МОДЕРНИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ РАЗРЕЗНОГО ТРУБНОГО ГИДРАВЛИЧЕСКОГО КЛЮЧА FARR KT5500

В настоящие время все стадии работ в различных областях промышленности приводят к автоматизированным процессам или максимальному сокращению времени работ. Различное оборудование усовершенствуется для облегчения проведения работ и- или сокращения времени. Необходимость в быстром монтаже и демонтаже буровых штанг, а также в оперативной замене рабочего инструмента в процессе горизонтально направленного бурения требует оборудования, отвечающего всем требованиям по надежности, точности. Таким оборудованием являются гидроключи различных фирм производителей.

Спускоподъемные операции занимают 30-35% от всего времени строительства нефтяных и газовых скважин, в связи с этим оптимизация процесса свинчивания – развинчивания обсадных и бурильных труб является одним из главных факторов повышения эффективности бурения. Актуальность темы заключается в модификации гидроключей с целью оптимизации скорости проведения буровых работ.

Практическая значимость данной работы обусловлена более продуктивной эксплуатации скважин посредством модернизированного гидроключа FARR KT5500, чем эффективнее комплекс мероприятий, тем более производительной и менее затратной становится добыча, а также уменьшается межремонтный период на месторождении.

Объект расчета – кинематическая цепочка привода гидроключа.

Рисунок 1. Расстановка сил, действующих на тела

𝐹ext – сила, действующая на тело 𝑚1;

h1,h2,h3,h4,h5 - коэффициенты демпфирования;

с1,c2,c3,c4,c5 – жесткость пружин;

m1,m2,m3,m4 – масса шестерен.

Моделирование четырёхмассовой системы в среде Simulink:

Рисунок 2. Графическая модель конструкции в среде Simulink

Выводы по разделу:

1. В результате расчета были получены картины распределения напряжений по всем зубчатым колесам. Напряжения находятся в пределах нормы, коэффициент запаса прочности достаточен.

2. Для увеличения максимальных крутящих моментов на основном зубчатом венце и снижения напряжений на зубчатых парах возможно использование промежуточной зубчатой передачи в месте появления максимальных напряжений.

3. Согласно анализу данных, смещение всей системы очень мало, а вибрация затухает в течение 3.5 секунд. Система зубчатых колес выдерживает прилагаемые нагрузки.