А.И. ИЛЬИНЫХ Анализ использования стальных канатов на буровых установках. Журнал наработки талевого каната образец

Журнал наработки талевого каната по системе API

Небольшой проект, который занял 3 место на корпоративной научно-технической конференции ЗАО «Сибирская Сервисная Компания» в 2011. Суть проекта — переход от устаревших советских методик по расчету наработки на талевый канат к современным международным стандартам. Проект успешно внедрен на производстве, с 2011 наработка рассчитывается согласно описанной ниже методике. При желании можете воспользоваться опубликованными наработками.

ВведениеВ области нефтегазовой промышленности существующая нормативная база устарела: перешедшие России по наследству от СССР основные ГОСТы, СНиПы и другие стандарты были разработаны в 60-е годы прошлого века и не отвечают современным требованиям.

В результате на производстве и при разработке новых проектов используются устаревшие методики, которые не отражают современного положения вещей.

Решение данной проблемы требует реализации целого комплекса мер. В связи с тем, что переработка существующей нормативной базы может занять годы, оптимальным представляется изучение и адаптация зарубежных норм. Рядом промышленных предприятий предпринимаются шаги по применению зарубежного опыта.

Сравнительный анализ эффективности применения зарубежных норм позволит сформулировать основную задачу по изменению нормативной базы РФ. В случае выявления преимущества зарубежных норм предусмотрена их адаптация и внедрение в практическую деятельность компаний hire writer.

Принятый в 2002 г. федеральный закон №184 нарушил стройную систему регулярных обновлений СНиПов, которая существовала. Система была нарушена, и в результате появилось беспорядочное, хаотичное движение. Создается множество технических комитетов, причем есть мелкие, которые занимаются одним видом работы, и есть гиганты, как технический комитет по строительству, который захватывает все объекты нашей формируемой среды жизнеобитания. Теперь каждая вотчина делает сама себе документы, и возникает огромная проблема их стыковки – межотраслевой, межрегиональной.

Ведение наработки на талевый канат в НФ ЗАО «Сибирская Сервисная Компания»В настоящий момент времени для ведения наработки на талевый канат в НФ ЗАО «ССК» используются морально устаревшие методики, основанные на ГОСТ 16853-88. ГОСТ «Канаты стальные талевые для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения» был утвержден и введен в работу 01.07.1989. Данный стандарт распространяется на стальные талевые канаты, используемые на буровых установках для эксплуатационного и глубокого разведочного бурения нефтяных и газовых скважин. ГОСТ регламентирует требования к производству, технические условия эксплуатации талевого каната на буровых установках, правила приемки, транспортирования и хранения.

Также к документу прилагается анкета работы талевого каната, которую по замыслу авторов следовало направлять заводу-изготовителю для анализа в целях улучшения выпускаемой продукции. Непосредственно сам расчет наработки в ГОСТ не описан, но как правило ведется по общепринятой формуле (в том числе и в НФ ЗАО «ССК»):

где:T – работа, т∙кмn – количество свечей в КНБК, штG – вес КНБК, тP – общий вес талевого блока и элеватора, т

На сегодняшний день данная формула морально устарела и не позволяет в полной мере оценить износ талевого каната. В ней отсутствуют важные параметры, которые оказывают большое влияние на итоговый расчет. Здесь не учитывается плотность бурового раствора, возможное наличие в КНБК секции с легкосплавным бурильным инструментом и УБТ, а также разница в нагрузке на талевый канат при выполнении таких циклических операций как СПО, бурение, спуск обсадной колонны.

Ведение наработки на талевый канат на аналогичных предприятиях отраслиВ связи с медленным развитием ГОСТ в последние годы многие предприятия нефтяной промышленности постепенно переходят на международные стандарты API.

Американский институт нефти (англ. American Petroleum Institute, API) —национальная неправительственная организация США, занимающаяся исследованиями всех аспектов и обеспечивающая деятельность по регулированию вопросов в области нефтяной и газовой промышленности.

Одним из направлений деятельности Американского института нефти является разработка стандартов. Первые стандарты API были опубликованы в 1924 году. Сегодня институт поддерживает более чем 500 стандартов и рекомендуемых практик, охватывающих все сегменты нефтяной и газовой промышленности в целях содействия использованию безопасного, взаимозаменяемого оборудования и проверенных инженерно-технических практик.

Абсолютное большинство зарубежных буровых компаний придерживается стандартов API при ведении наработки на талевый канат. Среди отечественных часть предприятий по инерции с советских времен ведет наработку по ГОСТ (ООО «РН-Бурение»), часть постепенно переходит на API (ООО «СГК-Бурение»).

Особенности методики API и отличия от ГОСТПринцип ведения наработки по системе API во многом аналогичен ГОСТ, но охватывает больше параметров, влияющих на износ талевого каната. Учет ведется за полный цикл спускоподъема инструмента, при этом методика учитывает отличия в нагрузке на талевую систему при выполнении различных видов операций.

СПО до глубины LБольшая часть работы талевого каната приходится на спускоподъемные операции. Базовая формула для расчета при выполнении СПО на глубину L:

где:T – работа, т∙кмL – глубина скважины, мl – длина свечи, мd – дополнительный вес от УБТ и долота (с учетом выталкивающей силы), кгρ – вес на 1 метр бурильной трубы с замковыми соединениями (с учетом выталкивающей силы), кг/мP – общий вес талевого блока/элеватора, кг

Бурение до глубины LРабота талевого каната при бурении выражается через работу при СПО. Эта зависимость прослеживается при рассмотрении полного цикла бурения.

• Бурение на длину свечи
• Подъем на длину свечи
• Проработка на длину свечи
• Подъем на длину свечи для наращивания
• Спуск квадрата в шурф
• Подъем на длину свечи для наращивания
• Спуск КНБК в скважину
• Подъем квадрата из шурфа

Анализ показывает что:

1. Операции 1 и 2 эквивалентны 1 СПО
2. Операции 3 и 4 эквивалентны 1 СПО
3. Операции 5, 6, 7 и 8 эквивалентны 1 СПО

В итоге бурение приравнивается к 3 спускоподъемным операциям. При 2 расхаживаниях (проработках) после каждой пробуренной свечи результат умножается на 4 (4 полные спускоподъемные операции), при 4 на 5 и т.д.

