Xem mẫu
- Ch¬ng ii
ThiÕt bÞ khoan vµ c¸c c«ng tr×nh trªn mÆt
§Ó tiÕn hµnh thi c«ng mét giÕng khoan cÇn ph¶i cã mét tæ hîp thiÕt bÞ
vµ c¸c c«ng tr×nh phôc vô trªn mÆt. Sù ph©n lo¹i thiÕt bÞ khoan thêng ngêi
ta c¨n cø vµo kh¶ n¨ng khoan s©u tèi ®a:
1500 2000 m
- ThiÕt bÞ nhÑ :
- ThiÕt bÞ trung b×nh : 3500 m
- ThiÕt bÞ nÆng: 6000 m
8000 10.000 m.
- ThiÕt bÞ siªu nÆng:
TÝnh n¨ng khoan s©u cña thiÕt bÞ thêng ®îc thÓ hiÖn b»ng t¶i träng
®Þnh møc ë mãc n©ng (kÓ c¶ khèi lîng cña bé khoan cô vµ c¸c cét èng
chèng).
T¬ng øng víi chiÒu s©u khoan ®îc cña tõng lo¹i thiÕt bÞ lµ c¸c c«ng
suÊt lµm viÖc cña têi:
- ThiÕt bÞ nhÑ: 650 m· lùc
- ThiÕt bÞ trung b×nh: 1300 m· lùc
- ThiÕt bÞ nÆng: 2000 m· lùc
- ThiÕt bÞ siªu nÆng: 3000 m· lùc
C¸c chøc n¨ng kh¸c (nh quay, b¬m) do ch¬ng tr×nh khoan vµ chèng
èng ®îc quy ®Þnh cho giÕng ë chiÒu s©u cho tríc
2.1.C¸c thiÕt bÞ n©ng th¶
C¸c thiÕt bÞ phôc vô c«ng t¸c n©ng th¶ bao gåm cã th¸p, têi, c¸p, hÖ
thèng pa l¨ng v.v.....
2.1.1 Th¸p khoan:
2.1.1.1.§Æc ®iÓm chung cña th¸p:
- Th¸p khoan ®îc ®Æc trng bëi chiÒu cao, søc chÞu t¶i, kÝch thíc sµn
lµm viÖc díi ®Êt vµ sµn lµm viÖc trªn cao. VËt liÖu chÕ t¹o th¸p lµ thÐp
chuyªn dïng.
-29-
- - Trong th¸p cã bè trÝ hÖ thèng pal¨ng, chç dùng cÇn khoan vµ ®Æt mét
phÇn thiÕt bÞ khoan, thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn, che ch¾n cho c«ng nh©n lµm viÖc.
- Th«ng thêng t¶i träng lµm viÖc cµng lín th× th¸p cã chiÒu cao cµng
t¨ng, cho phÐp kÐo th¶ ®îc cÇn dùng dµi, gi¶m ®îc thêi gian n©ng th¶. Tuy
vËy th¸p cµng cao còng cã nh÷ng ®iÒu bÊt lîi v× cÇn dùng dµi qu¸ dÔ bÞ uèn
cong khi dùng th¼ng ®øng do träng lîng b¶n th©n, ren zamèc ®Çu cÇn ®Æt
trªn gi¸ ®ì dÔ bÞ biÕn d¹ng. H¬n thÕ n÷a cßn t¨ng vèn ®Çu t, t¨ng gi¸ thµnh
x©y l¾p.
Thùc tÕ ngêi ta chÕ t¹o th¸p theo c¸c chiÒu cao tiªu chuÈn nh sau:
- Th¸p cao 28 m cho c¸c giÕng s©u 1200 1300 m
- Th¸p cao 41 42 cho c¸c giÕng s©u 1300 3500 m
- Th¸p cao 53 m cho c¸c giÕng s©u > 3500 m.
2.1.1.2.Ph©n lo¹i th¸p khoan.
+ Th¸p 4 ch©n: Th¸p 4 ch©n gåm nhiÒu tÇng ghÐp l¹i víi nhau vµ cã
thÓ th¸o rêi ra ®îc. Th©n th¸p lµm b»ng cÇn khoan hoÆc thÐp ®Þnh h×nh. §ai
thÐp còng ®îc lµm b»ng cÇn khoan nhng nhá vµ máng h¬n. C¸c ®o¹n ch©n
th¸p, ®ai th¸p, thanh gi»ng ®îc nèi víi nhau b»ng c¸c èp th¸p b¾t bu l«ng.
