Стальные канаты талевых систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Оглавление

Введение

1. Расчетные характеристики стального каната

2. Стальные канаты для роторного бурения

3. Инструкции по навеске и эксплуатации талевого каната

3.1 Навеска

3.2 Эксплуатация и спуск обсадных труб

4. Руководство по обрезке талевого каната

5. Как выявить и устранить наиболее распространенные проблемы, связанные с канатами на промысле

5.1 Борьба с повреждениями стального каната за счет раздавливания и трения

5.2 Факторы, влияющие на износ каната

6. Решения для промыслов

6.1 Уравновешивающая навивка

6.2 Недостаточное натяжение

6.3 Биение

7. Обеспечение максимальной эффективности эксплуатации стального каната путем регулярных проверок

8. Когда следует заменять движущиеся канаты по причине разрыва проволоки



Введение

Стальные канаты талевых систем, являясь частью талевой системы буровой установки, осуществляют гибкую связь между буровой лебедкой и подъемным крюком. Они должны быть достаточно гибкими и иметь высокую механическую прочность.

По конструктивному признаку различают канаты одинарной, двойной и тройной свивки. На буровых работах применяют канаты двойной свивки, состоящие из шести прядей, свитых вокруг органического или металлического сердечника.

В большинстве конструкций канатов применяют пропитанные смазкой органические сердечники из пеньки, хлопчатобумажного корда или манилы. Органический сердечник обеспечивает равномерное распределение нагрузки между прядями, необходимую гибкость и смазку проволок каната. Канаты с металлическим сердечником имеют большую жесткость, что предохраняет тяжело нагружённый канат от раздавливания при многослойной навивке на барабан лебедки.

Проволоки в прядях располагают в два или три слоя, ориентируемых с одинаковым или различным углом свивки по слоям. Вид свивки определяет тип касания проволок между слоями. В этой связи различают канаты с точечным касанием проволок (ТК), линейным касанием (ЛК) и комбинированным точечно-линейным касанием (ТЛК). Канаты с линейным касанием проволок в прядях более долговечны, чем с точечным.

Различают канаты с одинаковым или различным диаметром проволок в прядях типа ЛК-0 (рис. 1.а) и типа ТЛК-0 (см. рис. 1.г) диаметр проволок в слоях одинаков, в пряди типа ЛК-Р (см. рис. 1.д) наружный слой имеет проволоки разного диаметра. В пряди типа ЛК-РО (см. рис. 1.е) расположены слои с проволоками одинакового диаметра и с проволоками разных диаметров.



Рис. 1. Стальные канаты: а-типа ЛК-О; б--типа ЛК-РО: в-типа ТК; г-типа ТЛК-О; д-типа ЛК-Р; е -- свивка канатов; 1 -- правая односторонняя; 2-левая крестовая

По сочетанию направления свивки элементов каната различают канаты односторонней и крестовой свивки.

Канаты односторонней свивки (рис. 1.е1) имеют одно и то же направление свивки. По гибкости и долговечности они превосходят канаты крестовой свивки(рис 1.е2), имеющие противоположное направление свивки и обладающие большей способностью закручиваться.

В зависимости от направления свивки прядей канат может быть правого и левого направлений свивки.



1. Расчетные характеристики стального каната

Следует учесть, каким образом состав каната может повлиять на его рабочие характеристики. Канат с меньшим числом проволок в пряди, но с большим диаметром проволоки обеспечит более высокую устойчивость к истиранию, за счет увеличения площади поверхности каната, контактирующей с барабанами и блоками. В то же время, в большинстве случаев это приводит к снижению усталостной прочности. Уменьшение диаметра и соответствующее увеличение числа наружных проволок в пряди повышает гибкость каната, увеличивая усталостную прочность, но проволока меньшего диаметра более подвержена истиранию.

УСТАЛОСТНАЯ ПРОЧНОСТЬ зависит от усталости металла проволоки, из которой свит канат. Чтобы обеспечить высокую усталостную прочность, проволоки должны быть способны многократно сгибаться под напряжением, например, когда канат проходит по блоку.

