Tài liệu CHƯƠNG 3 CƠ CẤU NÂNG THẢ CỦA THIẾT BỊ KHOAN pdf

LINK DOWNLOAD MIỄN PHÍ TÀI LIỆU "Tài liệu CHƯƠNG 3 CƠ CẤU NÂNG THẢ CỦA THIẾT BỊ KHOAN pdf": http://123doc.vn/document/1053437-tai-lieu-chuong-3-co-cau-nang-tha-cua-thiet-bi-khoan-pdf.htm

3.2.1. Cấu tạo tháp
Trong quá trình làm việc các phần tử của tháp chịu tác động của các
tải trọng động, chúng khác nhau cả về phương, chiều, độ lớn và đặc tính tác
dụng. Để hệ số an toàn các phần tử của tháp bằng nhau thì kích thước của
chúng phải khác nhau. Để đơn giản trong chế tạo, xây lắp thì tháp phaỉ thoả
mãn các điều kiện sau :
+ 4 chân cột của tháp phải cùng tiết diện.
+ Các thanh ngang cùng 1 tiết diện.
+ Các thanh giằng cùng tiết diện.
+ Chiều cao của các tầng phải bằng nhau.
3.2.2. Các thông số kỹ thuật của tháp.
1. Chiều cao của tháp ( H ).
Là khoảng cách từ ròng rọc tĩnh tới điểm tựa của chân tháp theo
chiều thẳng đứng. H được xác định theo:
H = K
1
( L
1
+ L
cd
)
K
1
: Hệ số dự trữ nâng ( K
1
= 1,2 – 1,3 ).
L
1
: Chiều dài cơ cấu nâng ( chiều cao từ chân tháp tới mặt
bàn rôto ).
L
cd
: Chiều dài cần dựng.
Để đơn giản hơn dùng công thức, theo:
H = K
2
. L
cd
K
2
: Là hệ số phụ thuộc vào chiều dài cơ cấu nâng và chiều
cao dự trữ khi nâng ( K
2
= 1,3 – 1,5 ).
2. Sức nâng của tháp ( Q).
+ Sức nâng định mức của tháp theo:
Trong đó :
Q
đm
: Sức nâng định mức
α Là hệ số đầu nối (α = 1,05 – 1,1 ).
q : Trọng lượng 1m cần khoan ( kg/ m) .
L: Chiều dài bộ dụng cụ khoan ( m) .
γ
d
,γ
t
Trọng lượng riêng của dung dịch khoan và vật liệu chế
tạo cần khoan ( G/ cm
3
) .
+ Sức nâng tính toán :
Sức nâng tính toán được tính bằng tải trọng tác dụng lên móc nâng
trong quá trình kéo, theo:
Q
tt
= K
c
. Q
đm
K
c
: Hệ số kể đến lực cản khi nâng ( lực ma sát, lực quán tính )
Trong khoan thăm dò : K
c
= 1,5 – 2
Trong khoan sâu : K
c
= 1,25 – 1,5
)1.(
t
d
dm
LqQ




