Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Определение рабочих нагрузок в элементах механизма подъема буровых установок Гинько, Виктор Иванович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Гинько, Виктор Иванович. Определение рабочих нагрузок в элементах механизма подъема буровых установок : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 01.02.06 / Львов. политехн. ин-т им. Ленинского комсомола.- Львов, 1988.- 18 с.: ил. РГБ ОД, 9 88-10/1517-0

Введение к работе

Актуальность темы. В "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986-1990 годы и на период до 2000 года" предусматривается ускоренное развитие нефтедобывающей промышленности с целью доведения к концу двенадцатой пятилетки общего уровня добыча нефти, включая газовый конденсат, до 835-850 млн.тонн и газа - до 630-640 ылрд.м3. Достижение поставленных задач может быть осуществление при условии модернизации существующего и проектировании нового бурового оборудования с более высокими технико-экономическими показателями. Обеспечить данный рост добычи углеводородного топлива можно' также путем улучшения технологических режимов работы всех элементов буровой установка.*

Надежность работы буровой установка в основной определяется механизмом подъема, при помощи которого осуществляются все технологические операции, производимые в процессе проводки скважин. Свыше 40- времени, затрачиваемого при бурении скважин, идет на спуско-подъемяне операции (СПО), поэтому увеличение производителыеости, надежности и долговечности элементов механизма подъема при эксплуатационных режимах является задачей важной и актуальной.

Большая часть времени работы бурового оборудования приходится на переходные процессы, поэтому определение дополнительных динамических нагрузок в элементах механизма подъема является первостепенной задачей.

До настоящего времени исследователями рассматривались отдельные части механизма подъема без органической связи всех его элементов друг с другом, не учитывались реальные характеристики приводных двигателей, изменение расчетных взличин в процессе работы. Проводимые динамические исследования осуществлялась на основе упрощенных дискретных моделей, в основном, в линейной постановке.

Так как механизм подъема буровой установки представляет собой многомассовую (30...50 масс) разветвленную кинематическую цепь, то яссле- . довать такую систему довольно сложно. В связи с этим в данной диссертационной работе, для удобства исследования, предлагается весь механизм подъема рассматривать в виде последовательно соединенных элементов: привода, трансмиссии, лебедки, талевой системы и колонны бурильных труб (КБТ), находящихся в функциональной зависимости. Рассматривая лодъекный механизм буровой установки, как систему связанных между собой элементов, можно установить взаимовлияние агрегатов системы на работу всего механизма в целом.

Цель работы. Для более точного нахождения исходных параметров предлагаются методы определения деформаций, частот и усилий в элементах ма-

ханнзыа подъема на основании анализа динамических явлений, возникающих в элементах установок глубокого и сверхглубокого бурения с учетом реальных характеристик привода, вариантов раздельной и совместной работы приводных силовых агрегатов, изменения длины, радиуса пвивки каната на барабан и момента инерции барабана. Даются рекомендации по выбору расчетных схем и получению аналитических зависимостей для определения динамических параметров системы и совершенствованию инженерного расчета элементов' механизма подъема буровой установки.

Общая методика исследований. Рассмотрены кинематические схемы элементов механизма подъема буровых установок для обоснованного выбора расчетных динамических моделей; предложены (см.рис.1 и 2) эквивалентные динамические модели привода (I),трансмиссии (2).буровой лебедки (3), талевой системы (4) и КБТ (5),позволившие провести исследование нагрухеющ элементов механизма подъема при различных эксплуатационных режимах работы и вариантах включения приводных двигателей;при определении деформаций, частот и усилий в деталях механизма подъема учитывались переменные значения расчетных величин (длины.массы.жесткости и радиуса навивки тяговых канатов, момента инерции барабана); процесс пуска приводных силовых агрегатов рассматривался с учетом реальных характеристик двигателей.

Исходя из вышеизложенного, можно отметить, что решение задач по определению динамических характеристик элементов механизма подъема возможно только при использовании методов линейной и нелинейной механики с применением методов Фурье,Крылова-Боголюбова-Митропольского, Венцеля-Крамерса-Брюллэна и др^Экспериментальные исследования выполнены на действующей буровой установке скважины разведочного бурения "Ролив-1".

