Cấu tạo, nguyên lý làm việc, quy trình bảo dưỡng tời Y2-55. Tính toán sử dụng hợp lý công suất nâng của tời

Tời khoan là một trong những thiết bị không thể thiếu trong khai thác dầu khí, là thiết bị cần thiết phục vụ trong công tác nâng thả bộ dụng cụ khoan.

LỜI NÓI ĐẦU

Xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro được thành lập năm 1981 Sự kiệnnày đánh dấu bước phát triển mới rất quan trọng với ngành công nghiệp dầukhí nói riêng và ngành công nghiệp Việt Nam nói chung Trong những nămgần đây, ngành công nghiệp dầu khí đã phát triển không ngừng và trở thànhngành kinh tế mũi nhọn của đất nước, là nguồn tài nguyên thiên nhiên đem lạilợi nhuận rất lớn cho nền kinh tế quốc dân Để phục vụ cho ngành côngnghiệp này, việc khoan - khai thác và trước đó là tìm kiếm, thăm dò đóng vaitrò quan trọng Trong công nghệ khoan thăm dò, khoan khai thác cũng nhưvận chuyển sản phẩm,…thì thiết bị phục vụ không thể thiếu và đóng vai tròthiết yếu Tuỳ theo mỗi thiết bị mà chức năng của nó khác nhau Để phát huyđược tính năng cũng như công dụng, nâng cao hiệu suất, kéo dài tuổi thọ thiếtbị, điều quan trọng là bảo đảm chúng luôn được làm việc ở trạng thái kỹ thuậttốt nhất Muốn vậy các thiết bị phải có chế độ bảo dưỡng, sửa chữa đúng thờigian và đúng kỹ thuật đã quy định vì vậy phải nắm vững được nguyên lý hoạtđộng cũng như kỹ thuật bảo dưỡng, sửa chữa.

Tời khoan là một trong những thiết bị không thể thiếu trong khai thácdầu khí, là thiết bị cần thiết phục vụ trong công tác nâng thả bộ dụng cụ

khoan Vì vậy em đã chọn đề tài: “ Cấu tạo, nguyên lý làm việc, quy trình

bảo dưỡng tời Y2-55 Tính toán sử dụng hợp lý công suất nâng của tời ”

nhằm tìm hiểu về sự làm việc, vận hành cũng như tính năng và đặc biệt là tínhtoán thế nào để sử dụng công suất một cách hợp lý nhất.

Đồ án của em được chia thành 4 chương:Chương 1: Tổng quan về hệ thống nâng thả.

Chương 2: Cấu tạo, nguyên lý làm việc của tời Y2-55.

Chương 3: Quy trình vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa tời khoan.Chương 4: Tính toán sử dụng hợp lý công suất nâng của tời.

Qua quá trình học tập, thực tập sản xuất, thực tập tốt nghiệp tại xínghiệp Vietsovpetro cũng như sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy cô giáo trườngđại học Mỏ - Địa chất Hà Nội và các cán bộ, công nhân của xí nghiệp, em đãhoàn thành cuốn đồ án này Tuy nhiên do hiểu biết còn hạn chế và thời giantìm hiểu chưa nhiều nên cuốn đồ án này không thể tránh khỏi những thiếu sót,song đây là cơ hội rất tốt để em nâng cao nhận thức và hiểu biết về các thiết bị

trong công tác dầu khí mà cụ thể là tời khoan Kính mong các thầy cô giáo,các bạn đọc đóng góp ý kiến quý báu để cuốn đồ án này được hoàn chỉnh hơn.Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Dầu khí và bộmôn Máy thiết bị dầu khí và Công trình của trường Đại học Mỏ - Địa chất HàNội cũng như các cán bộ, công nhân của xí nghiệp liên doanh Vietsovpetro,

đặc biệt là thầy giáo NGUYỄN VĂN GIÁP đã tận tình giúp đỡ em hoàn

thành cuốn đồ án này.

Hà nội, tháng 6 năm 2010 Sinh viên thực hiện:

Phạm Ngọc Chiến.