Бурение с глубины L1 до глубины L2Результат вычисляется как разница между работой талевого каната при бурении до глубины L2 и L1.

Отбор керна между глубиной L1 и глубиной L2Для расчета работы при отборе керна за основу, как и при бурении, берется цикл СПО.

• Бурение (отбор керна) на длину керноприемного устройства
• Подъем на длину свечи
• Спуск квадрата в шурф
• Подъем на длину свечи для наращивания
• Спуск КНБК в скважину
• Подъем квадрата из шурфа

Анализ показывает что:

1. Операции 1 и 2 эквивалентны 1 СПО
2. Операция 5 эквивалентна ½ СПО
3. Операции 3, 4 и 6 эквивалентны ½ СПО

В итоге результат приравнивается к удвоенной разнице между спускоподъемными операциями на глубину L1 и L2.

Спуск обсадной колонны на глубину LСпуск обсадной колонны определяется ½ СПО, т.к. спуск колонны однорейсовая операция. Также не учитывается вес талевого блока и дополнительный вес от УБТ.

где:T – работа, т∙кмL – глубина скважины, мlОК – длина трубы обсадной колонны, мρОК – вес на 1 метр обсадной колонны с замковыми соединениями (с учетом выталкивающей силы), кг/м

Отчет по наработке талевого канатаНа базе методики API мною был разработан шаблон отчета по наработке талевого каната на базе MS Office Excel с применением Visual Basic. В шаблоне присутствует возможность настроить параметры бурильного инструмента и рассчитать вес обсадной колонны.

Таблица отчета о работе талевого каната после каждой из перетяжек.

Журнал работы талевого каната. Заполняется персоналом ИТР на буровой установке.

При заполнении журнала отчет самостоятельно делает расчеты и выдает итоговую наработку на талевый канат выраженную в т∙км. Отчет ведется на каждую из бухт талевого канат в отдельности. Это будет способствовать лучшему анализу работы и наглядно покажет возможные отличия в качестве изделий различных заводов-изготовителей.

Внедрение методики на производствеВ феврале 2011 года первая версия отчета по наработке успешно прошла тестирование в бригаде бурового мастера Ахметзянова И.А. на кусте №12 Западно-Салымского месторождения. Наработка велась по бухте № 79931101 Волгоградского завода, итоговая наработка составила 19,37 т∙км. По отзывам персонала отчет не вызвал проблем в работе. По итогам тестирования персоналом были предложены идеи по доработке отчета, которые были успешно внедрены.

На презентации проекта на НТК среди МС, руководством филиала было принято решение распространить опыт бригады Ахметзянова И. А. на другие буровые бригады. Для реализации этого мною был переработан регламент филиала по ведению наработки на талевый канат. В июне 2011 регламент был согласован и утвержден руководством филиала.

В июле шаблоны отчета по наработке, инструкции и памятка по ведению отчета были разосланы ИТР на месторождениях. В августе 2011 начали поступать первые данные. Постепенно по мере ознакомления персонала с новой методикой, на всех буровых наработка талевого каната стала вестись по системе API.

ЗаключениеВнедрение новой формы отчетности в повседневную работу позволило стандартизировать ведение наработки на талевый канат и привести ее в соответствие с международными стандартами.

Единая форма отчетности помогает выявить различие в отработке талевого каната на разных буровых установках. Выявить случаи неполной отработки бухт, поставки некачественной продукции, а следовательно экономии затрат на последующее приобретение.

Литература

Прикрепленные файлыРД-ССК-НФ-251 Памятка по учету наработки талевого канатаРД-ССК-НФ-251 Инструкция по эксплуатации талевых канатовРД-ССК-НФ-251 Журнал наработки талевого каната — 12 ЗСМ 79931101 la source imp

fominoleg.ru

А.И. ИЛЬИНЫХ Анализ использования стальных канатов на буровых установках - Бурение и Нефть

Анализ использования стальных канатов на буровых установках фирмы ЗАО «Уралмаш - Буровое оборудование»

А.И. ИЛЬИНЫХ, гл. конструктор, ДА АЛЕКСЕЕВ, инженер-конструктор, А.П. ГАРЕЙС, гл. инженер проекта, ЗАО «Уралмаш — буровое оборудование» 

С каждым годом объемы бурения нефтяных и газовых скважин растут прантически во всех нефтегазоносных районах России. При увеличивающем­ся темно разработки месторождений задача промышленной безопасности при эксплуатации бурового оборудова­ния становится все более актуальной.Поводом к рассмотрению вопроса об использовании талевых канатов различных производителей послужили часто возникающие претензии о низкой ' стойкости канатов, применяемых в та­левой системе. Первая информация поступила с Сугмутского месторожде­ния (000'Сервисная буровая компа­ния', г. Ноябрьск). На буровых установ­ках -Уралмаш 4000/250 ЭК-БМ*, где были внедрены в эксплуатацию буро­вые лебедки новой серии ЭТ, выходили из строя талевые канаты диаметром 28 мм не причине обрыва.  

Наработка талевого каната со­ставила 3804 т●км, при этом прядь была оборвана при бурении скважины на глубине 2936 м, с на­грузкой на крюке талевой системы 70 тонн. Согласно «Инструкции по эксплуатации» гарантийная по ГОСТ 16853-88 наработка талевых канатов марки В диаметром 28 мм должна быть не менее 19 т●км/м.При первичном анализе причин по­вышенного износа талевого каната специалисты ЗАО «Уралмаш — Бу­ровое оборудование» склонялись к ошибкам в конструкции новых лебе­док, а именно:

●          неверно   выбранный   шаг   нарезки «Лебус» на барабане;

●          форма специальной  клиновой  на­кладки на барабане для обеспечения лучшего перехода каната с предыду­щего на последующий слой навивки;

●          угол схода каната с ходового роли­ка кронблока относительно оси бара­бана лебедки (угол девиации).При этом не всегда брались во внимание:

●          случаи потери канатом цилиндриче­ской формы, когда первый слой на­вивки на барабане имел форму греб­ней, сформированных вторым слоем навивки;

●          случаи выдавливания сердечника;

●          случаи поломок проволок прядей по причине излома, не вследствие ме­ханического износа, а по причине циклического излома, когда сечение каждой из поломанных проволок пряди не претерпевало изменений по толщине.