Научная новизна. В выполненной работе подучены следующие результаты: проведен анализ кинематических схем элементов механизма подъема; предлоязш динамические модели для исследования работы механизма подъема при эксплуатационных режимах; исследованы динамические явления в грузо-несущих канатах с учетом изменения их длины, жесткости и массы; исследована работа механизма подъема буровых установок при различных эксплуатационных режимах; разработаны программы для определения' на ЗВМ величин движущих моментов, деформаций, частот и усилий во всех звеньях применяемых типов приводов, трансмиссий и буровых лебедок.

Практическая пенность. Предложенная методика определения нагрузок в элементах механизма подъема, с учетом реальных характеристик привода, изменения длины, жесткости и массы грузонесущих канатов, позволяет повысить точность вычисления динамических усилий, деформаций и частот при работе мех? лзма подъема. В такой постановке динамические исследования

механизма подъема ранее не ставились. Полученные аналитические завися-мости и программы для вычисления рабочих нагрузок в элементах привода, трансмиссии,буровой лебедки,талевой системы и КЕС используются в инженерной практике на производстве,а также при проектирования и модернизации бурового оборудования установок глубокого и сверхглубокого буреная.

Реализация результатов. Внедрение з производственно-геологическом объединении (ПГО) "Запукргеология" методики по определению рабочих нагрузок в элементах механизма подъема буровых установок позволило, путем увеличения скорости, уменьшить время на СПО и за счет этого получить по объединению экономический эффект в размере 35 тысяч рублей в год.-

Адтюбаыия таботы. Основные положения работы доложены на Меадуна-' родной научно-технической конференции "Автоматизация производственных процессов"(Львов,1976 г.); Всесоюзном совещании по методам расчета механизмов машин-автоматов (Львов,1976 г.); Ш Всесоюзной научно-технической конференции на Уралмашзаводе "Вопросы проектирования, эксплуатации бурового оборудования и-повышение его надежности" (Свердловск, 1981 г.); ХШУ-Х1У научно-технических конференциях (1977-1988 гг.) и научном семинаре кафедры "Детали машин" (1988 г.) Львовского ордена Ленина политехнического института им.Ленянского комсомола.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано
15 научных работ.

Объем таботы. Диссертационная работа состоит из введения, шестя разделов, выводов, списка литературы (171 наименование) и пралоаания. Основной текст изложен на 166 страницах (без списка литературы и приложения) и содержит 37 рисунков и 38 таблиц. Общий объем работы со списком литературы и приложением составляет 240 страниц.

На защиту выносятся следующие положения: динамические модели приводов, трансмиссий и жбедок различных механизмов подъема, позволяющие учесть при исследовании переменные расчетные величины и эксплуатационные режимы работы буровых установок; теоретические и экспериментальные исследования по определению рабочих нагрузок в элементах механизма подъема с учетом раздельной или совместной работы приводных силовых агрегатов; результаты исследований динамических явлений в звеньях механизма подъема, дающие возможность модернизировать существующие я проектировать новое буровое оборудование.

Во введении обоснована актуальность я определена цель работы,дана научная и практическая необходимость проводимых исследований, сфорцу-

лированы основные принципы исследования'. .

В петзвом тазделе выполнен анализ современного состояния исследований динамических явлений в механизме подъема буровых установок.

Изучению динамических процессов в механизме подъема посвящены работы Р.А.Баграмова, П.В.Балицкого, Г.Н.Беркица, В.Л.Вейца, С.И.Ефим-ченко, А.Л.Ильского, Я.Б.Кадымова, С.Г.Калинина, К.Н.Кулизаде, Б.И.Мо-цохейна, С.А.Раджабова и других. При проведении исследований авторы, как правило, не учитывали влияние реальных внешних характеристик привода на динамику процесса подъема.

В работах А.М.Ашавского, В.Л.Вейца, В.Г.Гришина, А.А.Саидова, А.Е.Кочуры, И.А.Курзеля, В.Н.Марченко, И.П.Могильницкого, Р.Э.Пина, А.0.Сотникова,.Е.В.Харченко и других рассмотрены вопросы, связанные с исследованием динамических процессов, происходящих в приводе механизма, подъема. В этих работах исследовался только определенный тип привода, но рассмотрены вопросы раздельной и совместной эксплуатации приводных силовых агрегатов, нет обобщающих результатов по всем типам приводов.

При исследовании динамических явлений, происходящих в буровых лебедках Ю.М.Андрушевич, Л.НДирова, Е.А.Ильин, С.А.Раджабов, Л.Г.Шраго и другие решали вопросы выбора расчетных схем, определения динамических характеристик системы^увеличения производительности. Все эти исследования проводились для определенного типа буровой лебедки.Исследование различных типов лебедок такке представляет интерес, так как их работа влияет на эксплуатационные характеристики талевой системы и КБТ.