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG NÂNG THẢ1.1 Chức năng, nhiệm vụ của hệ thống nâng thả

1.1.1 Chức năng, nhiệm vụ của hệ thống nâng thả

a) Chức năng

Hệ thống nâng thả bảo đảm các chức năng sau:

- Dùng để biến chuyển động quay của tang tời thành chuyển độngthẳng đứng của móc nâng.

- Giảm lực căng trên nhánh cáp cuốn tang tời.

- Cùng với thiết bị và dụng cụ nâng hạ khác phục vụ trong các quátrình nâng hạ dụng cụ khoan, thả ống chống, truyền tiến độ cho choòngkhoan, tham gia dựng tháp…

- Dùng để kéo thả cần khoan và ống chống.

- Dùng để treo bộ khoan cụ trong quá trình khoan hoặc bơm rửa.

- Khi kéo cần thì thực hiện một mômen xoắn ở trong tời, ngược lại khithả cần thì thực hiện quá trình phanh.

- Truyền chuyển động cho bàn Rotor.

- Phụ trợ công tác địa vật lý giếng khoan.

- Trong trường hợp sử dụng tháp chữ A, tời dùng để dựng tháp - Điều chỉnh tốc độ truyền tải.

Hình 1.1 Sơ đồ cấu tạo tời khoan

1.1.2.2 Hệ thống ròng rọc

Hình 1.2: Sơ đồ cấu tạo hệ ròng rọc

4 Kẹp

Trong quá trình khoan với độ sâu khá lớn và thiết bị dùng trong côngtác khoan có trọng lượng lớn Do vậy sức nâng của tời không đủ khả năngnâng thả trực tiếp bộ khoan cụ đó Vì vậy để giảm tải trọng cho tời khoan taphải dùng đến hệ thống ròng rọc gồm khối ròng rọc động hay ròng rọc cốđịnh trên đỉnh tháp khoan Số pully của ròng rọc cố định nhiều hơn số pullyròng rọc động Hệ thống ròng rọc có mục đích biến chuyển động quay của tờithành chuyển động lên xuống của vật nâng hạ, biến chuyển động ma sát trượt

thành chuyển động ma sát lăn, chịu tác động của lực đột ngột, giảm tải trọngcho sợi cáp.

a) Ròng rọc cố định

Hình 1.3: Ròng rọc cố định

Là ròng rọc chỉ tham gia một chuyển động quay quanh trục của nó.Ròng rọc cố định được lắp cố định trên đỉnh tháp khoan, gồm nhiều pully lắptrên một trục hoặc hai trục song song với nhau Các pully quay trên trục nhờcác ổ bi, phía ngoài có tấm che chắn bảo vệ Kích thước rãnh và độ cứng bềmặt rãnh là yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của cáp.

b) Ròng rọc động

Hình 1.4: Ròng rọc động

Là những ròng rọc trong suốt quá trình làm việc, tham gia đồng thời haichuyển động: chuyển động quay quanh trục bản thân và chuyển động tịnh tiếnlên xuống.

Càng nhiều pully trong hệ thống dây cáp thì cáp bị cuốn càng nhiều lần,nhưng nếu số pully ít thì tải trọng trong dây cáp sẽ lớn, hơn nữa tải trọng tácdụng lên tời khoan sẽ lớn hơn Điều này không có lợi cho thiết bị khai thác,nhất là kích thước dây cáp thay đổi, ảnh hưởng đến mối tương quan giữa rãnhpully và đường kính dây cáp Nếu ta tăng đường kính của pully để giảm độcong dây cáp thì độ bền của dây cáp sẽ lớn hơn là ta dùng hệ thống nhiềupully, nhưng số pully càng tăng thì tải trọng càng nhẹ và vận tốc lên xuốngcàng chậm Do vậy số pully, đường kính cáp và tải trọng phải tính toán tối ưuvề phương diện kỹ thuật cũng như về kinh tế.

1.1.2.3 Dây cáp

Cáp khoan được tết bằng các sợi thép xoắn lại với nhau Các sợi thépđược chế tạo bằng công nghệ kéo nguội, có đường kính từ 0,3 – 3 mm và giớihạn bền 14000 – 20000N/mm, bền gấp 2,3 lần so với thép cùng loại cùng mácđược chế tạo bằng phương pháp cán.