По инициативе изготовителя на­кладки «Лебус» барабанов лебедок были заменены, буровое предпри­ятие усилило контроль за состоянием каната и чаще стало проводить тех­нологические перетяжки каната. В результате принятых мер техничес­кий ресурс каната увеличился, и проблема была снята.Повторно к теме повышенного из­носа талевого каната вернулись приэксплуатации мобильной буровой ус­тановки «Уралмаш 2900/175 ЭР-П». Установка с электроприводом основ­ных механизмов от двигателей посто­янного тока была спроектирована и изготовлена для Отрадненского фи­лиала ЗАО «Сибирской Сервисной Компании».

Основные параметры буровой ус­тановки:

•   допускаемая нагрузка на крюке — 175 тонн;

•   условная    глубина    бурения    — 2900 м;

•   скорость подъема крюка —  0 ... 1,6 м/с;

•   расчетная   мощность  буровой  ле­бедки на входном валу — 600 кВт;

•   диаметр талевого каната — 28 мм;

•   оснастка талевой системы 4 х 5;

•   диаметр  8-ми  шкивов (наружный)  — 760 мм; неподвижного шкива — 1000 мм;

•  диапазон  рабочих температур от - 45 ... + 40°С (ГОСТ 15150-69).Основным фактором, лимитирую­щим долговечность талевого каната, являются циклически повторяющиеся изгибные напряжения в проволоках каната при прохождении последнего через шкивы талевого блока и крон-блока и при навивке на барабан ле­бедки. Совместное действие напря­жений в проволоках от циклически повторяющихся растягивающих на­грузок и от изгиба на шкивах и ба­рабане вызывает усталость и износ проволок, что приводит к их разру­шению. Из рекомендаций API и от­ечественной литературы известно, что уменьшение соотношения Dm/dK (диаметра шкива и каната талевой си­стемы) ведет к снижению долговеч­ности и, следовательно, более частой перетяжке каната, вследствие износа и усталости материала проволок.

В общепринятой мировой практи­ке диаметр шкивов талевой системы принимается для мобильных буровых установок в пределах 30 дюймов. Чрезмерно быстрый износ и уста­лость материала наружных проволок канатов является следствием малых радиусов шкивов талевой системы идиаметра барабана лебедки. Такая картина наблюдается только на по­следнем этапе бурения при макси­мальных нагрузках на крюке. Но, тем не менее, при проектировании мо­бильной буровой установки 2900/175 ЭР-П были приняты диаме­тры шкивов талевой системы, равные 760 мм. Это сделано для уменьшения габаритных размеров и веса крон-блока, что в свою очередь дает снижение усилия в телескопических гид­роцилиндрах для подъема вышки в вертикальное положение, а также снижение напряжений в элементах вышки при подъеме.В 2004 г. в рамках «Программы и методики приемочных (промышлен­ных) испытаний» при бурении мо­бильной буровой установкой 2900/175 ЭР-П промышленной сква­жины №103 Анютинской площади проведены наблюдения за работой талевого каната. Цель эксперимента — определить наработку каната, вы­явить причины, способствующие его износу, и принять решение по выявленным недостаткам. На момент на­чала наблюдений талевая система буровой   установки   была  оснащена канатом марки ОС-28-1-1770 по ГОСТ 16853-88 (Орловский сталепро­катный завод). Диаметр каната в сво­бодном (не натянутом) состоянии со­ставлял 29,8 мм, а в напряженном (натянутом) — 28,0 мм. По результа­там расчетов и истории всех спуско-подъемных операций наработка тале­вого каната составила 6075 т●км для скважины глубиной 2870 м.Бурение следующей скважины — №2 Малочерниговской площади этой же установкой проведено при оснаст­ке талевой системы канатом ОС 28-В-Т-1770 по ГОСТ 16853-88 (Белорецкий металлургический комбинат). Соглас­но акту приемочной комиссии от 25.11.2005 г. стойкость каната произ­водства Белорецкого металлургичес­кого комбината выше стойкости ка­ната производства Орловского сталепрокатного завода в два раза, но эти данные получены для скважи­ны глубиной 2360 м, которые не позволяют объективно судить о стой­кости каната Белорецкого металлур­гического комбината.На основании полученных данных было принято решение испытания буровой установки 2900/175 ЭР-П продолжить бурением очередной промышленной скважины с примене­нием каната производства Bridon International GmbH (Германия).Бурение на 6-й скважине №105 Анютинской площади проведено с использованием талевого каната пра­вой крестовой свивки, номинальным диаметром 1 1/8 дюйма (29 мм), кон­струкции 6 х 26 + 1 м.с. (металличес­кий сердечник), маркировочной груп­пы 1770 Н/мм2, с разрывным усилием 51,9 тонны производства Германии. Проводка скважины проектной глу­биной 2900 м показала, что первая перетяжка талевого каната произве­дена при глубине скважины 2050 м, при этом наработка каната до пере­тяжки составила 6690 т • км. Вторая перетяжка произведена при достиже­нии глубины скважины 2800 м — на­работка каната до второй перетяжки составила 4843 т • км, что соответ­ствует нормам, изложенным в «Ин­струкции по эксплуатации талевых канатов». Дальнейшее бурение и эксплуатацию буровой установки 2900/175 ЭР-П приемочная комиссия рекомендовала с применением кана­та производства Bridon International GmbH.В начале 2004 г. очередной преце­дент произошел при эксплуатации бу­ровой установки 2500/160 ДПБМ-1 (000 «БК Силур» г. Печора). Обрыв талевого каната произошел при лик­видации осложнения на забое, где необходимо было дать нагрузку на крюке — 160 тонн. Натяжение каж­дой из 8-и струн оснастки составило около 20 тонн, что при требуемом трехкратном запасе по прочности ка­ната по весу бурильной колонны да­леко не критическая нагрузка. Для обеспечения безопасности бурильных работ руководством было принято решение об испытании этого каната на разрывной машине.Талевый канат диаметром 28 мм производства Орловского стале­прокатного завода, изготовленный 03.06.2003 г. по ГОСТ 16853-88, сер­тификат №100, с суммарным разрыв­ным усилием 612297Н, подвергся раз­рыву на испытательном стенде УММ-50. Образец талевого каната при усилии натяжения 300 000 Н на­чал разрушаться по отдельным про­волокам с последующим разрывом одной пряди в свивке. Согласно акту от 15.02.2004 г. талевый канат при­знан не пригодным к эксплуатации при бурении глубоких скважин из-за несоответствия характеристикам, обозначенным в сертификате.Службой главного механика ООО «БК   Силур»   был   представлен еще один документ №04-11/274, да­тированный 22.03.1994 г. В нем, в ча­стности, говорится: «Печорский округ Госгортехнадзора России письмом от 02.03.1994 г. №245 на основании тре­бования письма Госгортехнадзора России №10-15/45 от 10.02.1994 г. за­прещает эксплуатацию талевых кана­тов Орловского сталепрокатного за­вода до выяснения причин аварийности при эксплуатации тале­вых канатов диаметром 28 мм и 32 мм».И самая свежая информация по­ступила из ООО «РН — Бурение» с установок для кустового бурен