Колебательные процессы, происходящие в ветвях талевой системы,распределение нагрузки по каждой струне каната рассматривались в работах Р.А.Баграмова, Г.Н.Беркеца, С.И.Ефимченко, Б.И.Мельниче»нко, Н.Мумино-ва, В.Н.Радченко и других. При проведении данных исследований не были учтены изменения длины, радиуса навивки и физическая нелинейность материала каната.

В работах С.Г.Калинина, Б.М.Плща, П.П.Румянцева, Г.М.Шахмалиева и В.Г.Юртаева рассмотрены динамические явления, происходящие в КБТ при СПО. При определении расчетных величин не учитывались реальные характеристики приводных двигателей, диссипация энергии колебаний, а-решение задач приведено в линейной постановке.

Проведенный обзор работ по динамике буровых установок показывает, что авторами рассматривались вопросы динамики подъемной системы, с учетом определенного типа привода и буровой лебедки, изменения пускового момента, различных режимов работы КБТ, процессов, происходящих в шинно-пневматических муфтах и т.д. При этом были получены усилия и частоты

колебаний в ветвях тяговій канатов и поперечных' сечениях КЕГ, значения резонансных глубин бурения, скоростей подъема и т.п.

Несмотря на столь большой объем работ по динамике буровых установок, вопросы определения нагрузок в элементах механизма подъема установок глубокого и сверхглубокого бурения изучены недостаточно. Нет работ, давдих обобщенней результат по всей применяемым приводам, трансмиссиям, буровым лебедкам и талевым системам. Не учитывалось влияние изменения длины, радиуса навивки каната на барабан,.момента инерции барабана на динамику подъемного механизма в целой и определении динадатэ-ских характеристик системы. При исследовании динамических процессов в работах не отражено влияние фонических параметров различных типов привода буровых установок. Не рассмотрена.взаимосвязь'и взаимовлияние эла-аентов всей кинематической цепи механизма подъема: привода-траношсснн -буровой лебедки-талевой системы-КЕГ.

В связи с этим, представляется актуальным, на основе анализа Кинематических схем механизмов подъема буровой установки, составить эквивалентные данамические модели для математического моделирования динакзча-сках процессов при исследовании работы элементов механизма подъема на различных эксплуатационных рекимах буровых установок глубокого и сверхглубокого бурения. При этом, для повышения точности определения динамических характеристик системы, необходимо учитывать реальные параметры привода, изменение расчетных величин'(длины, массы и радиуса навивна каната на барабан, момента инерции барабана) в процессе работы. Получить аналитические зависимости, определяющие усилия, деформации и частоты в механизме подъема, необходимые для совершенствования инженерши лзтодов расчета буровых установок. Предложить оптимальные режимы в эко-Елуатация, рациональные варианты совместной или раздельной работы пря- ' водных двигателей для повышения долговечности, увеличения производитель» нести в процессе работы. Поэтому в данной работе предлагаются слэдукЗ9 пути исследования: анализ кинематических схем механизмов подъема буровых установок; составление динамических схем для математического коде-ларования условий работы элементов механизма подъема при зкспдуатаЕ0&-пнх режимах; исследование динамических процессов в грузонесущзх канв-?ах, с учетом изменения их длины, жесткости а массы; установление сиа^-тра скоростей подъема КБТ для различных типов буровых лебедок; получэ-кае аналитических зависимостей для определения частот основного тона колебаний, усилий в элементах механизма подъема ярн различных екешуа-тационных режимах работы; проведение математического модедкроваппя ого« бодных я вынужденных колебаний КВТ, с учетом влияния сопротгахввзя э%-трубного пространства; разработка комплекса программ дая.нЕЕ8Нвр2Шг0

расчета по определению нагрузок в элементах механизма подъема при различных режимах работы буровых установок.

Допущеная в работе, в основном, являются обними при рассмотрении динамических явлений в элементах механизма подъема и приняты следупци-ш: зубчатые колеса коробки передач абсолютно жестки; валы, соединяющие зубчатые колеса, имеют конечные значения Еесткостей и учитываются в расчетах; линейная зависимость мезду усилиями и деформациями; дефор-иайди не превышают пределов упругости; приводные двигатели при совмес-ной работе вращаются синхронно, имея одну и ту ке угловую скорость; зазоры в кинематических парах не учитываются; навивка витков каната на барабан осуществляется без зазоров; проскальзывание каната по ободу барабана отсутствует; ось бурильной колонны вертикальна.