+ Sức nâng cực đại :
Sức nâng cực đại là tải trọng lớn nhất tác dụng lên tháp
khoan. Nếu bỏ qua góc lệch giữa các nhánh cáp với phương thẳng đứng,
theo:
Q
o
= Q
tt
+ P
t
+ P
c
Trong đó :
P
t
: Sức căng của nhánh cáp đi vào tời
P
c
: Sức căng của nhánh cáp chết
Nếu coi sức căng của các nhánh cáp bằng nhau thì:
P
1
= P
2
= P
3
= … = P
t
= P
c
=
P
1
,P
2
,P
3
,… : Sức căng của nhánh cáp đi vào tời
m : Số nhánh cáp động
Thay vào, ta có :
Q
o
= Q
tt
( 1 +γ
d
/γ
t
)
i : Hệ số phụ thuộc vào cách mắc
Có đầu cáp chết : i = 2
Không
có
đầu
cáp
chết
:
i
=
1
Kích thước khung nền và khung đỉnh phụ thuộc vào các yếu tố sau :
+ Việc bố trí thiết bị khoan
+ Việc bố trí hệ ròng rọc tĩnh
+ Sự an toàn trong quá trình làm việc
+ Phụ thuộc vào hình dáng tối ưu để đảm bảo độ bền và độ
ổn định của tháp khoan.
Khi thiết kế tháp khoan, phải làm sao cho Q
tt
đạt giá trị min.
- Khả năng chứa cần dựng của tháp ( S ):
S = K .n . f ( m
2
)
Trong đó :
S : Khả năng chứa cần dựng của tháp ( m
2
)
K : Hệ số phụ thuộc vào khoảng hở giữa các cần dựng
n : Số cần dựng
f : Diện tích chiếm chỗ của một cần dựng ( m
2
)
* Các tải trọng tác dụng lên tháp
Trong quá trình làm việc, các thành phần tải trọng tác dụng lên tháp
rất đa dạng gây nên sự mất ổn định chung của tháp. Các thành phần tải
trọng tác dụng theo nhiều phương khác nhau, tuy nhiên có thể quy về hai
nhóm chính đó là tải trọng tác dụng theo phương đứng và tải trọng tác dụng
theo phương ngang.
Tải trọng tác dụng theo phương đứng bao gồm :
- Trọng lượng bộ khoan cụ trên móc nâng.
- Trọng lượng bản thân của tháp.
- Thành phần thẳng đứng của sức căng trong nhánh cáp cuốn tời và
trọng lượng bộ cần dựng trong tháp.
Thành phần tải trọng ngang.
- Sức đẩy của gió tác dụng lên tháp.
- Tải trọng gió tác dụng lên bộ cần dựng để trong tháp ( nếu có ).
- Thành phần nằm ngang của sức căng trong nhánh cáp cuốn vào tời
và thành phần nằm ngang do bộ cần dựng trong tháp.
3.3. Hệ ròng rọc động – tĩnh
Khi trọng lượng của bộ dụng cụ khoan tăng đến một giá trị nào đó
thì sức nâng của tời không đủ để nâng thả trực tiếp bộ dụng cụ khoan. Khi
đó ta cần sử dụng hệ ròng rọc (lợi về lực nhưng thiệt về đường đi).
Mục đích là biến chuyển động quay của tời thành chuyển động lên
xuống của vật nâng hạ toàn bộ tải trọng của bộ dụng cụ, biến chuyển động
ma sát trượt thành ma sát lăn, chịu tác dụng của lực đột ngột, giảm tải trọng
cho sợi cáp, vì vậy nó cho phép tăng sức kéo của tời tùy theo số nhánh cáp.
Tuỳ theo tải trọng và số nhánh dây cáp, hệ thống ròng rọc được chia
ra nhiều cỡ. Với tải trọng từ 50 đến 75 tấn, dùng hệ ròng rọc 2x3 hoặc 3x4
con lăn; tải trọng từ 100 đến 300 tấn, dùng hệ ròng rọc 4x5, 5x6 hoặc 6x7
con lăn, (trong ký hiệu này, số thứ nhất chỉ số con lăn của hệ ròng rọc động,
số thứ hai chỉ số con lăn của hệ ròng rọc tĩnh).
Sơ đồ cấu tạo hệ ròng
rọc
1: Cáp khoan
2: Ròng rọc động
3: Neo cáp cố định
4: Kẹp
5: Cuộn dây dự trữ
6: Tời khoan
7: Ròng rọc tĩnh
- Ròng rọc tĩnh: Là những ròng rọc mà trong suốt quá trình làm việc
chỉ thực hiện một chuyển động quay quanh trục bản thân hoặc đứng yên.
- Ròng rọc động: Là những ròng rọc trong quá trình làm việc thì nó
tham gia đồng thời hai chuyển động: chuyển động quay quanh trục bản thân
và chuyển động tịnh tiến lên xuống.
Ròng rọc tĩnh Ròng rọc động
Ròng rọc trên Jack up TD 03