burneft.ru

Мониторинг технического состояния талевых канатов с применением магнитных дефектоскопов, как средство безопасной эксплуатации буровых установок - Бурение и Нефть

Monitoring hoist ropes technical condition with the use of magnetic flaw detectors as a means of safe operation of drilling rigs

O. Potekhin, I. Shpakov «INTRON PLUS» LLC

О важности объективной оценки технического состояния талевых канатов в процессе эксплуатации, то есть непосредственно во время выполнения работ по бурению скважин. Приводится сравнение консервативного метода оценки технического состояния талевых канатов посредством визуально измерительного контроля, применяемого буровыми компаниями в соответствии с ФНП «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности», и метода неразрушающего контроля с применением магнитного дефектоскопа, позволяющего за минимальное время получать полноценную объективную информацию о реальном техническом состоянии используемого талевого каната на действующей буровой установке. В публикации рассказано о применении в буровых компаниях ООО «Газпром бурение», ООО «Интегра- Бурение» и ООО «Буровая компания «Евразия» новой разработки автоматизированного дефектоскопа ИНТРОС-АВТО для мониторинга стальных канатов, разработанного и серийно производимого ООО «ИНТРОН ПЛЮС».

Regarding the importance of an objective assessment of the technical condition of hoist ropes in operation, i.e. directly during the execution of drilling wells. A comparison of the conservative method of evaluation of technical condition of hoist ropes by visually measuring control, applied drilling companies in line with the PNP «safety Rules in oil and gas industry», and the method of non-destructive testing of magnetic flaw detector which allows to obtain a full objective information about the real technical state of the rope tackle used on a working rig. In the publication it is told about application in drilling the companies of LLC «Gazprom Burenie» LLC, «Integra - Drilling» LLC, «Drilling company «Eurasia» LLC new development of an Automated flaw detector INTROS-AUTO for the monitoring of steel ropes, are designed and commercially manufactured LLC «INTRON PLUS».

Контроль технического состояния талевого каната буровой установки в процессе бурения эксплуатационных и поисково-разведочных скважин – важная и ответственная задача, решение которой позволяет буровым компаниям снизить риски возникновения аварий из-за обрыва талевых канатов при строительстве скважин, финансовые и репутационные риски при невыполнении обязательств перед заказчиком.

Полученная руководством буровых компаний информация в форме технического отчета, подкрепленная заключениями, табличными данными и дефектограммами канатов, свидетельствующими о недопустимых при эксплуатации дефектах, послужила сигналом о том, что риск аварийности эксплуатации талевых канатов при проведении только визуального их контроля очень велик.

Сегодня эта задача решается персоналом буровых компаний в соответствии с п. 73 документа: Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности» единственным способом (как и десятилетия назад) – осмотром каната с частотой, которая определяется характером и условиями проводимых работ [1]. Время проведения одного такого осмотра всей длины каната может составить 1,0 – 1,5 час. Данный метод контроля позволяет обнаружить видимые дефекты – такие, как обрывы наружных проволок с расхождением их концов, механические деформации проволок или прядей каната. Однако дефекты, расположенные внутри каната (обрывы внутренних проволок или металлического сердечника, износ и коррозия внутренних проволок каната), обнаружить невозможно. Таким образом, визуальный контроль не позволяет достоверно определить техническое состояние талевого каната в полном объеме. Как следствие – возникновение аварийных ситуаций из-за обрыва талевых канатов, падение талевых блоков, влекущее дополнительные затраты буровых компаний на устранение последствий аварийных ситуаций с потерей временных, материальных и прочих ресурсов.

Поиск современных путей и методов контроля талевых канатов

Поиск путей решения задачи по определению фактического технического состояния талевых канатов побудил такие компании, как ООО «РН-Бурение», ЗАО «Нижневартовскбурнефть», ЗАО «Нижневартовское предприятие по ремонту скважин», ЗАО «Оренбургбурнефть», ООО «Управление по капитальному ремонту скважин», инициировать совместно с ООО «ИНТРОН ПЛЮС» проведение широкомасштабных мероприятий по обследованию талевых канатов буровых установок и подъемников.Такая работа была проведена специалистами лаборатории неразрушающего контроля (ЛНК) ООО «ИНТРОН ПЛЮС» осенью 2010 г. Были обследованы талевые канаты 53 буровых установок и подъемников для ремонта скважин с применением ручного магнитного дефектоскопа ИНТРОС (с магнитной головкой МГ 20-40) (рис.1). В результате диагностики были забракованы талевые канаты 13 буровых установок и подъемников, находившихся на момент обследования в работе, но не достигших регламентных сроков перетяжки каната. Как вывод, 25% находившихся в работе канатов, от общего числа проконтролированных, были признаны непригодными к дальнейшей эксплуатации.

Первые испытания макета дефектоскопа были проведены в декабре 2012 г., а уже в мае и июне 2013 г. прошли эксплуатационные испытания опытного образца на действующих буровых установках в ОАО «Подзембургаз» и в Губкинском филиале ООО «РН–Бурение».