Существуют дополнительные варианты конструкции, влияющие на эти характеристики. Например, можно выбрать канат с большим числом проволок в каждой пряди для обеспечения повышенной усталостной прочности, и с плоскими прядями, которые обеспечат повышенную устойчивость к истиранию. Следует выбирать канат в зависимости от выполняемых операций. Для выполнения разных задач требуются разные характеристики, и правильный выбор каната для каждой из них может иметь критическое значение для успеха. К числу основных характеристик, которые необходимо оценить, относится несколько конструктивных характеристик каната.

Повышенная усталостная прочность конструкции каната достигается за счет большого числа проволок. При этом учитываются как свойства основного металла, так и диаметр проволок. В целом, канат, изготовленный из большего числа проволок, будет иметь более высокую усталостную прочность, чем канат такого же диаметра, изготовленный из меньшего числа проволок, поскольку проволока меньшего диаметра легче изгибается, когда канат проходит по блокам или вокруг барабанов. Для устранения эффектов усталости не следует пропускать канаты по блокам или барабанам настолько малого диаметра, что это приведет к постоянной деформации проволок каната. Существуют точные рекомендации по диаметрам блоков и барабанов, соответствующих различным диаметрам и типам канатов. Все типы канатов подвержены эффекту усталости металла, возникающей за счет изгибающих напряжений в ходе эксплуатации, в связи с чем прочность каната постепенно снижается в течение срока службы.

УСТОЙЧИВОСТЬ К ИСТИРАНИЮ (устойчивость к потере металла и деформации.) Потери металла относятся к непосредственному удалению частиц металла с наружных проволок каната, а деформация означает изменение формы наружных проволок каната. Как правило, устойчивость к потере металла за счет истирания (которую обычно называют «устойчивость к истиранию») означает способность каната выдерживать истирание металла его внешней поверхности. Данный вид износа снижает прочность каната. Еще одна форма деформации металла обычно называется «расклепывание», поскольку наружные проволоки расклепанного каната выглядят так, как будто по их наружной поверхности били кувалдой. Расклепывание обычно наблюдается на барабанах, и вызвано контактом между канатами при наматывании. Оно также может возникать на блоках. Расклепывание приводит к усталости металла, что, в свою очередь, может приводить к разрыву проволок. Ударное воздействие, которое заставляет металл менять первоначальную форму, нарушает зернистую структуру металла, что влияет на его усталостную прочность. Кроме того, нарушение круглой формы сечения затрудняет движение проволоки при изгибе каната.

ПРОЧНОСТЬ. В опубликованных материалах прочность стального каната указывается как минимальное разрывное усилие (mBF) -- которая обозначает расчетные величины прочности, принятые изготовителями стального каната. Новый канат, подвергающийся натяжению на испытательном стенде, разорвется при величине натяжения, равной минимальному разрывному усилию каната, или превышающей его. Минимальное разрывное усилие относится к новым, неиспользованным канатам. Эксплуатация каната при натяжении, равном или близком к минимальному разрывному усилию каната, не допускается. В течение срока эксплуатации прочность каната постепенно снижается по естественным причинам, таким как износ поверхности и усталость металла. В случае неправильного использования может произойти внезапная потеря прочности.

СОПРОТИВЛЯЕМОСТЬ РАЗДАВЛИВАНИЮ. Раздавливание происходит под действием наружного давления на канат и приводит к его повреждению путем нарушения поперечного сечения каната, его прядей, или сердечника -- или всех трех. Таким образом, сопротивляемость раздавливанию - это способность каната выдерживать или сопротивляться действующим на него силам; этот термин обычно применяется для сравнения канатов. При повреждении каната раздавливанием проволоки, пряди и сердечник теряют способность нормально двигаться и занимать необходимое положение в ходе эксплуатации. Как правило, канаты с металлическим сердечником отличаются более высокой сопротивляемостью к раздавливанию, чем канаты с органическим сердечником. Канаты стандартной свивки отличаются более высокой сопротивляемостью к раздавливанию, чем канаты параллельной свивки. Сопротивляемость раздавливанию шестипрядных канатов выше, чем восьмипрядных или 19-прядных канатов. Канаты с плоскими прядями более устойчивы к раздавливанию, чем канаты со стандартными прядями круглого сечения.