Во втором разладе, на основания анализа кинематических схем дизельного, дЕзель-пщраьлического (с силовыми агрегатами СА-6, СА-10, СА-ІДДГ-І0О0) s елэктрического (переменного и постоянного токов) приводов установок глубокого и сверхглубокого'бурения, составлены эквивалентные динамические и математические модели приводов и трансмиссий при различиях вариантах раздельной и совместной работы приводных силовых агрегатов, максимальное количество которых равно 'четырем.

На ркс.1, в качестве примера, представлена динамическая модель ди-вздь-тидравлического привода с трансмиссией буровой установка Уралиаа 2С0ДГ-ІУ с іремя силовыми агрегатами СА-ІАДГ-ІО0О. На рисунке штряхпунк-тярэнш линиями выделены элементы привода.(I) к трансмиссии (2). На рісунке ш в уравнениях введены следующие обозначения: Tr ,Tj , Гд - вра-пакцае моменты приводных силовых агрегатов; Д^, Зд. , Js - моменты внер-щя читателей и вращающихся с ним масс; Зщ Згма- моменты инерции муфт Ш?ОО.йШ700; 33q ,3^ ~ моменты инерции зубчатых эвездочек с числом эубьов 30 и 49; Сщ ,Сщ ,-Скз»Сю - жесткости карданных валов; Сй ,Cai , Сгу С}|,, Сед Cgg - жесткости цепных передач, соединяющие валы суммиру-кюго редуктора: первого а нулевого ( ид),второго и первого (Cjj) и т.д.; &0> « »^И ^J2 Ли , Су , Си , Сік . Cst ,Cjj - жесткости участков валов сушярувдаго редуктора; ^и Акг ^кз '^w » -и » '»' » '« »% »^22« \з» *м » ^м ^» » »% . %5 І*і ^а ' ^!5 " соответственно коэффициенты дассипации валов (карданных и редуктора) и цепных передач; Vt, W№« ,% ,%>%,%.%, .Ч'яЛи.'йиЛиЛя ,%z,%s>%, - угловые перемещения масс привода, муфт, зубчатых колес и т.д.

Для определения вращающих моментов, в функции времени, приводных силовых агрегатов, деформаций, частот, усилий и коэффициентов динамичности в любом звене привода и трансмиссии составлены уравнения движения'

вращающихся масс данного привода при совместкой работе всех силовых агрегатов:

WWV^C«(VP«H« і (з)

^У«ИйййУУФа^иК

"CM(v^=0; (5)

Wi*WW«JWC>« %^ Ал)=о і (?)

W VV%Mo(*« <У+C«(V^W^OI)=0; (в)

-Wv**)"^ (II)

^^^^--%^^^)-^^^)^} (із)

^V^ft«-^^"^Ws)"GA"^0 -, (и)

*A*W*«*«)-^l*a^C^^Wv4^0j ^5)

4A4fe_^^i'^CM(v^'C^f^-0 , . (к)

-Ce(vvB)*0i .,. (")

^Ла(*Л^М«)"РвМяКА-^0} 48)

*АЧб(^вК*М«0*0- (i9)

Так как аналитическое решение системы уравнений (I ... 19) не представляется возможным, то разработана программа для ЭВМ на алгоритмическом языке Фортран-1У. По этой программе, не только для рассматриваемого, а для любого типа привода и возможных вариантов работы силовых агрегатов получены расчетные значения динамических параметров модели, В табл. I, в качестве примера, из всех расчетных величин приведены значения только коэффициента динамичности К g , показывающего характер динамических явлений в системе, и избыточного момента ТшБ в упругом звене муфты, соединяющей привод и трансмиссию с буковой лебедкой, для всех возможных вариантов раздельной и совместной работы приводных силовых агрегатов, где цифрами обозначены: 1,2,3 - раздельная работа I, П и Ш агрегатов.} 4,5,6 - совместная работа двух агрегатов (I и П, I и Ш, П и Ш); 7 - совместная работа всех трех агрегатов.

Таблица I Значения Kg и TUJ5 в упругом элементе муфты 2МП70О силового агрегата СА-ІАДГ-ІООО

Анализируя работу привода и трансмиссии различных типов буровых установок, на основании полученных результатов решения уравнений двнхє-ния соответствующих приводов, можно сделать вывод, что деформации и усилия в звеньях кинематической цепи механизма подъема возрастают с удалением от привода, а динамическая составляющая силы и коэффициент динамичности падают.