Người ta thường sử dụng cáp tròn có 6 bó, mỗi bó có từ 19 – 37 sợicáp, các sợi cáp được cuốn thành từng bó nhỏ, các bó nhỏ xoắn quanh mộtruộ bằng kim loại hay chất hữu cơ, đường kính phụ thuộc vào đường kính vàcấu tạo cáp.

Ruột cáp làm bằng sợi thép gai vì dây cáp có nhiều lớp, loại chịu lựccăng lớn Người ta còn sử dụng kim loại làm ruột cáp nhằm tránh hiện tượngchèn, dập.

Cáp khoan thường có đường kính 25, 28, 32, 35 mm ( loại 32mm đượcsử dụng nhiều nhất ) có ruột bằng vật liệu hữu cơ Khi lỗ khoan sâu, tải trọnggần bằng tải trọng định mức thì phải dùng cáp có ruột bằng kim loại

Có hai cách mắc cáp:

 Cách thứ nhất gọi là cách mắc cáp có đầu cáp chết: Nhánh cápchết bao giờ cũng được mắc đối diện với nhánh cáp vào tang tời, lúc đó nó cóưu điểm là hệ thống làm việc được ổn định và ít bị rung, nhưng tải trọng tácdụng lên tháp khoan sẽ lớn hơn.

 Cách mắc thứ hai gọi là cách mắc không có đầu cáp chết: cáchmắc này ngược lại với cách mắc thứ nhất.

- Pc : sức căng nhánh cáp chết ( KN ).- Qm : tải trọng tác dụng lên móc ( tấn ).

Các thông số kỹ thuật của Êlêvatơ EA-320: - Lực nâng lớn nhất: 320, ( KN );

- Đường kính: - Ống khoan: 89; 114; 127; 140; 146, (mm); - Cần nặng : 146; 178,(mm);

- Kích thước bao: - Dài : 1140, (mm); - Rộng : 740, (mm); - Cao : 1965, (mm); - Khối lượng: 2025, (kg);

- Kiểu hệ thống đòn bẩy: PC – 200;

- Phương pháp kẹp chặt chấu: Tháo lắp nhanh.

1.2 Các loại tời trong công tác khoan dầu khí ở Vietsovpetro Những ýkiến đánh giá và nhận xét

1.2.1 Các loại tời sử dụng trong công tác khoan dầu khí ởVietsovpetro

Các loại tời khoan được chế tạo trên thế giới sử dụng trong công táckhoan dầu khí ở Vietsovpetro được trình bày ở bảng 1-1; 1-2.

Bảng 1.1: Các loại tời chế tạo ở Rumani.

Chỉ tiêu Đơnvị Loại tời

Chỉ tiêu

Loại tờiY2- 47Y2- 48RY200

1.2.2 Những ý kiến đánh giá và nhận xét các loại tời

Qua bảng thống kê các loại tời của hai nước Rumani và Liênxô ta thấy: công suất làm việc của tời khoan Rumani lớn hơn công suất làm việc của tờikhoan Liênxô, do vậy nó có khả năng nâng thả tải trọng lớn hơn, thiết bị làm

hơn Khi đó kéo theo cấp độ đa dạng hơn, do vậy sự biến thiên về vận tốctrong phạm vi rộng hơn.

Với các đặc tính kỹ thuật trên nên kích thước của tời Rumani lớn hơn,các đường kính tang tời, chiều dài tời, đường kính phanh và chiều rộng phanhcũng lớn hơn.

Như vậy với khả năng làm việc cao hơn, tời Rumani được dùng rộngrãi hơn trong khoan khai thác dầu khí Tuỳ theo mức độ khai thác, nâng thảkhoan cụ mà ta dùng tời Rumani hay tời Liênxô.

Từ trước tới nay, Vietsovpetro thường dùng thiết bị của Liênxô sảnxuất, trong đó có tời khoan Tời Y2-55 có công suất khá lớn nên đường kínhcáp cũng như lực kéo và phạm vi vận tốc lớn hơn Đường kính tang tời vàchiều dài tang tời lớn hơn các tời khác nên khả năng cuốn cáp được nhiềuhơn Do vậy tời Y2-55 thường dùng trong khoan khai thác có độ sâu lớn.

a) Những kết quả đã đạt được

- Có công suất lớn do trọng lượng của cột cần và ống chống lớn.- Có số tốc độ trung gian hợp lý để giảm thời gian nâng thả.- Sơ đồ động học đơn giản tận dụng hết công suất động cơ.- Có số tốc độ lớn nhất để kéo thả móc không tải.