Полученная руководством буровых компаний информация в форме технического отчета, подкрепленная заключениями, табличными данными и дефектограммами канатов, свидетельствующими о недопустимых при эксплуатации дефектах, послужила сигналом о том, что риск аварийности эксплуатации талевых канатов при проведении только визуального их контроля очень велик [2]. На рис. 2 и 3 представлены дефектограммы одного из проконтролированных канатов, имеющего недопустимые дефекты на протяженном отрезке каната (65 – 102) м, как по каналу «Потеря сечения» – более 12%, так и по каналу «Локальные дефекты» – более 15%, оборванных проволок каната на шаге свивки. В результате проведенных работ, применение инструментальных методов контроля талевых канатов показало возможность решения задачи оперативного определения фактического технического состояния талевых канатов.

Создание автоматизированного дефектоскопа

Применение автоматизированного дефектоскопа ИНТРОС–АВТО позволяет персоналу буровой установки проводить мониторинг (периодический неразрушающий контроль) технического состояния ходовой (тяговой) ветви талевого каната без участия специалиста неразрушающего контроля за минимально короткое время (не более 10 мин).

Дальнейшая работа, проведенная с буровыми компаниями, позволила ООО

burneft.ru

Отбраковка талевых канатов

Отбраковка талевых канатов является необходимой мерой обеспечения безопасности эксплуатации бурового оборудования, поскольку данный тип изделий относится к так называемым «стареющим», то есть его прочность снижается в ходе эксплуатации. В сегодняшней статье мы рассмотрим консервативный и современный методики проведения дефектоскопии талевых канатов, которые позволяют вовремя выявить необходимость их замены.

Для начала определим, что талевый канат представляет собой особую конструкцию стального каната. В таком канате вокруг основного сердечника обвиты пряди, свитые из стальных проволок. К сожалению, срок службы таких изделий довольно мал, и при отсутствии должного внимания к состоянию каната велика вероятность возникновения аварийной ситуации с серьезными рисками как для оборудования, так и для персонала. Именно поэтому отбраковка талевых канатов является необходимым условием при проведении буровых работ.

Федеральные нормы и правила промышленной безопасности в качестве средства контроля состояния талевых каналов предлагают осуществление визуального осмотра. Частота проведения визуального контроля состояния изделия определяется на основе того, в каких условиях проводятся работы, и какой характер они носят.

К сожалению, визуальный осмотр талевого каната не позволяет качественно оценить его состояние, поскольку выявляет только очевидные дефекты, такие как обрыв или деформация прядей или проволок каната. Для отбраковки изделия показатель оборванных проволок при шаге свивки до 20 мм должен составлять более 5%, а для большего шага – более 10%. Также отбраковывается канат, в котором обнаружена оборванная прядь. Внутренние же дефекты (обрывы или коррозия) не выявляются посредством данного метода, что определило требование к разработке более современных методов оценки состояния каната.

Для получения высокой эффективности дефектоскопических мероприятий были разработаны магнитные устройства, которые не только повышают точность оценки, но и значительно снижают трудозатраты на проведение подобного исследования. Принцип действия такого дефектоскопа строится на измерении полей рассеивания после намагничивания каната вдоль оси. Если визуальная оценка требовала до полутора часов времени специалиста, то автоматизированная работа магнитного дефектоскопа сократила это время до примерно десяти минут и позволила полностью исключить необходимость привлечения сотрудника непосредственно к процессу исследования, его участие необходимо только для оценки результатов.

rosprombur.ru

Устройство для учета наработкитехресурса талевого kahata

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских . Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 100278 (21) 2577604/18-24 (51)М. Кл. с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

G 07 С 5/10

Государственный комитет

СССР

w делам изобретений и открыти и (53) УДК 881 178 (088. 8) Опубликовано 230381. Бюллетень 89 11

Дата опубликования описания 2 3.03.81 (72) Авторы изобретения

В.В. Беспамятнов и A.Â. Патраль

Ю вЂ” - . 7

Специальное проектно-конструкторское бюро автомаТизацир глубокого разведочного бурения НПО,. Геотехника™",, / (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЧЕТА НАРАБОТКИ TEXPECJJPCA

TMIEB0F0 КАНАТА

Изобретение относится. к методам эксплуатационного контроля за техническим состоянием механизмов и может использоваться для контроля наработки каната талевых систем и сигнализации о моменте достижения предельно допустимых значений наработки.

Известно устройство для подсчета работы талевого каната, содержащее датчики веса и подачи каната, следящие сельсинные системы дистанционной передачи информации от датчиков, механический преобразователь углового перемещения, пропорционального. весу, в линейное перемещение штока механического узла обработки данных (блока вычисления величины наработки кайата), муфту одностороннего вращения, барабан отсчета и преобразо.— ватель линейного перемещения канала в скорость вращения прижимного диска (1) .

Однако известное устройство харак теризуется невысокой точностью измерения, а из-за наличия преимущественно механических и электромеханических узлов, работающих в режиме непрерывного отслеживания изменений входных величин (вес, подача каната), склонно к активному износу отдельных элементов, в том числе блока вычисления величины наработки. Это ведет к изменению выходных технических параметров устройства, т.е. к выдаче неверного .результата отсчета.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения и учета работы талевого каната, содержащее датчик веса и датчик перемещения, подключенные к преобразователю аналог-число импульсов, выход которого соединен со входом счетчика импульсов. Датчик веса представляет собой электромеханический фазовращатель, угол сдвига по фазе которого преобразуется в преобразователе во временной интервал, пропорциональный. текущему значению.".

20 веса, который заполняется импульсами с частотой, соответствующей перемещению каната. Импульсы подсчитываются счетчиком (2).

Однако устройство допускает работу системы независимо от факта дости.жения или предельной наработки техресурса каната, что может приводить к аварийным ситуациям.

Цель изобретения - повышение на30 дежности устройства.

815736

Поставленная, цель достигается тем, что в устройство введены блок памяти, блок сравнения,, блок задания предельной величины наработки, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, выход счетчика импульсов череЬ блок памяти соединен со вторым входом блока сравнения.