Khi th¸p lµm viÖc cÇn thiÕt ph¶i cã gi©y ch»ng th¸p ®Ó chèng lËt.
ChÝnh v× thÕ hiÖn nay hÇu nh kh«ng cßn ®îc sö dông cho thiÕt bÞ khoan ë
trªn ®Êt liÒn mµ hay ®îc sö dông ë c¸c thiÕt bÞ khoan biÓn di ®éng cã mÆt
b»ng l¾p r¸p th¸p theo chiÒu ngang h¹n chÕ hoÆc ®îc sö dông ë dµn nhÑ phôc
vô cho c«ng t¸c khai th¸c vµ söa ch÷a giÕng
¦u ®iÓm cña th¸p 4 ch©n lµ rÊt æn ®Þnh,
ch¾c ch¾n khi lµm viÖc. Tuy nhiªn còng
cã nh÷ng nhîc ®iÓm c¬ b¶n lµ s¶n lµm
viÖc díi ®Êt chËt hÑp, bÞ víng. ViÖc
dùng vµ h¹ th¸p khã kh¨n tèn kÐm vµ
nguy hiÓm v× ph¶i l¾p r¸p ë trªn cao.
H×nh 14: C¸c lo¹i th¸p 4 ch©n
-30-
- + Th¸p ch÷ A:
Th¸p ch÷ A gåm 2 cét, ®Çu trªn ®îc liªn kÕt víi nhau cßn
®Çu díi ®îc b¾t vµo gèi tùa kiÓu b¶n lÒ. Kho¶ng c¸ch gi÷a
c¸c gèi tùa ph¶i ®¶m b¶o cho th¸p ®øng v÷ng.
Th¸p ch÷ A cã u ®iÓm næi bËt lµ lµm viÖc víi t¶i träng
lín nhng träng lîng b¶n th©n nhá (hiÖu suÊt lµm viÖc cao
h¬n) so víi th¸p 4 ch©n. Sµn lµm viÖc díi mÆt ®Êt réng vµ
tho¸ng h¬n. Cho phÐp l¾p ®Æt th¸p theo chiÒu ngang råi dùng
th¸p b»ng c¸p têi vµ kÝch thuû lùc nªn viÖc dùng h¹ th¸p
nhanh, thuËn tiÖn vµ dÔ vËn chuyÓn. Tuy nhiªn ®é æn ®Þnh cña
th¸p ch÷ A nhá h¬n th¸p 4 ch©n. §Ó t¨ng ®é æn ®Þnh cho th¸p
khi lµm viÖc cÇn ph¶i cã Ýt nhÊt 4 d©y ch»ng th¸p. HiÖn nay do
tÝnh u viÖt cña th¸p ch÷ A nªn nã ®îc sö dông rÊt réng r·i
cho c¸c thiÕt bÞ khoan, nhÊt lµ nh÷ng thiÕt bÞ khoan trªn ®Êt
liÒn.
Ngoµi hai lo¹i th¸p chñ yÕu trªn cßn cã th¸p d¹ng cét thêng ®îc l¾p
trªn c¸c thiÕt bÞ khoan tù hµnh c«ng suÊt nhá.
+ C¸ch chän th¸p khoan:
Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc cã 2 lo¹i t¶i träng t¸c dông lªn th¸p: T¶i träng
th¼ng ®øng t¸c dông lªn mãc n©ng cña cét cÇn khoan, hay èng chèng vµ t¶i
träng theo ph¬ng n»m ngang cña cÇn dùng vµ cña giã. C¸c t¶i träng nµy ®îc
tÝnh to¸n ph¶i nhá h¬n t¶i träng lµm viÖc cña th¸p (xem ®Æc tÝnh kü thuËt).
ChÝnh v× vËy khi chän th¸p ®Ó thi c«ng mét giÕng khoan cô thÓ ta ph¶i tÝnh
®îc t¶i träng tèi ®a cña cét cÇn hay cét èng chèng t¸c dông lªn mãc n©ng
Qmax = Q (1 - 1 ) . K.