УСТОЙЧИВОСТЬ. Слово «устойчивость» чаще всего применяется для описания рабочих характеристик каната. Этот термин не является точным, поскольку в какой-то степени выражает субъективное мнение, и скорее относится к индивидуальным особенностям, чем к каким-то характеристикам каната. Например, канат называют устойчивым, когда он плавно наматывается на барабан и сходит с него, или же когда не происходит скручивания канатов в случае применения системы полиспастов. Устойчивость зависит главным образом от прядей и конструкции каната. Канаты стандартной свивки, как правило, более устойчивы, чем канаты параллельной свивки. Канаты, изготовленные из прядей с семью проволоками в каждой, обычно более устойчивы, чем канаты более сложной конструкции, с большим числом проволок в пряди. Методов измерения устойчивости каната не существует.

ГИБКОСТЬ. Гибкость означает способность каната легко изгибаться по дуге. На эту способность влияют четыре основных фактора:

1. Диаметр проволоки, из которой изготовлен канат.

2. Конструкция каната и прядей.

3. Состав металла, из которого изготовлена проволока, и покрытия, например, цинкового.

4. Тип сердечника каната -- органический или металлический сердечник. Некоторые конструкции канатов изначально отличаются большей гибкостью, чем другие. Тонкие канаты гибче, чем толстые. Канаты с органическим сердечником гибче, чем аналогичные канаты с металлическим сердечником. Как правило, канаты из большего числа проволок гибче, чем канаты такого же диаметра, изготовленные из меньшего числа проволок большего диаметра.



2. Стальные канаты для роторного бурения

Различные канаты для установок роторного бурения требуют сложного сочетания характеристик стального каната: устойчивости к истиранию, сопротивляемости раздавливанию, усталостной прочности, прочности, гибкости и устойчивости. Безусловно, каждая буровая установка имеет свои особенности, однако ниже приведены общие указания по правильному выбору каната.

ПРИМЕНЕНИЕ	РЕКОМЕНДОВАННЫЙ СТАЛЬНОЙ КАНАТ	ПРИМЕЧАНИЯ
Талевый канат установки роторного бурения	Диаметр 7/8 - 1-1/8 дюйма (22,2 - 28,6 мм) 6 x 26 «уоррингтон», стандартная правая свивка, с металлическим сердечником Диаметр 1-1/8 - 1-1/2 дюйма (28,6 - 38,1 мм) 6 x 19 «уоррингтон», стандартная правая свивка, с металлическим сердечником Диаметр 1-5/8 - 2 дюйма смазки стального каната и защиту от грязи (41,3 - 50,8 мм) 6 x 26 «уоррингтон», стандартная правая свивка, с металлическим сердечником Канаты указанных выше диаметров и конструкции поставляются также марок TUF-KOTE™/PFV® и TUF-FLEX® DL	Для этих сложных условий необходим канат, обладающий устойчивостью к истиранию, раздавливанию и усталостной прочностью. Для конкретных условий могут применяться высококачественные канаты. Конструкция канатов с пластиковым наполнителем Tuf-Kote/ с металлическим сердечником PFV обеспечивает защиту прядей, распределение внутренних напряжений, сохранение внутренней смазки стального каната и защиту от грязи и мусора, что продлевает срок службы. Канаты марки TUF-FLEX DL обеспечивают дополнительную прочность,износостойкость, усталостную прочность и устойчивость к раздавливанию.
Тартальный канат	Диаметр 1/4 - 5/8 дюйма (6,4 - 15,9 мм) 6 x 7 стандартная правая свивка, с сердечником	Эти канаты отличаются увеличенным диаметром наружных проволок для сопротивления износу органическим и снижения затрат.
Канат для подъема вышки	Диаметр 1-3/8 дюйма (34,9 мм) и менее, класс 6 x 19, с металлическим сердечником Диаметр 1-1/2 дюйма (38,1 мм) и более, класс 6 x 36, с металлическим сердечником	Конструкция выбрана для обеспечения сочетания износостойкости и долговечности. Обычно применяются канаты стандартной правой или параллельной правой свивки. Ни в коем случае нельзя одновременно устанавливать канаты для подъема вышки правой и левой свивки.
Канаты пневматических талей Канаты для аварийного спуска Канаты трубного ключа	6 x 26 «уоррингтон», стандартная правая свивка, с металлическим сердечником	Более высокая устойчивость к раздавливанию и истиранию, чем у канатов 6 x 25
Оттяжки вышки Оттяжки блоков	6 x 36 «уоррингтон», стандартная правая свивка, с металлическим сердечником	Повышенная гибкость и усталостная прочность.