25 Предлагаемое устройство характеризуется высокой точностью, не изменяет во времени параметры, влияющие на точностные характеристики устройства, обеспечивает оперативную

gg сигналйзацию по заданной программе, гарантирует безаварийность эксплуатации канатов талевых систем, Наличие в устройстве блока сравЗ нения и блока памяти позволяет выделить момент достижения допустимой наработки техресурса каната, заданной блоком задания, и предупредить оператора об этом событии вклю.чением блока активной сигнализации, 40 а при достижении недопустимого значения техресурса — включить блок запрета дальнейшей работы с канатом.

Формула изобретения

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из блока 1 за.дания предельной величины наработки, датчика 2 перемещения каната, соединенного с блоком 3 обработки, состоящим из последовательно соединенных преобразователя 4 аналог-число импульсов, к которому подключен датчик 5 веса, и счетчика б импульсов, выход которого соединен с входом блока 7 памяти, выход которого подключен к блоку сравнения.

Блок 1 задания служит ддя ввода хранения технологической информации о допустимом и предельном значении наработки техресурса каната. Датчик

2 перемещения представляет собой им пульсный датчик перемещения. Блок 3 обработки содержит последовательно соединенные преобразователь 4 аналог-число импульсов и счетчик б им-: пульсов и предназначен для выполнения операции умножения веса на единицу длины каната и суммирования результатов умножения.. Датчик 5 веса служит дЛя преобразования веса, приложенного к канату в пропорциональный ему электрический сигнал, Блок 7 памяти предназначен для хранения информации о суммарной наработке каната и 5 представления ее кодом. Блок 8 сравнения предназначен для сравнения кода, посгупающего от блока 7. памяти .с кодами допустимой и предельной наработки техресурса каната, хранящемуся в блоке 1 задания, и формирования сигналов к устройству сигнализации (выход 9) и испольнительному механизму -(выход 10).

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии в блок 1 задания введены значения допустимой и предельной наработки техресурса каната. В момент поступления от датчика 2 перемещения импульса, сигнализирующего о подаче каната на единицу его длины, в блоке 3 обработки на преоб разователе 4 аналог-число импульсов происходит преобразование аналогово го сигнала, поступающего от датчика 5 веса в число импульсов. Счетчик б блока .3 обработки подсчитывает это число импульсов, соответствующее наработке участка каната-единицы его длины, отсчитанной датчиком 2 перемещения. При достижении суммарной наработки, равной 0,1 ткм, информация со счетчика б переписывается в блок .7 памяти, имеющий кодовый выход.

Блок 8 сравнения при равенстве кода, поступающего от блока 7 памяти с одним из кодов допустимой или пре дельной наработки каната, поступающими от блока 1 задания формирует на выходе 9 сигнал на включение преду-. предительной сигнализации, либо на . выходе 10-сигнал на запрещение далью() нейшей работы с лебедкой (отключение привода) .

Сигнал на выходе 9 в случае продолжения работы с канатом без его перепуска или смены непрерывно подтверждает включение предупредительной сигнализации и может быть отключен только при нажатии опломбированной кнопки смена каната произведена .

Дальнейшая работа с канатом, без

его перепуска (в случае появления

20 сигнала на выходе 10 и отключения привода ледебки) возможна лишь после нажатия опломбированной кнопки аварийный режим .

Внедрение предлагаемого устройства

45 создает условия для безаварийной эксплуатации канатов талевых систем любой грузоподъемности. Положительный экономический эффект возникает, и за счет более полного испольgp зования техресурса наработки каната..

УстРойство для учета наРаботки т ехре сурс а. т але вого к ан ат а, содержащее датчик веса и датчик перемещения, по...:.люченные к преобразователю аналог-число импульсов, выход которого соединен со входом счетчика имер пульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности. устройства, в него введены блок сравнения, блок памяти и блок задания предельной величины наработки, выход которого соединен с первым

8157 36

Составитель Н. Бочарова

Техред Н. Келушак Корректор И.Макаренко

Редактор Г. Кацалап

Заказ 1039/80 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 входом блока сравнения, выход счетчика импульсов через блок памяти соединен со вторым входом блока сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Каталог Приборы срЕдства автоматизации и системы управления .

ЦИИИ ТЭИ приборостроения, т.15 58/7400.

2. Авторское свидетельство СССР

9208081, кл. G 05 В 11/26 1966 (прототип).

   

www.findpatent.ru

Отработка талевых канатов — курсовая работа

 

В класс стальных канатов 6 x 19 входят канаты из шести  стандартных прядей круглого сечения, с 16 - 26 проволоками в каждой пряди.  В класс стальных канатов 6 x 36 входят канаты из шести стандартных прядей круглого сечения, с 27 - 49 проволоками  в каждой пряди.

Хотя физические характеристики этих канатов могут  варьироваться в широких пределах, оба типа имеют одинаковый вес  на единицу длины и одинаковое минимальное разрывное усилие при  равном диаметре. В то время как  канаты класса 6 x 19 отличаются более  высокой устойчивостью к истиранию, канаты класса 6 x 36  отличаются более высокой усталостной прочностью, за счет большего числа проволок в прядях.

Процесс уплощения  позволяет получить гладкий и  очень компактный стальной канат  с большей площадью поверхности  и большей массой стали при  заданном диаметре, что увеличивает  прочность, усталостную прочность  и износостойкость.

Правильный  выбор плоскопрядных канатов  Union International, соответствующих назначению, позволяет продлить срок их эксплуатации, снизить эксплуатационные затраты и износ блоков и барабанов.

Инструкции  по навеске и эксплуатации талевого каната

НАВЕСКА

1. Для соединения  нового талевого каната со  старым талевым канатом следует  пользоваться соединительным зажимом  (захватом) с вертлюгом. Это позволит  устранить скручивание каната, которое  могло возникнуть при наматывании  на барабан и перемещении. 

2. Никогда  не приваривайте новый талевый  канат к старому талевому канату.

3. Постарайтесь  выполнить навеску нового талевого  каната в такой момент бурения,  когда есть достаточный вес,  чтобы обеспечить посадку (приработку) нового талевого каната и облегчить  намотку. 