Trong ®ã : Q - Träng lîng cña bé khoan cô hoÆc èng chèng t¸c dông
lªn mãc n©ng trong ®iÒu kiÖn kh«ng khÝ.
K- hÖ sè kÑt mót (k = 1,3)
1, - Träng lîng riªng cña dung dÞch vµ cña thÐp
Ngoµi ra cßn c¨n cø vµo chiÒu s©u giÕng khoan ®îc thi c«ng ®Ó chän
chiÒu cao cña th¸p (liªn quan ®Õn chiÒu dµi cÇn dùng), kÝch thíc sµn lµm viÖc
trªn mÆt vµ trªn cao.
-31-
- 2.1.2.Têi khoan.
2.1.2.1.C«ng dông.
Têi khoan dïng ®Ó kÐo th¶ cét cÇn khoan, èng chèng th¸o vÆn cÇn, treo
cét cÇn khi khoan. Trong mét sè trêng hîp tíi khoan cßn dïng ®Ó truyÒn
®éng cho Roto. Têi cßn ®îc dïng ®Ó di chuyÓn c¸c vËt nÆng phôc vô cho
c«ng t¸c dùng h¹ th¸p vµ c«ng t¸c phô trî kh¸c.
2.1.2.2.CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña têi khoan:
Têi khoan gåm 1 khung b»ng kim lo¹i trªn ®ã cã l¾p c¸c æ bi ®ì c¸c
trôc cña têi. Mét têi khoan ®îc cÊu t¹o bëi nhiÒu trôc (3 ®Õn 4 trôc) vµ trªn
®ã cã l¾p c¸c thµnh phÇn kh¸c nhau nh c¸c b¸nh r¨ng xÝch, phanh h·m c¬
khÝ, phanh thuû lùc, têi phô, c¸c khíp nèi. vv. ...
Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc v× t¶i träng ë mãc n©ng thay ®æi theo thêi gian
víi mét gi¸ trÞ rÊt lín, cßn ®éng c¬ cña thiÕt bÞ ch¹y víi c«ng suÊt ®Þnh møc
víi sè vßng quay gÇn nh kh«ng ®æi. V× vËy ®Ó sö dông ®éng c¬ mét c¸ch hîp
lý tíi khoan ph¶i ®îc chÕ t¹o cã nhiÒu tèc ®é kh¸c nhau. §Ó khi t¶i träng ë
mãc n©ng nhá th× vËn tèc ë mãc n©ng lín vµ ngîc l¹i. Tøc lµ thay ®æi tèc ®é
cuèn c¸p ë tang têi.
H×nh16: S¬ ®å truyÒn ®éng cña 1 lo¹i têi khoan
-32-
- 2.1.2.3 HÖ thèng phanh cña têi.
* Phanh c¬ khÝ.
+ C«ng dông: Dïng ®Ó dõng hoµn toµn khi kÐo th¶ bé dông cô khoan
hay èng chèng. Treo dông cô vµ ®Ó th¶ tiÕn ®é tõ tõ trong khi khoan.
+ S¬ ®å cÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc.
1
1
3
2
9
4
6
7
8
5
H×nh 17
1: §ai h·m m¸ phanh 6: Trôc khuûu
2:Tang têi 7: Thanh ®ßn bÈy
3: Tay phanh têi 8: Lß xo
4: Van ph©n phèi 9:Xi lanh khÝ ®éng
5: èngdÉn khÝ
Khi tay phanh (3) quay theo chiÒu kim ®ång hå lµm cho trôc khuûu (6)
chuyÓn ®éng quay xuèng lµm cho m¸ phanh (1) Ðp chÆt vµo Puly cña tang têi
khiÕn tang têi ®øng yªn. §Ó hç trî cho lùc phanh ngêi ta liªn kÕt tay phanh
(3) víi thanh gi»ng lµm nhiÖm vô më van tiÕt lu (4) ®Ó cho khÝ nÐn ®i vµo
®êng èng (5) t¸c dông lªn phÝa trªn cña xi lanh khÝ ®éng (9) Pittong di
chuyÓn xuèng phÝa díi lµm t¨ng thªm lùc quay cña trôc khuûu (6) vµ m¸
phanh cµng Ðp chÆt vµo Puly cña têi. Khi cÇn gi¶m lùc phanh ta chØ viÖc ®Ó tay
g¹t (3) quay ngîc ngîc chiÒu kim ®ång hå, díi t¸c dông ®Èy cña lß xo (8)
b¨ng phanh sÏ t¸ch khái Puly cña têi còng nh khÝ nÐn ë phÝa trªn xi lanh (9)
sÏ bÞ ®Èy ngîc trë l¹i qua van tiÕt lu (4).
