Введение
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 11
1.1 Общие сведения о СВП 11
1.2 Конструкция СВП 13
1.3 Обзор моделей и производителей 15
1.3.1 Зарубежные производители СВП 15
1.3.2 Отечественный рынок систем верхнего привода 19
1.3.3 Анализ моделей СВП по грузоподъемности 23
1.4 Особенности приводов, применяемых в СВП 26
1.5 Вывод по литературному обзору 28
2 ПАТЕНТНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБЗОР 30
2.1 Патент РФ 2027846. Вертлюг с верхним приводом 30
2.2 Патент РФ 2418936. Верхний привод и способ бурения с использованием его 34
2.3 Патент РФ 2466316. Привод 39
2.4 Патент РФ 2506685. Преобразователь энергии на базе планетарного
циклоидального редуктора - ПЭ ПЦР 42
2.5 Патент РФ 2300032. Планетарный фрикционный вариатор 44
2.6 Патент РФ 2374528. Вариатор планетарный 51
3 ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ 54
3.1 Требования к материалам и узлам проектируемого привода 54
3.2 Описание конструкции предлагаемого привода 55
3.3 Принцип работы проектируемого привода 58
4 РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ 60
4.1 Определение параметров электродвигателя и кинематический расчет привода 60
4.1.1 Расчет 1-ой цилиндрической прямозубой передачи редуктора 61
4.1.2 Выбор материалов и термической обработки зубчатых колес 62
4.1.3 Определение допускаемых контактных напряжений 63
4.1.4 Определение допускаемых напряжений изгиба 65
4.1.5 Определение межосевого расстояния 67
4.1.6 Определение модуля передачи 68
4.1.7 Определение суммарного числа зубьев шестерни и колеса 69
4.1.8 Определение числа зубьев шестерни и колеса 69
4.1.9 Уточнение передаточного числа 70
4.1.10 Уточнение межосевого расстояния 70
4.1.11 Определение размеров зубчатых колес 71
4.1.12 Размеры заготовок 72
4.1.13 Определение усилий в зацеплении 73
4.1.14 Проверочный расчет передачи на контактную прочность 74
4.1.15 Проверочный расчет передачи на выносливость при изгибе 78
4.2 Расчет 2-ой планетарной передачи редуктора 81
4.2.1 Кинематический расчет 82
4.2.2 Силовой расчет 85
4.3 Расчет 3-ей эксцентриковой передачи редуктора 87
4.4 Выбор электродвигателя 90
5 УТОЧНЁННАЯ КОМПОНОВКА ПРИВОДА 93
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 95
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 97


Купить

История добычи нефти в России насчитывает не одно столетие. Начало освоения этой отрасли было положено в 1745 году постройкой в районе Ухты первого в нашей стране и одного из первых в мире нефтеперегонных заводов. Стоит заметить, что в это время нефть как сырьё была ещё недостаточно востребована и применялась скорее в лечебных и прочих целях, не требующих больших её объёмов. Однако, по мере развития прогресса потребность в недорогом высокоэффективном сырье всё более возрастала, а после изобретения в 1853 году керосиновой лампы, усилилась многократно.
В последующие годы динамика развития отрасли не снижалась. Способствовало этому и приобретение Россией территорий в районе Баку, богатых месторождениями лёгкой нефти, и изобретение и повсеместное внедрение двигателей внутреннего сгорания.
На сегодняшний день Россия прочно занимает лидирующие позиции как по запасам, так и по объёмам добычи нефти в год, а налоговые отчисления от добычи и реализации углеводородов являются основной статьёй пополнения бюджета, составляя около 50% всех совокупных доходов [5]. В условиях, когда благополучие и экономическая безопасность страны напрямую зависят от эффективности одной единственной отрасли, минерально-сырьевой сектор экономики (а прежде всего - нефтегазовая промышленность) перестаёт быть «простым» в технологическом отношении. Темпы развития и рентабельность нефтедобычи определяются, в первую очередь, достигнутым технологическим уровнем и внедряемыми научно-техническими новшествами, именно от них непосредственно зависят рациональность разработки месторождений, издержки в добыче нефти, а также другие факторы долгосрочной рентабельности.
Добыча сырьевых ресурсов ведется с использованием постоянно усложняющихся технологий, в создание которых вкладываются многие миллиарды долларов и над которыми работают интеллектуальные силы многих стран мира. Поэтому можно с полной уверенностью утверждать, что с каждым годом нефть, газ и другие сырьевые продукты становятся во все большей степени продуктами наукоемкими.
Технологический уровень нефтедобычи должен рассматриваться как стратегический фактор, определяющий конкурентные преимущества нефтяной компании. Это положение особенно важно для российских нефтяных компаний, в которых за последнее десятилетие накопилось серьезное технологическое отставание, прямо угрожающее потерями не только международных, но и внутрироссийских конкурентных позиций [4].
Преодолеть сложившийся технологический разрыв можно разработкой и внедрением ряда инновационных решений в первую очередь в области освоения месторождений путём сооружения горизонтальных и разветвлённых скважин. Данное направление является наиболее перспективным и экономически оправданным, тогда как большая часть вновь разведанных месторождений нефти и газа на нашей территории залегают в шельфовых и полярных зонах. Применение горизонтального бурения позволило бы в данном случае вести разработку месторождений с берега, без строительства дорогостоящих морских оснований и платформ. Одним из ключевых компонентов необходимого для данного метода оборудования являются системы верхнего привода (СВП).
В связи с вышеизложенным, целью данной выпускной квалификационной работы является разработка конструкции верхнего привода вращения буровой установки с применением эксцентрикового редуктора с возможностью вариации скорости вращения в широком диапазоне.
Для достижения данной цели необходимо было решить следующие задачи:
- проанализировать существующие конструкции СВП;
- проанализировать различные конструкции редукторов и вариаторов;
- выбрать на основе анализа конструкцию и произвести компоновку технического предложения по установке эксцентрикового редуктора на СВП;
- проанализировать полученное решение;
- разработать конструкцию;
- рассчитать основные элементы привода;
- разработать эскизный проект, включающий в себя в том числе и конструкторскую документацию (чертежи).
Купить