4. Следует  снять латунные вставки на  якоре неподвижного конца талевого  каната и проверить их на  соответствие размерам и заменить  в случае износа. Канат должен  быть правильно запасован в зажим, чтобы исключить его повреждение при затягивании. Затянуть гайки на якоре неподвижного конца талевого каната согласно техническим данным изготовителя. Затяжку необходимо проверить через один-два часа работы.

5. Необходимо  обратить особое внимание на  то, чтобы предотвратить повреждения  талевого каната, такие как перегибы  и перекручивания.

 

 

ЭКСПЛУАТАЦИЯ И СПУСК  ОБСАДНЫХ ТРУБ

1. Оптимальные  параметры эксплуатации талевого  каната обеспечиваются при работе  в режиме с расчетным коэффициентом  от 5 до 7. Высокий расчетный коэффициент  (свыше 7) приводит к износу  талевого каната за счет усталостных  напряжений, поскольку наработка  не накапливается так быстро, как при более низких расчетных  коэффициентах. 

2. При спуске  тяжелых нагрузок верхний слой  талевого каната может продавить  нижние слои каната, намотанного  на барабан. Это происходит  по причине того, что блок поднимается  пустым под очень небольшой  нагрузкой, и в результате талевый  канат недостаточно плотно наматывается  на барабан. После этого на  верхний слой талевого каната  действует нагрузка, которая раздвигает  витки каната более низкого  уровня, и позволяет виткам верхнего  уровня продавливаться вниз. Эту  проблему можно частично устранить  путем использования более тяжелого  блока или установки анкерных  плит.

3. Срок службы  каната увеличивается при использовании  канатов с меньшим числом струн.  Чем меньше число струн, тем  меньшая длина каната наматывается  на барабан, и тем меньшая  длина каната подвергается воздействию  перехлестов на барабане. Кроме  того, увеличивается длина каната  для обрезки. Например, для барабана  на 7500 футов (2 286 м) каната: если  канат состоит из 12 струн, в  оснастке используется около  2200 футов (670,56 м) каната, т.е. для  обрезки остается 5300 футов (1615,44 м)  каната. При 10 струнах в оснастке  используется около 1900 футов (579,12 м) каната, т.е. для обрезки остается 5600 футов (1706,88 м) каната. Это увеличит  срок службы каната более чем  на 5%.

4. Всегда производите  обрезку исходя из общей наработки  до и после спуска обсадной  колонны. 

5. Если расчетный  коэффициент при спуске обсадной  колонны составляет около 3,0, следует  обрезать не менее 200 футов  (60,96 м) от оснастки. Следует осмотреть  оставшийся канат и, при необходимости,  обрезать его еще раз. 

6. Если расчетный  коэффициент снижен до 2,0 (минимальная  допустимая величина согласно  стандарту API), следует обрезать  не менее 600 футов (182,88 м) от  оснастки. После осмотра, при необходимости,  следует обрезать канат еще  раз. 

7. При величине  расчетного коэффициента от 2,0 до 3,0, следует обрезать от 200 футов  (60,96 м) до 600 футов (182,88 м). После  осмотра, при необходимости, следует  обрезать канат еще раз.

8. Избегайте  выполнять навеску нового талевого  каната (или ввод нового каната  в систему) непосредственно перед  спуском тяжелых обсадных труб. Новые и неиспользованные канаты  в большей степени подвержены  раздавливанию, чем бывшие в  эксплуатации канаты.

Руководство по обрезке талевого каната

Срок эксплуатации талевых канатов можно значительно  увеличить за счет соблюдения плановой программы обрезки, соответствующей  характеру выполняемых работ. Это  обеспечивает движение каната в системе, что позволяет равномерно распределить износ по всей длине каната, и  снять канат с барабана, когда  достигнут предел срока его эксплуатации. При обрезке каната со стороны  барабана, новый канат вводится в  систему со стороны неподвижного конца каната, что продлевает срок его эксплуатации. При внедрении  программы обрезки тщательно  соблюдайте приведенные ниже указания.

 

10-ЭТАПНОЕ  РУКОВОДСТВО ПО ПРОГРАММЕ ОБРЕЗКИ  ТАЛЕВОГО КАНАТА

1. При первых  нескольких обрезках обматывайте  талевый канат в точке обрезки  клейкой лентой для предотвращения  развивки.

2. При выполнении  обрезки и заправке нового  каната в оснастку необходимо  удалить всю ленту с неподвижного  конца талевого каната. Не допускается  протягивать канат через ослабленный  зажим, поскольку при этом может  произойти перекручивание каната. Зажим следует полностью демонтировать  и осмотреть. В случае износа  или повреждения заменить зажим. 

3. После выполнения  обрезки нерабочие витки должны  наматываться на барабан с  достаточным натяжением, чтобы предотвратить  раздавливание или пережимание нижнего слоя.

4. Следует  учитывать наработку за счет  трения.

5. На плавучих  и полупогружных буровых установках  с кронблочным компенсатором  качки может предусматриваться  меньшее значение наработки с  учетом дополнительных блоков  и дополнительной длины каната  на барабане.

6. Длительное  бурение в промежутке между  спускоподъемными операциями может  привести к необходимости обрезки  с целью предотвращения максимальной  допустимой наработки. 

7. Из-за дополнительной  массы, при каждой операции  на буровой установке наработка  канатов верхнего привода больше.

8. Частая обрезка  коротких кусков каната позволит  смещать точки критического износа, возникающие при интенсивных  ударных нагрузках. 

9. Обрезка  больших кусков каната необходима  в случаях, когда длина отрезаемого  каната недостаточна, чтобы удалить  все части каната, требующие удаления. Это может быть вызвано несоблюдением  заданных требований к наработке,  ошибкой в расчетах или регистрации  наработки. Повреждение каната  в любом месте также может  потребовать обрезки большого  куска.

10.  Для  предотвращения обрезки больших  кусков каната:

a. Определите оптимальную наработку  для вашего талевого каната; опыт  может указывать на то, что  эту величину необходимо изменить. После навески нового каната  важно соблюдать программу обрезки.  Первые несколько обрезок могут  показаться чрезмерными, однако  они необходимы для обеспечения  продвижения каната в системе  с необходимой скоростью. 

b. Наработка должна рассчитываться  и точно регистрироваться после  каждой операции.

c. Осматривайте оборудование, чтобы  устранять условия, сокращающие  срок его эксплуатации. Неисправности  оборудования, такие как разрушение  подшипника блока, могут приводить  к чрезмерному износу и требовать  обрезки больших кусков каната.