-33-
- * Phanh thuû ®éng (Phanh phô)
+ C«ng dông
Bé h·m thuû ®éng l¾p trªn trôc n©ng ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é th¶ dông cô
vµ hç trî cho phanh chÝnh (phanh c¬ khÝ)
Do kh¶ n¨ng phanh cña hÖ thèng b¨ng (®ai h·m) vÒ ®éng lùc häc lµ
kh«ng ®ñ khi ph¶i h¹ vµo giÕng khoan mét t¶i träng rÊt lín v× thÕ trong mäi
thiÕt khoan cÇn ph¶i l¾p thªm thiÕt bÞ phanh phô. Ngoµi phanh thuû lùc cßn cã
thÓ l¾p phanh ®iÖn tõ. §Æc ®iÓm cña phanh thuû lùc lµ ho¹t ®éng rÊt hiÖu qu¶,
®é tin cËy cao, Ýt ph¶i b¶o dìng nhng cã nhîc ®iÓm c¬ b¶n lµ h·m ®îc Ýt
ë tèc ®é thÊp vµ rÊt khã hiÖu chØnh. ChÝnh v× vËy nã chØ ®îc l¾p trong c¸c
thiÕt bÞ khoan cã t¶i träng lµm viÖc trªn 50 tÊn.
+ CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc.
8
6
1
2
7
10
11
4
5
3 9
H×nh18: Bé h·m thuû ®éng
1:Thµnh bé h·m 6: c¸nh Roto
2:c¸nh stato 7,8:®êng tho¸t níc
3:Roto 9:®êng cÊp níc
4:Trôc têi 10:kho¸ níc
5:Khíp nèi 11:b×nh chÊt láng
Khi th¶ cét cÇn hay èng chèng. Do t¶i träng cét cÇn vµ èng lín nªn vËn
tèc th¶ còng lín v× thÕ phanh thuû ®éng sÏ hç trî cho phanh chÝnh. C¸c c¸nh
cong Roto (6) híng vÒ phÝa ngîc víi c¸nh cong Stato(2) vµ ph¶i bè trÝ sao
-34-
- cho khi kÐo lªn c¸c c¸nh Roto kh«ng chÞu lùc c¶n cña chÊt láng mµ c¸nh Stato
híng vµo. Ngîc l¹i khi th¶ xuèng th× c¸nh Roto sÏ ph¶i chÞu mét m« men
ph¶n do chÊt láng t¹o nªn. Tuú theo vËn tèc th¶ (träng lîng cÇn èng) ngêi ta
thay ®æi mùc chÊt láng trong b×nh (11) b»ng c¸c kho¸ níc (10). Trong khi
phanh lµm viÖc, chuyÓn ®éng cña Roto quay sÏ biÕn thµnh nhiÖt vµ níc trong
bé h·m sÏ nhanh chãng bÞ h©m nãng lªn. Níc sÏ ®îc lµm nguéi trong b×nh
lµm m¸t cã tuÇn hoµn kÝn gi÷a bé h·m vµ b×nh.
* Phanh ®iÖn tõ (phanh phô)
§Ó kh¾c phôc nh÷ng h¹n chÕ cña phanh thuû ®éng th× ë thiÕt bÞ khoan
nÆng ngêi ta sö dông phanh ®iÖn tõ. CÊu t¹o cña phanh ®iÖn tõ gåm cã 1
Roto vµ mét bé phËn cè ®Þnh cung cÊp tõ trêng cã thÓ ®iÒu chØnh b»ng c¬
cÊu ®iÒu khiÓn. R«to (G¾n vµo trôc n©ng) c¾t c¸c ®êng søc cña tõ trêng.
Lùc ®iÖn tõ c¶m øng trong Roto sÏ chèng l¹i chuyÓn ®éng quay. Dßng xo¸y
(Dßng phu c«) sinh ra trong Roto lµm to¶ nhiÖt do hiÖu øng phun vµ nhiÖt
lîng nµy ®îc t¶n ra nhê hÖ thèng níc tuÇn hoµn lµm m¸t. Gi¸ trÞ cña m«
men phanh cã quan hÖ víi cêng ®é cña tõ trêng ®îc t¹o ra trong c¸c cuén
d©y. V× thÕ lo¹i phanh nµy ®îc sö dông rÊt linh ho¹t.