В третьем тазделе рассмотрены динамические модели буровых лебедок У2-5-5, ЛБУ-ПОО, ЛБУ-І700, ЛБУ-3000, применяемые в установках глубокого и сверхглубокого бурения, позволяющие учитывать изменение радиуса нз-еявки к?ната на барабан и момент инерция барабана. При исследовании ди~ накических явлений в буровой лебедке рассмотрены два режима работы: СПО и бурение. На рис.2 показана динамическая модель буровой лебедки У2-5-5. На рисунке штрихгунктирными линиями выделены элементы лебедки (3), талевой системы (4) и КБГ (5). На рисунке и в уравнениях приняты слздугаяие обозначения:Тг - тормозной момент, создаваемый тормозным устройством; 1^- момент сопротивления, приложенный к барабану лебедки; J<9 ,J„. , Js3 , 3,.,3ц,г- моменты инерции зубчатых звездочек цепных передач (якдекс означает число зубьев звездочки; Ї - сменные зубчатые звездочки шпкой передачи ротора); Лкв , Зт , 3Р , Лгм< , 3JMj - соответственно моменты инерции катушечного вала, тормоза, ротора, муфт 2Ш500 и 2ШІО70; 3Si , j^ , 0S}- моменты инерции зучатых колес, соединяших карданный вал KBI с коробкой передач; %{І) - переменный во времени момент инарции Сарэбана; С<5, С16 , С^ - жесткости цепных передач буровой лебедки (индекс указн-вает мечду какими валами лебедки установлены цепные передача); CKi, С<( , С, С3( , Сщ - жесткости участков валов трансмиссии лебедки; ^ад, ^fl , "^ ^« » ^ ^я ^м ^« ~ соответствующе коэффициенты диссапацЕи участков валов и цепных передач; 1,(І),1г - длина каната к КЕТ; «14Ш , ЯЬМ, ,Мг - соответствующие масса каната, КБГ, талевой системы я утяжеленного низа КБТ; f „в, ^т, % ,

^5i > ^61 ~ угловые пєремещешія масс катушечного вала, тормоза, ротора и т.д.

Так как при СПО или бурении работа механизма подъема может осуществляться нь одной кз пяти скоростей коробки передач, то число масс, участвуондах б передачи силового потока, будет различньш. Поэтому движение системы вращающихся масс записывается отдельно на каждой скорости, о ь качестве примера, при работе на У скорости, уравнения движения масс имеют следующий вид:

*» V^"*«VCe(v

^(aQ+ja+jM2)Hw(v^)-^jlf,r^-^(lf6r^)tc^4'<f4'5)-

\\%№^УЧ^№*А^-Ц%{Ь>0). (22)

УмІм№СЛ"0 = О і (23)

^sftH^VrC^V1^)* 4S JB(t)a-Tc '. (24)

Аналитически репшть систему (20) ... (24) не представляется воз-мсешм, поэтому разработана Фортран-программа для вычислений перэмеаэ-. най, частот, усилий и коэффидаентов динамичности в звеньях кинематической цепи буровой лебедки при различных вариантах раздельной я совместной работы приводных агрэгатов, а также на различных скоростях вращения подъемного вала. В табл. 2 и 3 сведены значения коэффициентов динамичности, полученных для подъемного вала лебедка У2-5-5 бурових установок с дизельным и электрическим переменного тока приводами.

Таблица 2 Значеная К з для подъемного вала лебедка У2-5-5 буровой установка Уралмат ЗД-76 с дизельным приводом

Таблица 3 Значения Kg для подъемного вала лэбедкя У2-5-5 буровой установка Уралмал 43-76 с электроприводом переменного тока

В работе приведены расчетные динамические параметры для всех ти-ов лебедок буровых установок глубокого и сверхглубокого бурения. В за-аочение можно отметать, что коэффициент динамичности Kg увветчиваоїся ростом скорости подъемного вала, уменьшается пра под>?.«е на I скорое-г (кроме электропривода переменного тока) и с увеличением числа cos-

шсгно работающих приводных двигателей. Регулируется в широких пределах (обратнояролорда овально времени подъема КБГ) для электропривода постоянного тока.

В четвертом разделе рассмотрены динамические явления, возникающие в грузонесущем канате талевой системы и КВТ (рис.2) с учетом'изменения длины каната и сопротивления внешней среды в затрубном пространстве. Уравнения движения каната и K5I представлены в виде.