- Hệ thống hãm tời làm việc với độ tin cậy cao.

- Thuận tiện cho việc điều chỉnh tốc độ truyền tải choòng.b) Những tồn tại cần tập trung nghiên cứu, giải quyết- To, nặng, cồng kềnh.

- Các phụ kiện kèm theo lắp đặt rất khó khăn.

- Các chi tiết hay bị hỏng nên thay thế mất nhiều thời gian.- Công suất nhỏ hơn các loại tời tư bản.

Vì vậy cần có các biện pháp khắc phục những vấn đề trên bằng cáchnghiên cứu sử dụng tối đa công suất của động cơ, kiểm tra và bảo dưỡng đúnglịch và thời gian, thường xuyên kiểm tra toàn bộ hệ thống sau mỗi lần giao cahoặc nhận ca Trình độ người điều khiển phải có trình độ cao và hiểu rõ từngchi tiết trên tời.

1.3 Phương trình chuyển động của tời

Sự làm việc của tời tiến hành trong các điều kiện của quá trình thay đổiliên tục Thời gian của giai đoạn chuyển động liên tục được coi là hàm sốmômen thừa của động cơ Phương trình của quá trình chuyển tiếp là phươngtrình cân băng cơ học:

Khi tăng tốc: Mcm - Mtc = Mqt ( 1.1 )

Khi hãm : Mh + Mth = Mqt ( 1.2 ) Trong đó :

Mcm - Mômen tăng tốc, (KN.m);

Mtc - Mômen kháng tĩnh khi tăng tốc, (KN.m);

Việc chạy máy được tiến hành bằng việc đóng côn ma sát hoặc chođộng cơ chạy Trong trường hợp thứ nhất mômen lực quán tính của động cơđược cộng thêm với mômen của các chi tiết chuyển động đồng thời trước khiđóng côn ma sát Trong trường hợp thứ hai động cơ phải thắng mômen củalực quán tính của tất cả các cơ cấu trong hệ thống chuyển động và thắng lực ỳcủa Rotor trong khoan Rotor.

Mômen dư có thể tính gần đúng bằng cách có thể coi gia tốc chuyểnđộng thay đổi theo quy luật bậc nhất, khi đó:

d - M’

d) ] (1.7)Trong đó:

t - thời gian tăng tốc, (s);

tk - thời gian chuyển động liên tục của tời, (s);M’

M’’

Dấu “ + ” chỉ quá trình tăng tốc và dấu “ - ’’ chỉ quá trình hãm.

Từ phương trình (1.5) và (1.6) ta có thể tìm được quy luật chuyển động, cácquy luật này được nêu lên ở bảng sau:

Bảng 1.3: Các thông số của tời khi tăng tốc và khi hãm

Gia tốc J (rad/s2)

Jcm = 2 Jmax = 2

Jh = - ( - ) Jmax = -2

1.4 Xác định tải trọng khi nâng thả bộ khoan cụ

a) Quá trình nâng bộ khoan cụ từ lỗ khoan là tập hợp các công nghệ

- Hãm tời để êlêvatơ ngoạm lấy cần dựng.

- Nâng bộ khoan cụ lên một đoạn lớn hơn chiều dài cần dựng, quá trình lặp lạinhư vậy đến khi nâng được toàn bộ cần dựng lên khỏi lỗ khoan.

b) Quá trình thả bộ khoan cụ tiến hành theo trình tự sau:- Kéo êlêvatơ lên ngang đầu cần dựng ở đỉnh tháp.

- Hãm chuyển động của êlêvatơ đến cho nó ngoạm lấy đầu cần dựng.

- Nâng cần dựng lên một đoạn nhỏ hãm lại để đưa đầu phía dưới của cầndựng vào khớp với đầu phía trên của cần dựng trước.

- Vặn chặt cần khoan để nối chúng lại với nhau.- Thả êlêvatơ và bộ dụng cụ đi xuống lỗ khoan.- Hãm êlêvatơ đặt bộ dụng cụ lên chạc.