2.1.3.HÖ thèng pal¨ng.
2.1.3.1.Chøc n¨ng cña hÖ thèng pal¨ng vµ c¸c ®Æc ®iÓm cña chóng.
HÖ thèng pal¨ng biÕn chuyÓn ®éng quay cña tang têi thµnh chuyÓn
®éng tÞnh tiÕn lªn xuèng cña mãc n©ng vµ lµm gi¶m t¶i cho d©y c¸p.
Tuú theo t¶i träng n©ng th¶ vµ sè nh¸nh d©y c¸p, hÖ thèng pa l¨ng ®îc
ph©n ra lµm nhiÒu cì.
Víi t¶i träng 50 75 tÊn sö dông vì 2 x 3 hoÆc 3 x 4
Víi t¶i träng 100 130 tÊn sö dông cì 4 x 5 hay 5 x 6 hoÆc 6 x 7 .
Trong ký hiÖu trªn: ch÷ sè ®Çu chØ sè con l¨n trªn bé rßng räc ®éng,
ch÷ sè thø hai sau dÊu (x) chØ sè con l¨n trªn bé rßng räc cè ®Þnh.
D©y c¸p ®îc m¾c vµo c¸c con l¨n cña hÖ thèng Rßng räc tÜnh vµ ®éng
theo mét tr×nh tù nhÊt ®Þnh. Mét ®Çu c¸p ®îc gi÷ cè ®Þnh (thêng ë 1 ch©n
-35-
- cña th¸p sao cho kÝp trëng dÔ quan s¸t khi lµm viÖc) gäi lµ ®Çu c¸p chÕt cßn
mét ®Çu m¾c vµo têi khoan gäi lµ c¸p têi hay lµ ®Çu c¸p cuèn.
2.1.3.2.C¸c bé phËn chÝnh cña hÖ thèng pal¨ng:
+ Bé rßng räc tÜnh:
Gåm mét khung kim lo¹i trªn ®ã cã l¾p mét trôc, trªn trôc ®îc g¾n c¸c
puly ®Ó luån c¸p têi ®i qua. Toµn bé bé rßng räc tÜnh ®îc l¾p lªn sµn trªn cao
cña th¸p khoan. T¶i träng ®Æt lªn hÖ rßng räc cè ®Þnh còng nh lªn th¸p khoan
lín h¬n t¶i träng ë mãc n©ng.
2
3
1: Khung ®ì
2:Trôc
1 4
3:æ bi ®ì
4:Pu li
H×nh 19: Rßng räc tÜnh
+ Rßng räc ®éng vµ mãc n©ng:
Rßng räc ®éng thêng chÕ t¹o liÒn khèi víi mãc n©ng. Mãc n©ng dïng
®Ó treo cét cÇn khoan, mãc vµo ªlªvat¬ khi kÐo th¶ dông cô. Ngoµi mãc n©ng
ra cßn cã quang treo, quang treo cã 2 lo¹i: lo¹i ®¬n vµ lo¹i kÐp. Quang treo lµ
kh©u nèi gi÷a mãc n©ng vµ ªlªvat¬.
Ngoµi ra còng cã thÓ chÕ t¹o bé rßng räc ®éng t¸ch rêi víi mãc n©ng
(Riªng biÖt).
1 8 9
2
6
3
4
7 5
H×nh 20: Rßng räc ®éng vµ quang treo
-36-
- + C¸p têi.
C¸p têi gåm 6 mói ®îc xo¾n quanh lâi (b»ng sîi h÷u c¬ hay kim lo¹i).
Mçi mói l¹i cã tõ 19 ®Õn 37 sîi thÐp xo¾n víi nhau t¹o thµnh mói.
Th«ng thêng chiÒu xo¾n cña c¸c sîi thÐp ë c¸c mói ngîc víi chiÒu xo¾n
cña c¸c mói trªn lâi c¸p khoan. ChÝnh ®iÒu nµy lµm cho c¸p cøng h¬n nhng
còng phÇn nµo gióp chèng xoay.