 

 

 

Как выявить  и устранить наиболее распространенные проблемы, связанные с канатами на промысле

БОРЬБА С ПОВРЕЖДЕНИЯМИ  СТАЛЬНОГО КАНАТА ЗА СЧЕТ РАЗДАВЛИВАНИЯ  И ТРЕНИЯ

Раздавливание.

При намотке  стального каната с пересечением предыдущего слоя каната, намотанного  на барабан, может происходить его  раздавливание, поскольку контакт  происходит только в одной точке. Это приводит к повышению давления и повреждению путем нарушения  формы сечения каната, его прядей или сердечника — или всех трех. Новые канаты, и канаты которые  не были намотаны на барабан с натяжением, более подвержены раздавливанию.

                                                       

Помимо этого, раздавливание может произойти  в точке начала нового слоя, где  канат прижимается к фланцу барабана.

Трение.

 По мере  намотки каната на барабан,  он трется о предыдущий слой  в точках перехлеста, что подвергает  стороны каната опасности повреждения  трением. Трение чаще всего  возникает, когда наматываемый  канат попадает в одну и  ту же канавку между двумя  канатами предыдущего слоя. Оно  может возникать также в случаях,  когда возникает контакт с  соседним канатом из-за неверного  угла наклона каната.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ИЗНОС КАНАТА

Степень повреждения  от трения и раздавливания зависит  от различных факторов, таких как  конструкция каната, предыдущее использование  каната, нагрузка на канат, диаметр  барабана, число слоев и шаг  канавок.

Намотка в  один слой на гладкий барабан с  большей вероятностью приведет к  более интенсивному износу каната и  барабана, чем намотка на барабан  с канавками. Барабаны с канавками  задают положение нижнего слоя каната, снижая некоторые проблемы, возникающие  при намотке.

РЕШЕНИЯ ДЛЯ ПРОМЫСЛОВ

Если возникает  проблема раздавливания талевых  канатов, одним из возможных решений  является увеличение числа струн  для снижения нагрузки на стальной канат. Это приведет к увеличению длины оснастки и может сократить  срок службы талевого каната. Если раздавливание  происходит постоянно, может помочь изменение конструкции барабана.

УРАВНОВЕШИВАЮЩАЯ НАВИВКА

Такая навивка  сокращает смещение на барабане, что  уменьшает повреждения в каждой точке перехода, по сравнению с  винтовой или параллельной намоткой. Таким образом уменьшается трение в местах схода каната, а также  биение каната. Кроме того, благодаря  расположению точек схода на расстоянии полуоборота друг от друга поддерживается равновесие барабана.

 

НЕДОСТАТОЧНОЕ НАТЯЖЕНИЕ

Недостаточное натяжение первых двух-трех слоев каната также может привести к износу каната за счет «затягивания»  следующих слоев каната. Без достаточного натяжения, витки нижних слоев могут  раздвигаться следующими витками. После  этого канат верхних слоев  оказывается зажат в нижних слоях, что может привести к деформации каната и (или) отдельных проволок.

БИЕНИЕ

Биение или  вибрация каната — это еще одна проблема, с которой можно столкнуться  при высоких скоростях подачи многослойной намотки. Биение возникает  из-за поперечного смещения или «заброса»  каната в точках пересечения.  Когда  в точке пересечения на канате образуется волна, она идет по канату и отражается от блока со скоростью, зависящей от веса и натяжения.

Чтобы свести биение к минимуму, можно установить направляющую каната между барабаном  и шкивами кронблока.

ОбеспечЕНИЕ максимальнОЙ эффективностИ эксплуатации стального каната путем регулярных проверок

Несмотря  на свою долговечность и прочность, стальные канаты постепенно изнашиваются и через какое-то время должны быть заменены. По этой причине необходимы регулярные проверки.

КАК ЧАСТО СЛЕДУЕТ ПРОВОДИТЬ  ПРОВЕРКИ

Все канаты подъемников  следует осматривать не реже одного раза в день в ходе их эксплуатации, согласно рекомендации Американского  нефтяного института (API), норматив RP54. Канаты подъемников должны проходить  тщательную проверку не реже одного раза в месяц с составлением акта проверки. Все стальные канаты, которые соответствуют  нижеприведенным критериям замены, следует немедленно заменять. Когда  есть сомнения – заменяйте. Затраты  незначительны по сравнению с  возможными последствиями разрыва  каната.

КОГДА СЛЕДУЕТ ЗАМЕНЯТЬ ДВИЖУЩИЕСЯ КАНАТЫ ПО ПРИЧИНЕ РАЗРЫВА ПРОВОЛОКИ 

Стальные  канаты, использующиеся в качестве подвижных канатов, помимо тартальных, должны заменяться, когда достигнуты следующие критерии по разрыву проволок:

> Канаты  с шестью и восемью прядями  следует заменять при наличии  шести случайным образом распределенных  разрывов проволоки в пределах  одного витка, или трех разрывов  проволоки в одной пряди в  пределах одного витка. 

> Нескручивающиеся канаты следует заменять при наличии двух случайным образом распределенных разрывов проволоки на отрезке длиной шесть диаметров каната, или четырех случайным образом распределенных разрывов проволоки на отрезке длиной 30 диаметров каната.

Тартальные канаты заменяются при наличии трех разрывов проволоки в пределах одного витка.

КРИТЕРИИ ПРОВЕРКИ КАНАТОВ  ДЛЯ БУРОВЫХ РАБОТ

referat911.ru

---

• 
  Журнал моя империя официальный сайт
• 
  Журнал диагностической работы психолога доу
• 
  Журнал боевой подготовки взвода образец
• Журнал 21 век синдром дауна
• 
  Евроопт журнал акции красная цена
• 
  Вставить лицо на обложку журнала
• 
  Вак журнал на английском языке
• 
  Должностная инструкция администратора электронного журнала
• 
  Астросовет гороскопы журнал читать онлайн
• 
  Кривой рог журнал в городе
• 2 школа электронный журнал арзгир