- Giải phóng êlêvatơ, nâng êlêvatơ lên ngang đầu cần dựng ở đỉnh tháp, quátrình lặp lại theo trình tự trên

Trong quá trình nâng bộ dụng cụ, móc chịu tải trọng lớn, khi nó chuyểnđộng từ duới lên trên và chuyển động không tải từ trên xuống Trong thời gianthả bộ dụng cụ thì ngược lại, khi móc nâng chuyển động cùng với êlêvatơ từdưới lên trên nó sẽ không chịu tác dụng của tải trọng, khi nó chuyển động từtrên xuống nó chịu trọng lượng của bộ khoan cụ.

Lực kéo lớn nhất sinh ra trong quá trình nâng thả ở vị trí trên cùng củacần và được xác định bằng công thức:

Trong đó :

- trọng lượng bản thân của bộ cần, (KN);

khoan gây ra,(KN);

qt - lực quán tính, (KN).a) Trọng lượng bản thân của cần :

dc = α F L ( γ - γd ) (1.9)

F = ( d2 - d2

1 ) là diện tích tiết diện của cần khoan, (cm2);

γd là trọng lượng riêng của dung dịch (γd = 1,38 G/cm3 );L là chiều dài cần khoan, (m).

b) Lực ma sát:

Lực ma sát khi khoan sinh ra do tác dụng với dòng nước chảy trong bộkhoan cụ và trong khoảng không giữa bộ dụng cụ và thành lỗ khoan gây nên.Lực đó được xác định bằng tổng tổn thất áp lực của dòng dung dịch.

Lực ma sát được tính bằng công thức:

ms = Km dc (1.10)

Km - hệ số ma sát; Km = 0,2÷ 0,3.c) Lực quán tính:

qt = dc (KN) (1.11)

g - gia tốc trọng trường, (m/s2).

 Gia tốc cáp là:

Nhưng vận tốc và gia tốc nâng thả phải qua hệ thống ròng rọc nên: Vận tốc nâng thả là:

Vc = (m/s) (1.18)Z: số pully ròng rọc động.

 Gia tốc nâng thả là:

ac = J (m/s2) (1.19)

Trong quá trình nâng thả bộ khoan cụ, gia tốc J biến thiên theo bảng 1.3.

Qua các bảng và các công thức ta thấy lực ở đầu móc cẩu phụ thuộc vào

Ta có thể biểu diễn sự thay đổi gia tốc trong quá trình nâng hoặc thảtrên sơ đồ sau:

Hình 1.6 : Sự biến đổi gia tốc trong quá trình nâng hoặc thả.tcm: thời gian tăng tốc , (s);

t : thời gian nâng thả đều, (s) ; th : thời gian hãm , (s).

CHƯƠNG 2

CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA TỜI KHOAN Y2-552.1 Cấu tạo tời Y2 - 55

I: Trục các đăngII: Trục cao tốcIII: Trục thấp tốcIV: Trục nâng

5: Hộp giảm tốc6: Xích

8: Phanh thuỷ lực9: Khớp nối vấu11-12: Phanh đai13: Cụm bánh xích14-15-20: Côn hơi16-22: Van nạp khí nén17-18: Bánh răng

19: Khớp nối cứng

Hình 2.1 Cấu tạo tời Y2-55

Qua hình vẽ 2.1, ta thấy tời Y2 - 55 có 5 vận tốc, trong đó có 4 vận tốccủa trục nâng IV được truyền từ trục số qua trục các đăng I và trục cao tốc IIcủa hộp số Sau đó qua các cặp bánh răng có tỉ số truyền 27/93 để truyền tớitrục giảm tốc III Từ lực này chuyền qua sang trục IV bằng côn hơi kép 15.Để côn hơi làm việc thì khí nén được nạp vào miệng 16 và được điều khiển từbảng điều khiển.

Vận tốc thứ 5 là vận tốc độc lập, dùng để nâng êlêvatơ Nó được truyềntừ hộp số dẫn động qua trục các đăng VIII đến IX Sau đó truyền đến trục IVthông qua bánh xích 7, xích 6 và cụm bánh xích 13.