C¸p cã lâi b»ng vËt liÖu h÷u c¬ cã kh¶ n¨ng tù b«i tr¬n cao, dÔ uèn
nhng chÞu t¶i thÊp.
C¸p cã lâi thÐp kh«ng tù b«i tr¬n ®îc, khã uèn nhng kh¶ n¨ng chÞu
t¶i cao.
C¸p khoan thêng ®îc chÕ t¹o theo c¸c kÝch thíc quy chuÈn: 25 mm,
28 mm, 32 mm, 35 mm
Tham kh¶o søc kh¸ng ®øt danh nghÜa cña 1 lo¹i c¸p khoan ë b¶ng díi ®©y.
B¶ng 3
§êng kÝnh c¸p (in) Søc kh¸ng ®øt danh nghÜa EIP* (tÊn)
1 51,7
1
65,0
18
1
79,9
14
3
96,0
18
1
114,0
12
5
132,0
18
3
153,0
14
2 198,0
* EXTpa improved Plow Steel
T¶i träng ®îc tÝnh theo søc bÒn chèng ®øt cña c¸p ph¶i cã hÖ sè an
toµn C 3
-37-
- P®
Pcf = C
Trong ®ã P® - Søc kh¸ng ®øt cña c¸p têi
2.1.4.TÝnh to¸n ®éng häc vµ ®éng lùc häc cña têi khoan vµ hÖ thèng
pal¨ng.
2.1.4.1.TÝnh to¸n ®éng häc vµ ®éng lùc cña têi khoan.
TÝnh to¸n ®éng häc vµ ®éng lùc häc cña têi khoan nh»m môc ®Ých x¸c
®Þnh: Sè vßng quay ë c¸c trôc cña têi, vËn tèc cuèn c¸p cña tang têi, søc c¨ng
ë ®Çu d©y c¸p cuèn øng víi mçi tèc ®é
A) X¸c ®Þnh sè vßng quay ë c¸c trôc cña têi:
ViÖc x¸c ®Þnh sè vßng quay ph¶i dùa vµo s¬ ®å ®éng häc cña thiÕt bÞ
khoan, cña têi vµ sè vßng quay cña ®éng c¬.
NÕu gäi Z1, Z3, Z5, .... lµ sè r¨ng ë ®Üa truyÒn ®éng
Vµ Z2, Z4, Z6, ..... lµ sè r¨ng ë ®Üa dÉn ®éng
Lóc ®ã sè vßng quay ë trôc têi ®îc tÝnh lµ (nt)
z .z .z
nt = nm . z1 . z3 . z5
2 4 6
Trong ®ã: nm - sè vßng quay cña ®éng c¬.
B), X¸c ®Þnh vËn tèc cuèn c¸p ë tang têi (vt)
Víi mçi mét tèc ®é quay cña têi ta cã thÓ tÝnh ®îc tèc ®é cuèn c¸p (vt )
nh sau:
. Dtb . nt
vt = m/s
60
Trong ®ã: Dtb - §êng kÝnh trung b×nh cña tang têi: (Dtb = Dt + 3d)
Dt - §êng kÝnh tang têi
d - ®êng kÝnh c¸p têi
C) Søc c¨ng cùc ®¹i ë ®Çu d©y c¸p cuèn ®îc tÝnh dùa theo c«ng suÊt cña
®éng c¬. (Pc. Max)
75 . Nm . t
Pc. max = vt
-38-
- Trong ®ã: Nm - C«ng suÊt cña ®éng c¬ (m· lùc)
t - HiÖu suÊt truyÒn tõ ®éng c¬ ®Õn trôc têi
vt - VËn tèc cuèn c¸p ë têi.
D), VËn tèc ë mãc n©ng (vmn)
vt
vmn =
2n.
- HÖ sè ma s¸t ë c¸c con l¨n cña hÖ pal¨ng
Trong ®ã:
§iÒu kiÖn ®Ó chän PC lµ:
PC < Pc. Max
2.1.4.2.TÝnh to¸n ®éng häc ®èi víi hÖ pal¨ng:
+ ë tr¹ng th¸i nghØ (tÜnh), søc c¨ng ë ®Çu c¸p têi sÏ b»ng ë ®Çu c¸p
chÕt (Pt = pch )
QC + QM
Pt = Pch =
2.n.