йаа22йшв, (26)

где: U, и Цг - продольные перемещения поперечных сечений каната и КБГ; CL,,Q.j,- скороста распространения упругих волн деформаций в канате и КВТ.; tfg- линейная скорость навивки каната на барабан лебедки; {J ,g0 -граватакаонше постоянные при движении в воздухе и в жидкости; ^ - сопротивление движению КБТ в затрубном пространстве.

Решение уравнений (25) к (26) производилось методами Боголюбова-їйтропольского, Фурье, с применением "канатных функций", введенных Г.Н.Саваным. При решении получены значения собственных частот колеба-шй, деформаций, усилий в канате и КБТ, критические скорости навивки каната на барабан. Показано, что с увеличением длины каната и массы поднимаемого груза, частота основного тона колебаний уменьшается. Сравнивая рабочие скорости подъема с критическими, можно рекомендовать увеличение скорости подъема на I...2 м/с при массе поднимаемого груза до 10 кг и уменьшение - при больших массах.

Пятый раздел, посвящен определению нагрузок в элементах механизма подъема при эксплуатационных режимах. Так как один и тот же привод рассматривается при режиме СПО и при режиме бурения, то целесообразно исследовать режим пуска механизма подъема. Максимальное число приводных силовых агрегатов в механизме подъема равно четырем (буровые установка Уралмаш 4000ДТУ и Уралмаш 5000ДІУ) .поэтому для данных буровых установок расчетная динамическая модель будет наиболее общей. В частном случае mosho получить расчетные динашческие модели для других буровых установок, в которых используется I...3 силовых агрегата. В работе получено аналитическое решение для определения дефорлаций, усилий и частот ops дуске сднопряводного силового агрегата (буровые установки Уралмаш 40000У а Уралааи 50003У), расчетная динамическая модель которого показана на рас.З. На рисунке приняты следующие обозначения: ^ , 3Z , О3 -соответственно моменты инерции двигателя, трансмиссии, вращающихся час-

Рис. S

тей муфты, приведенные к подъемному вачу лебедки; CJ2 , С23 , С3 - приведенные жесткости валов соответственно между приводом и трансмиссией, трансмиссией и муфтой, приводом и подъемным валом лебедки; У , f, , V» -угловые перемещения вращающихся масс. Уравнения движения вращающихся масс составляются с использованием уравнений Лагранжа П рода и имеют такой же вид как и в разделах 2 и 3. Деформации в упругих звеньях определяются следующими зависимостями:

г A,sink(t+bfioskjt+$tsink2t +C,cosk2t +Ц+% /Сй Ц4 J2b (27) 5,=A2sink<t+B2cosk,t+D2sinkat+C2cosk2t+33Т№иО№з) > ^

40,i(t)jh)X^tknJUri)undt, (29)

где: А,, 8< , С, , D, , А2 . Вг . С2 .Hj - коэффициенты, определяемые из начальных условий; k<2 ~ значе6 собственных частот; jilt) - переменная собственная частота; (щ- угловая скорость ведущей и ведомой полумуфт в момент сцепления; 6{t) - коэффициент; Si ,0^ , Ь3 - деформации соответствующих упругих звеньев. Найденные деформации позволяют определить усилия в упругих звеньях механизма подъема.

При бурении, в расчетной схеме на рйс.З, добавляется распределенная масса КБТ, соединенная упругой связью с барабаном. Это позволяет, наряду с элементами привода и трансмиссии, дополнительно определять дерорма- -ции, усилия и частоты в поперечных сечениях КВТ.

В шестом разделе проведено сравнение теоретических и зкспериментатъ-ных исследований. Экспермент проводился на действующей буровой установке сквачины разведочного бурения "Ролив-1", Стрийской НГРЬ НТО "Запукр-геология". В процессе эксперимента определялись частоты колебаний и усилия в грузонесущем канате и верхнем сечении КБТ при проведении спуско-псдъемных операций и бурении. Измерения провозились при помощи высоко-

чувствительных полупроводниковых нитевидных датчиков наклеенных на специальное измерительное "устройство.

Эксперимент дал хорошее совпадение величин, полученных расчетным и экспериментальным путем; так как погрешности вполне допустимые, то это подтверздает правильность всех теоретических предпосылок.

Похожие диссертации на Определение рабочих нагрузок в элементах механизма подъема буровых установок