Cụm bánh xích 13 được lắp trên hai vòng bi đũa Nó còn được dùng đểtruyền chuyển động cho trục tời phụ X Việc đóng ngắt vận tốc số 5 đượcthực hiện bằng côn hơi 14 thông qua miệng nạp khí 16 để cung cấp nguồnkhí cho côn hơi này từ bảng điều khiển.

Tời phụ nhận được chuyển động qua bộ bánh xích 13, cặp bánh răng19/35, xích 6, trục tời X Trục tời quay sẽ truyền chuyển động đến bộ bánhrăng hành tinh, nếu đóng côn ma sát của tời phụ thì tời phụ sẽ làm việc.

Để truyền chuyển động cho Rotor thông qua trục các đăng trục II Cặpbánh răng 27/44 sẽ được tiếp tục truyền chuyển động các tốc độ cho trục VI.Nếu đóng khớp nối vấu 19, côn hơi MP500 thì bánh xích 21 sẽ truyền lựcquay đến rotor với các cấp tốc độ khác nhau Ở đầu trục VII có miệng nạp khí22 để đóng côn hơi MP500 (20) Việc đóng ngắt côn hơi này được thực hiệntừ bảng điều khiển Cấu tạo của tời Y2 - 55 cho phép trong khi trục nâng củatời vẫn hoạt động thì Rotor vẫn nhận được chuyển động quay, đồng thờinguyên công quay Rotor trong khi thả bộ khoan cụ.

Trong nguyên công quay thả bộ khoan cụ, trục nâng tách khỏi nguồncấp lực bằng ngắt côn hơi MP1070 (15) và được nối với phanh thuỷ lực bởikhớp nối vấu 9 Chuyển động quay lúc này do trọng lực của bộ ròng rọc độngvà bộ khoan cụ tác động Vận tốc thả khoan cụ sẽ được điều chỉnh bằngphanh cơ học 12 và mực nước vào phanh thuỷ lực 8.

Như vậy khi thả bộ khoan cụ vận tốc sẽ đều, từ từ không gây hư hỏngbộ khoan cụ cũng như làm hỏng phanh cơ học.

Bảng 2.1: Các thông số cơ bản của tời Y2-55.

2.2 Nguyên lý làm việc của tời Y2 - 55

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý làm việc của tời

1: Cụm trục tang tời2: Côn ly hợp chậm3: Côn ly hợp nhanh4: Cụm phanh chính

5: Đầu nối không khí với nước6: Ly hợp an toàn

7: Cụm trục tời phụ8: Khớp ly hợp9: Đầu mèo

10: Bộ hãm tời phụ11: Dầm đỡ

12: Trục truyền trung gian13: Cụm trục truyền động14: Bộ phận cấp dầu bôi trơn15: Buồng điều khiển chính16: Buồng điều khiển phụ17: Động cơ điện

18: Bộ hãm quán tính19: Phanh điện

20: Bộ điều khiển mực nước21: Cụm khớp ly hợp

Trước khi vận hành tời, phải căn cứ vào cột cần khoan hoặc ống chốngđể lựa chọn chế độ điện cho động cơ và lựa chọn tốc độ nâng của tang tờichính, lựa chọn đầu tời phụ ở chế độ tháo cần hay siết cần để chọn chuyểnđộng điện.

Sau khi chọn xong các chế độ trên, bật công tắc khởi động để hai độngcơ điện (17) làm việc Động cơ điện truyền chuyển động qua khớp nối răng (Z= 25 và Z = 28) làm quay trục trung gian và quay hai đĩa răng xích ở hai đầutrục Từ hai đĩa xích này, truyền chuyển động qua bộ truyền xích (Z= 28 và Z= 38) làm quay đĩa xích tốc độ nhanh (Z = 38) và bộ truyền xích (Z = 25 và Z= 77).

Khi đó nếu chọn chế độ làm việc của tời ở tốc độ thả nhanh (thả cần,

truyền chuyển động quay đến trục tời.

Nếu chọn chế độ làm việc của tời ở tốc độ chậm (kéo cần, kéo các vậtnặng,…) thì đĩa xích tốc độ chậm sẽ làm quay côn chậm (2) để truyền chuyểnđộng quay đến trục tời.