Trong ®ã Pt, Pch - søc c¨ng ë ®Çu c¸p têi vµ ë ®Çu c¸p chÕt
+ Søc c¨ng thùc tÕ ë ®Çu c¸p cñaèn trong trêng hîp kÐo cÇn víi vËn
tèc kh«ng ®æi ®îc tÝnh (Pt) lµ:
2n( - 1)
Pt = .(QC + QM).
2n - 1
+ Søc c¨ng ®éng ë ®Çu c¸p têi trong trêng hîp kÐo cÇn cã gia tèc ë
dÇu mãc n©ng (Pt.§) ®îc tÝnh lµ.
a
Pt.® = Pt . g
Trong ®ã: a - gi¸ tèc sinh ra trong thêi ®iÓm ®Çu vµ cuèi ë mãc n©ng
g- gia tèc r¬i tù do.
Khi giÕng khoan cµng s©u, t¶i träng trªn mãc n©ng cµng t¨ng. §éng c¬
ch¹y têi ®îc chän ®Ó kÐo th¶ bé dông cô khoan vµ träng lîng tèi ®a, cho
nªn trong qu¸ tr×nh khoan ®éng c¬ sÏ kh«ng ®îc sö dông tèt. C«ng suÊt cña
®éng c¬ chØ ®îc sö dông tèt khi ®¹t tíi chiÒu s©u thiÕt kÕ. V× vËy ngêi ta
ph¶i chän hÖ thèng pal¨ng 2 x 3 vµ khi lç khoan s©u thªm th× thay thÕ dÇn dÇn
-39-
- c¸c hÖ 3 x 4; 4 x 5; 5 x 6; v. v. ... ThÕ nhng viÖc thay thÕ hÖ pal¨ng míi rÊt
phiÒn to¸i mÊt nhiÒu thêi gian vµ c«ng søc, cho nªn trong thùc tÕ ngêi ta chØ
sö dông 1 ®Õn 2 hÖ pal¨ng lµ nhiÒu nhÊt.
+ Chän hÖ pal¨ng.
Chän hÖ pal¨ng tÊt nhiªn ph¶i c¨n cø vµo t¶i träng lín nhÊt cña cét èng
hoÆc cét cÇn vµ theo giíi h¹n bÒn cña c¸p.
P
Pcf = c®
ë ®©y: Pcf - T¶i träng cho phÐp t¸c dông lªn mãc n©ng
P® - Giíi h¹n bÒn ®øt cña c¸p
c - HÖ sè an toµn (c 3)
Ta cã c«ng thøc sau:
P® QC + QM C (QC + QM)
= 2 . n Tõ ®ã cã 2 n =
c P®
VËy sè con l¨n cña bé rßng räc ®éng (n) sÏ lµ :
C (QC + QM)
n= 2 . P®
+ ChiÒu s©u cho phÐp chuyÓn hÖ pal¨ng ®îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc
sau: (Lcf)
Pcf ( 2n - 1) (l . qcn + qt)
- cn q
Lcf = m
2n
q . ( - 1)
Trong ®ã: Pcf - Søc c¨ng cho phÐp ë ®Çu c¸p cuèn.
q, qcn - Träng lîng 1m cÇn vµ 1m cÇn nÆng
lcn - ChiÒu dµi cÇn nÆng
qt - Träng lîng tuabin (nÕu cã) + choßng khoan
2.2.HÖ thèng quay.
2.2.1.Bµn quay Roto.
2.2.1.1.Chøc n¨ng vµ c¸c ®Æc ®iÓm cña bµn quay Roto
B¶n Roto ®îc dïng ®Ó quay cét cÇn khoan. Lµm bÖ t× ®Ó gi÷ cét cÇn,
èng chèng khi kÐo th¶ vµ lµm rÊt nhiÒu c¸c c«ng t¸c phô kh¸c. Do vËy cÊu t¹o
cña bµn Roto ph¶i phï hîp ®Ó võa quay ®îc cét cÇn víi c¸c tèc ®é nhÊt ®Þnh
vµ bÒn ch¾c ®Ó cã thÓ gi÷ ®îc cét cÇn khoan nÆng nhÊt. §êng kÝnh lç Roto
ph¶i ®ñ lín ®Ó ®ót lät cét èng ®êng kÝnh lín nhÊt thêng dïng. Th©n cña
-40-
- Roto tiÕp nhËn toµn bé t¶i träng vµ truyÒn cho nÒn mãng. Trong th©n Roto cã
chøa ®Çu b«i tr¬n.
