Предложения по совершенствованию конструкции и повышению надежности установки

13 ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ КОНСТРУКЦИИ И ПОВЫШЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ УСТАНОВКИ

13.1 Обоснование основных параметров установки

Основными параметрами установки, являющимися базовыми, считаются:

1)  температурный режим;

2)  габариты;

3)  мощность привода.

Температурный режим работы установки определяется стандартом предприятия по спуско - подъемных операциям с установкой УЭЦН [ ], согласно которому монтаж установки на устье на дальнейший ее спуск проводится при температуре не ниже -27°С [ ]. Так как УПКО-1 – обогреваемый кабеленаматыватель, то демонтаж-монтаж установки и спуско-подъемные операции производятся до предельной температуры, ниже которой не могут производиться работы на открытом воздухе:

-  минус 38 °С – без ветра;

-  минус 36 °С –  ветер до 5 м/с;

-  минус 35 °С –  ветер от 5 м/с до 10 м/с;

минус 32 °С –  ветер более 10 м/с.

Габариты установки установлены исходя из габаритных размеров применяемых катушек: диаметр катушки с кабелем равен 1500 мм, без кабеля 900 мм, длина катушки - 1400 мм, ширина под укладку кабеля - 1000 мм, при наружном диаметре перематываемого кабеля, от 27,5 до 40,0 мм.         

Мощность привода данной установки определяется массой катушки с кабелем, которая может достигать до 10 тонн, что связано с массой кабеля, который используется для подвода напряжения к УЭЦН. Масса кабеля российского производства составляет 4-5 тонн, а кабель импортного производства – 8-10 тонн. Причиной этому служит наличие свинцовой оболочки в импортном кабеле, что значительно увеличивает вес кабеля. Масса же самой катушки составляет 200 кг.

13.2 Модульный принцип, используемый в установке

Основными модулями установки являются:

а) модуль тележки;

б) модуль кабелеукладчика;

в) модуль привода, состоящий из редуктора, двигателя, муфты и рамы;

г) модуль обогревателей.

          Использование модульного принципа позволяет при выходе из строя модуля установки произвести его быструю смену.

              Так, например, в модуле тележки могут произойти повреждения рамы, выход из строя подшипник. В модуле кабелеукладчика может произойти износ винта. В модуле привода могут выйти из строя двигатель, редуктор, полумуфта. В модуле обогревателей могут выйти из строя как один, так и несколько обогревателей.

 13.3 Предложения

После проведенного анализа недостатков и отказов установке в разделе 12, предлагается усовершенствовать конструкцию и повысить надежность установки, путем:

1)  устранения разрушения изоляции;

2)  устранения частого износа ремней;

3)  устранения износа стального каната привода тележки;

4)  увеличения количества энергии, получаемой для обогрева установки.

Рассмотрим каждое из предложений в отдельности.

 13.3.1 Предложения по устранению разрушения изоляции

 В Западно-Сибирском регионе температура воздуха очень часто и резко колеблется в широких пределах. В приложении 1 показаны графики изменения температур в ноябре, декабре 2001 г., январе, феврале и марте 2002 г. Значительный период зимы температура воздуха может быть ниже критической для кабеля ЭЦН. Поэтому для сокращения количества ремонтов по причине снижения сопротивления изоляции кабеля необходимо применять утепленные кабеленаматыватели.

Применение утепленных автовымоток арктического исполнения дает возможность производить ремонты ЭЦН в зимний период при температурах ниже минус 27 °С и до предела охрупчиваемости металла подъемных агрегатов, т.е. до минус 38 °С. Это достигается путем нагревания кабеля внутри бокса кабеленаматывателя и подачи с установленной скоростью в скважину так, что её температура сохраняется в пределах рабочей зоны. В ЦПРС-3 в 2001г. использовалось 5 утепленных автовымоток арктического исполнения. А в целом по УРС используется 24 кабеленаматывателя как отечественного, так и импортного производства различных конструкций. Эксплуатация первой автовымотки арктического исполнения началось 1 февраля 1999 г.

13.3.2 Предложения по устранению частого износа ремней

Основное направление - сглаживание большого пускового момента на валу катушки.

1)  Замена кулачковой муфты между электродвигателем и червячным редуктором фрикционной муфтой

Фрикционные муфты допускают плавное сцепление при любой скорости с регулированием времени включения. Недостаток: переменная величина пускового момента не позволяет применить данный тип муфт. Фрикционная муфта требует постоянной регулировки из-за изменения массы кабеля на барабане в ходе СПО.

2)  Замена электрического привода гидроприводом

Недостаток: дорогостоящее оборудование, необходима гидростанция.

3)  Замена ременной передачи на цепную.

Одним из недостатков клиноременной передачи является неизбежность некоторого упруго скольжения ремня. Это усугубляется большой массой катушки. Процесс трения ремней вызывает их частый износ.

В цепных же передачах отсутствует скольжение, но они требуют более высокой точности установки валов, чем клиноременные передачи, и более сложного ухода – смазки, регулировки.

Недостаток: после проведенных испытаний на базе УРС выявлено, что из-за

большого пускового момента цепь рвется (резкие включения-выключения, удары приводят к износу привода)

          4) Увеличение количества ремней в клиноременной передаче. Возможно изменение диаметров шкивов (увеличение) - позволяет конструкция установки. 

13.3.3 Предложения по устранению износа стального каната привода тележки

Предлагается изменить конструкцию приводного шкива привода тележки. Нужно провести замену шкива на барабан.

13.3.4 Недостаточная мощность обогревателей

Для эксплуатации кабеля импортного производства предлагается:

1)  заменить обогреватели на более мощные;

2)  увеличить количество обогревателей уже применяемой мощности;

3)  увеличить время прогрева установки до 5 часов.

13.4 Общие выводы

1)  При температуре ниже минус 27 °С применять кабеленаматыватели арктического исполнения;

2)  заменить приводной шкив привода тележки на барабан;

3)  увеличить количество ремней в клиноременной передаче;

4)  заменить обогреватели на более мощные.