lượng riêng của thép vật liệu làm cần
Vậy ta có:
Lcn = 155 (m).
Trọng lượng bộ cần nặng: Qcn= 155.0,138 = 21,39 (tấn).
Tính toán trọng lượng bộ cần khoan:
Áp dụng công thức:

Qck = L.qck .(1-

gd
)
gt

Trong đó:
L: Chiều dài cột cần khoan
Qck: Trọng lượng cột cần
qck = 31,9(kG/m): Trọng lượng 1 m cần khoan.
Vậy ta có:
Qck = (5000-155).0,0319.(1-) = 123,64 (tấn).
Tính toán trọng lượng bộ dụng cụ khoan:
Q = Qcn + Qck + Qchoong
Trong đó:
Qck : Là trọng lượng bộ dụng cụ khoan.
[14]

Qchoong = 0,04 (tấn): Là trọng lượngchoòng.
Vậy:
Q = 21,39 + 123,64+ 0,0378 = 145,07 (tấn).
4. Tính toán công suất nâng thả của tời ở các cấp tốc độ:
Áp dụng công thức:

N=

Q.1000.Vmoc
102.ξ

Thay số vào công thức trên ta được các kết quả:
N1 = = 1088 (HP)
N2 = = 1171 (HP)
N3 = = 2861 (HP)
N3 = = 5187 (HP)

Bảng II.2: Công suất nâng của tời khoan ở tốc độ I
Công suất nâng
của tời khoan ở
các tốc độ
(HP)
N1
N2
N3
N4

I
1088
1771
2861
5187

[15]

KẾT LUẬN
Mọi thiết bị dầu khí muốn được sử dụng với hiệu quả tốt nhất thì ta phải biết
được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, có chế độ làm việc, bảo dưỡng, sửa chữa định
kỳ đúng tiêu chuẩn và bộ môn thiết bị dầu khí đã đáp ứng được điều đó.
Trên giàn khoan thì tời khoan vô cùng quan trọng. Nó đặc biệt cần thiết cho công
tác nâng, thả bộ dụng cụ khoan. Nó biến chuyển động quay của động cơ thành
chuyển động tịnh tiến móc ròng rọc. Nó chuyền tải cho choòng khoan để phá hủy
đất đá. Đề tài: “Dựa vào sơ đồ động học của tời khoan, dựa vào bảng thông số
đã cho, hãy tính toán công suất nâng của tời khoan ở các tốc độ có thể có của
tời khoan” giúp sử dụng tời khoan đúng với công suất của nó.
Tuy nhiên do sự hạn hẹp về thời gian cũng như sự hạn chế về kiến thức và kinh
nghiệm chuyên môn nên cuốn đồ án này chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Em mong
nhận được nhưng ý kiến đóng góp chân thành của thầy cô, các cán bộ chuyên môn
và bạn bè. Từ đó tạo điều kiện cho em rút ra được những kinh nghiệm quý báu để
vững vàng hơn khi ra ngoài thực tế.
Một lần nữa xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Nguyễn Thanh Tuấn đã
giúp đỡ, tạo điều kiện tốt nhất giúp em hoàn thành bản đồ án này.

[16]