§Çu trôc Roto cã thÓ l¾p then víi ®Üa xÝch, hoÆc víi khíp trôc c¸c ®¨ng.
Roto quay trªn c¸c æ bi, cã thÓ h·m chÆt roto b»ng then hoÆc b»ng c¬ cÊu h·m
Khi truyÒn chuyÓn ®éng quay cho Roto qua têi, tèc ®é cña Roto ®îc
thay ®æi b»ng hép sè têi hoÆc b»ng c¸ch thay ®æi ®Üa xÝch. §Ó Roto lµm viÖc
®éc lËp víi têi vµ ®Ó ®iÒu khiÓn tèc ®é trong mét giíi h¹n réng ngêi ta cho
Roto nhËn truyÒn ®éng riªng biÖt.
KÝch thíc danh nghÜa ®îc ®Æc trng b»ng ®êng kÝnh lç bµn Roto
trong ®ã ®Æt èng lç vu«ng ®Ó treo bé khoan cô nhê c¸c chÊu chÌn vµ lµm quay
1 1
1
®Çu vu«ng dÉn khi khoan. KÝch thíc lç nµy cã thÓ lµ: 172 “ , 202 “ , 272 “ ,
1 1
372 “ , 492 “ ,
2.2.1.2.CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc
H×nh 21:
1 . Trôc chñ ®éng; 2. Gio¨ng lµm kÝn; 3. B¸nh r¨ng nãn; 4. æ l¨n
chÝnh; 5. æ l¨n b¸nh r¨ng nhá; 6. èng lãt h×nh nãn; 7. §Çu vu«ng
dÉn ®éng; 8. MiÕng chÌn chÝnh; 9. Gio¨ng lµm kÝn dung dÞch
khoan; 10. æ l¨n tù lùa; 11. C¸c te
TruyÒn ®éng tõ têi khoan hoÆc tõ ®éng c¬ qua hép gi¶m tèc ®Õn trôc
dÉn (1). Th«ng qua cÆp b¸nh r¨ng nãn (3) ®· truyÒn chuyÓn ®éng quay cho
bµn Roto(7). Nh vËy lµ ®· biÕn chuyÓn ®éng quay n»m ngang cña trôc dÉn
-41-
- (1) thµnh chuyÓn ®éng quay theo chiÒu th¼ng ®øng cña Roto (7). CÇn chñ ®¹o
cã tiÕt diÖn vu«ng phï hîp víi lç cña bµn Roto (7) còng chuyÓn ®éng quay
theo vµ th«ng qua cét cÇn khoan quay choßng trªn ®¸y lç khoan.
2.2.2.§Çu xoay thuû lùc (®Çu xanhic):
2.2.2.1 §Æc ®iÓm ®Çu xoay thuû lùc.
Lµ bé phËn nèi gi÷a hÖ thèng pal¨ng víi cét cÇn khoan víi môc ®Ých
quay vµ treo dông cô vµo mãc n©ng, dÉn dung dÞch khoan tõ tuy « cao ¸p vµo
bªn trong cét cÇn. Nã ®îc thiÕt kÕ ®Ó chÞu ®îc ®ång thêi c¶ t¶i träng vµ tèc
®é quay cùc ®¹i mµ bµn Roto truyÒn cho cét cÇn khoan. §ång thêi nhê mét
gio¨ng xoay cho phÐp b¬m dung dÞch khoan díi ¸p suÊt nhê èng mÒm nèi
víi èng cæ ngçng cña ®Çu xoay thuû lùc.
2.2.2.2.CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc cña ®Çu thuû lùc.
Quang treo cè ®Þnh vµo mãc n©ng cña hÖ thèng pal¨ng ®Ó ®iÒu chØnh
tiÕn ®é khoan. Th©n (4) cã ren tr¸i ®îc nèi víi phÝa trªn cña cÇn chñ ®¹o
®îc quay nhê bµn Roto. Dung dÞch khoan tõ tuy « cao ¸p ®îc dÉn vµo èng
cæ ngçng cao ¸p (11) vµ èng (10) vµo trong cÇn khoan.
-42-
nguon tai.lieu . vn