Tời khoan muốn làm việc phải thông qua hệ thống ròng rọc động vàròng rọc tĩnh, như vậy đòi hỏi tháp phải có sự ổn định vững chắc để đóng vaitrò như là ổ tựa cho hệ thống tời khoan làm việc.

Trong quá trình làm việc, tời khoan phải tạo được mômen thắng trọnglượng bản thân của tời Cơ cấu dẫn động của tang tời tạo lên được mômenhãm lớn để thắng mômen quán tính của các phần quay vì thế khi khởi độngthì mômen và công suất của tời đạt giá trị cực đại.

2.3 Các bộ phận chính của tời2.3.1 Cấu tạo trục tời Y2-55

Hình 2.3: Cấu tạo trục tời Y2-55

1, 2 : Khớp nối 3: Bánh xích 4, 25: Gối đỡ

30: Đầu tiếp hơi

Tang tời (8) được chế tạo thừ thép ΓX Nó có thể cuốn được 4 lớp cáp.Trong quá trình làm việc nó chịu mômen xoắn rất lớn do cáp sinh ra, đồngthời nó chịu lực nén do các lớp cáp đè lên Do vậy tang tời thường bị mòn doma sát trượt cũng như có thể xảy ra hiện tượng nứt, rỗ Tang tời được lắp vớiđĩa tang (6) bằng các vít chìm Đĩa tang được chế tạo từ thép 35Λ lắp ghépvới then bán nguyệt Mặt bên của đĩa tang có các bộ kẹp cáp để cố định cốđịnh một đầu cáp tời (vị trí A) với 6 con bu lông.

Tang phanh (5) được chế tạo từ thép đúc, được liên kết với đĩa tang (6)và tang tời (8) bằng 12 con bu lông chốt M36 cho một tang Tang phanh làmột bộ phận của cơ cấu phanh hãm ma sát Khi hãm phanh, các đai phanh cơhọc sẽ bó sát vào tang phanh khiến cho tời giảm tốc độ hoặc dừng hẳn.

Cụm bánh xích (10) gồm Z = 28, Z = 19 và tang côn Φ695 được lắptrên hai ổ lăn 3534 Tang côn Φ695 và côn hơi MΠ700 (18) khi ăn khớp sẽtruyền cho trục nâng vận tốc số 5.

Tấm chắn bảo vệ (11) được bắt chặt trên tang côn Φ695 bằng 8 con bulông M16 nhằm chắn dầu mỡ, nước, chất bẩn lọt vào bề mặt của tang côn vàcôn hơi MΠ700 (18) Moay-ơ (17) được lắp trên trục tời (7) bằng phươngpháp ép chặt Nó có vành moay-ơ để liên kết với tang côn Φ1065 (12) bằng 8con bu lông M36 Tang côn (12) lại được kẹp chặt với tang côn (13) bằng bulông chốt M24 tạo thành tang côn kép để ăn khớp với côn hơi MΠ700 Quabộ côn hơi của tời, trục nâng nhận được 4 tốc độ truyền đến từ hộp số dẫn lực.Phía trên vành tang (13) còn có 3 vấu để bắt bu lông sự cố khi côn hơiMΠ700 bị hỏng Côn hơi MΠ700 (18) cũng được kẹp chặt với tang côn (12)bằng 16 con bu lông M24.

Để cung cấp hơi áp lực cao 8 kg/cm2 cho côn hơi MΠ700 (18) làmviệc, người ta lắp đầu tiếp hơi (30) và dẫn qua ống mềm (29) và côn hơiMΠ700 làm cho côn hơi ôm lấy tang côn và truyền chuyển động mômen quaycho tời Phía đầu kia của trục nâng, người ta lắp khớp nối vấu (2) để ăn khớpvới phanh thuỷ lực UT1450 Khớp nối này di trượt được trên trục then hoa vàcó cơ cấu cần gạt để đóng ngắt sự ăn khớp của chúng.

Toàn bộ các chi tiết của trục nâng được đỡ bởi các gối đỡ (4) và (25),gối đỡ này được kẹp chân đế vào khung của tời và lắp hai ổ lăn 3638 Việcbôi trơn các gối này bằng cách bơm qua lỗ mở trên gối đỡ Còn để bôi trơnhai ổ lăn 3534 thì bơm qua đường ống (16) và vú mỡ (15), mỡ sẽ đi qua dọctrục rồi vào hai ổ lăn.

