Разработка центратора машины для улучшения технико-экономических показателей при бурении пилотных скважин, страница 10

Угол трения ρ при f=0,12, tgρ=0,12  => ρ=6º51'

Условие самоторможения будет при β≤ρ, условие преобразования поступательного движения во вращательное будет при β≥2ρ.

Работа за один оборот винта, необходимая для достижения требуемого усилия и преодоления силы трения в резьбе:

А_р=Qπd₂tg(β+ρ), Н·мм                                                                                      (5.28)

А_р=7962,3·3,14·85·tg(2º14'+ 6º51')=323294 Н·мм

Работа за один оборот винта, необходимая для преодоления трения в торцовой части винта при f₁=0,14:

А_т=  , Н·мм                                                                                      (5.29)

А_т= Н·мм

Полезная работа подъема груза:

А_п= QP, Н·мм                                                                                                    (5.30)

А_п=7962,3·10=79623 Н·мм

КПД равен:

η=(А_п/А_р+А_т)·100, %                                                                                        (5.31)

η=(79623/81113,8+323294)·100=19,6%

Определяем усилие одного рабочего Р_р для затяжки обсадной трубы при длине рукоятки 300мм:

А_з=Р_р·2πL, Н·мм                                                                                               (5.32)

где, L- длина рукоятки, мм;

Р_р- усилие одного рабочего.

А_з= Р_р·6,28·300=1884· Р_р

эта работа должна быть равна А_р+А_т, т.е.

1884Р_р=404407,8 Н·мм откуда

Р_р=404407,8/1884=214,6 Н

Для затяжки става до требуемого значения силы трения достаточно одного рабочего, так как на одного рабочего принимают Р_р=150…300 Н.

5.6.5. Расчет на возможность проворота обсадной трубы в радиальном направлении при работе.

Мощность электродвигателя N_дв=55 кВт

Частота вращения бурового става n_ред=22 мин^-1

Рассчитаем крутящий момент:

М_н=975 N_дв/ n_ред , Н·м                                                                                       (5.33)

М_н=975·55/22=2437,5 Н·м

F= М_н/r, Н                                                                                                          (5.34)

где, r- радиус шнека (0,5м).

F=2437,5/0,25=9750 Н

Вращение от шнека передается на обсадную трубу и будет равняться силе трения между шнеком и обсадной трубой:

F_тр=(F+G)·f, Н                                                                                                   (5.35)

где, f- коэффициент трения (f=0,12);

G- суммарный вес обсадной трубы и шнека

F_тр=13149·0,12=1577,8 Н

Сила трения между обсадной трубой и винтовым домкратом будет равняться:

F_тр=1577,8·0,12=189,34 Н

Исходя из предыдущего расчета, расчет домкрата не требуется, так как значение вращающей силы невелико. При работе проворот обсадной трубы полностью исключен.

5.7. Обоснование применения проставки и переходки в конструкции.

Бурение скважины диетром 800 мм требует дистанционного отставания вала шнека от вала подшипникового узла, для того чтобы состыковаться с вращателем и с опорными плитами лобовины необходимо применять удлинитель или проставку (рис5.8).

Рисунок 5.9. Проставка

Бурение скважины диаметром 500 мм проставки не требует. При бурении скважины диаметром 500 мм дополнительно устанавливается переходка с разгрузочным окном на обсадную трубу (рис5.9).

Рисунок 5.10. Переходка.

5.8. Вывод.

Разработка центратора машины позволила улучшить технико-экономические показатели при бурении пилотных скважин, уменьшить время на монтажно-демонтажные работы и сократить число обслуживающего персонала. Спроектированный центратор позволяет избежать рассогласование направления передачи осевого усилия и в дальнейшем нарушения центрации рамы. Он избавит БШМ от появлений дополнительных моментов, создающих помехи при работе и внецентренных нагрузок. Центратор обеспечит движение по заданной траектории, а значит выход буровой коронки в ожидаемом месте.

 Проставка позволяет бурить пилотные скважины диаметром 800мм. Переходка с разгрузочным окном позволяет работать с диаметром 500 мм.

 В целом, мы добиваемся увеличения длины и диаметра пилотной скважины.