2.3.2 Tang tời

Hình 2.4: Tang tời

Tang tời dùng để chứa và cuốn bộ cáp khoan Trong quá trình làm việc,tang tời chịu mômen xoắn, nén do lực căng của cáp sinh ra và lực nén do cápđè lên.

Đường kính tang tời phụ thuộc vào đường kính cáp Thông thường tacó:

Dtt > 400dc

Trong đó:

+ Dtt: đường kính tang tời, (mm);+ dc: đường kính sợi cáp, (mm).

2.3.3 Bộ ly hợp của tời khoan

Các bộ tời khoan được lắp bộ ly hợp điều khiển bằng khí nén từ bàn kíptrưởng Hiện nay người ta sử dụng các bộ ly hợp sau:

+ Ly hợp dạng đĩa ma sát.+ Ly hợp dạng bánh hơi.

Các bộ ly hợp có cấu tạo dạng đĩa ma sát hay dạng bánh hơi đều đượcđiều khiển nhờ không khí nén, được dùng cho cả hai cấp độ cao và thấp củatời Van điều khiển bộ ly hợp dạng bánh hơi và khí nén vận hành được đặtgần địa điểm bàn kíp trưởng.

Bộ ly hợp còn có tác dụng tách sự dẫn động từ đầu ra của trục chínhđến trục tang tời ở mức thấp nhất và sự ngắt của trục tời trong khi khoan.

Nếu áp suất làm việc của côn ly hợp là P = 8 at thì mômen quay sinh rado bộ côn thực hiện là:

Trong đó:

l: chiều rộng của côn , (cm);

D: đường kính tay côn của tời,(cm);

μ: hệ số ma sát giữa côn và tang côn (μ = 0,3).

Hình 2.5: Bộ ly hợp1: Buồng chứa khí2: Ống dẫn khí3:Vành tang côn

2.3.4 Bộ hãm tời khoan

Bộ hãm tời được chia làm 2 loại:+ Bộ hãm tời chính: bộ hãm tời băng.+ Bộ hãm tời phụ:

- Bộ hãm thuỷ lực.- Bộ hãm điện.

2.3.4.1.Bộ hãm tời băng

- Bộ hãm tời băng đơn giản.

- Bộ hãm tời băng có bộ hãm phụ.

a) Bộ hãm tời băng đơn giản

Hình 2.6: Sơ đồ bộ hãm tời băng đơn giản

Bộ hãm tời gồm hai băng hãm (4) ôm lấy hai phần ba vòng trong củabánh hãm (3) trên tang tời (5) Một đầu băng hãm (4) nối với thanh đối trọng(8), đầu còn lại nối với cơ cấu trục khuỷu (7) Thanh đối trọng có tác dụngcân bằng lực giữa hai bánh hãm Ngoài ra nó còn tác dụng như một đòn bẩyđể khi hãm thì lực hãm tăng lên gấp nhiều lần, đẩy băng hãm (4) bóp chặt vàobánh hãm (3).

Băng hãm (4) bóp chặt vào bánh hãm (3) để hãm tời nhờ bộ phận điềukhiển (2) Để hỗ trợ quá trình hãm thì bộ phận điều khiển (1) sẽ điều khiển

van khí (9) để truyền khí đến xi lanh nén khí (6) nhằm mục đích giữ trụckhuỷu (7) trong quá trình hãm.

Tuy nhiên, để tăng khả năng hãm thì mặt trong của băng hãm (4) ngườita thiết kế nhiều tấm tạo ma sát gắn vào nó bằng các bulông có đầu chìm Vìvậy trong quá trình hãm, các tấm tạo ma sát bóp chặt vào bánh hãm (3) củatang tời (5), làm nhiệt độ giữa chúng tăng lên rất cao và làm biến dạng bề mặt.Do vậy người ta thường thiết kế thêm hệ thống làm mát bằng chất lỏng hoặcdùng bộ hãm tời phụ để hấp thụ lượng nhiệt này sinh ra trong quá trình bộhãm làm việc.

b) Bộ hãm tời băng có bộ hãm phụ

Hình 2.7: Bộ hãm tời băng có bộ hãm phụ