ТИПЫ СТАЛЬНЫХ КАНАТОВ ДЛЯ МОРСКИХ РАБОТ Для морских буровых установок и кранов необходимы стальные канаты с иным сочетанием характеристик. Для сохранения устойчивости платформы в глубоководных условиях при постоянном воздействии ветра и волн необходима мощная система якорных и натяжных канатов с высокой гибкостью, усталостной прочностью и устойчивостью к истиранию.

На палубе стальные канаты применяются на кранах, для перемещения тяжелых грузов на буровую и с буровой, при минимальном обслуживании и простоях. Для морских кранов поставляются различные виды стальных канатов. На схеме справа представлены некоторые наиболее распространенные типы канатов, способы их применения и особенности.

ПРИМЕНЕНИЕ	РЕКОМЕНДОВАННЫЙ СТАЛЬНОЙ КАНАТ	ПРИМЕЧАНИЯ
Якорный канат	Класс 6 x 19, стандартная правая свивка, с металлическим сердечником(без покрытия или оцинкованным) Класс 6 x 36, стандартная правая свивка, с металлическим сердечником (без покрыти или оцинкованным)	Выбор зависит от требуемого диаметра каната, формы барабана и других рабочих характеристик. Канаты класса 6 x 19 отличаются большим диаметром наружных проволок для повышения устойчивости к истиранию. Канаты класса 6 x 36 отличаются большим числом наружных проволок для повышения я гибкости и усталостной прочности.
Буйреп	Класс 6 x 36, стандартная правая свивка, с металлическим сердечником(без покрытия или оцинкованным)	Обеспечивает высокую усталостную прочность.
Натяжной канат райзера	Класс 6 x 36, стандартная левая свивка, с металлическим сердечником (без покрытия или оцинкованным) Класс 8 x 36, стандартная левая свивка, с металлическим сердечником (без покрытия или оцинкованным) TUF-FLEX® RT6 TUF-FLEX® RT8	Рекомендуется параллельная свивка поскольку оба конца каната неподвижно закреплены, и данная конструкция обеспечивает более высокую усталостную прочность, чем стандартная свивка. Канаты марки TUF-FLEX RT обеспечивают более высокую прочность, износоустойчивость, усталостную прочность и сопротивляемость раздавливанию.
Направляющий канат Натяжной канат	Класс 6 x 26 «уоррингтон», стандартная правая свивка, с металлическим сердечником. (без покрытия или оцинкованным)	Канаты класса 6 x 26 дают хорошее сочетание устойчивости к истиранию и усталостной прочности

В класс стальных канатов 6 x 19 входят канаты из шести стандартных прядей круглого сечения, с 16 - 26 проволоками в каждой пряди. В класс стальных канатов 6 x 36 входят канаты из шести стандартных прядей круглого сечения, с 27 - 49 проволоками в каждой пряди.

Хотя физические характеристики этих канатов могут варьироваться в широких пределах, оба типа имеют одинаковый вес на единицу длины и одинаковое минимальное разрывное усилие при равном диаметре. В то время как канаты класса 6 x 19 отличаются более высокой устойчивостью к истиранию, канаты класса 6 x 36 отличаются более высокой усталостной прочностью, за счет большего числа проволок в прядях.

Процесс уплощения позволяет получить гладкий и очень компактный стальной канат с большей площадью поверхности и большей массой стали при заданном диаметре, что увеличивает прочность, усталостную прочность и износостойкость.

Правильный выбор плоскопрядных канатов Union International, соответствующих назначению, позволяет продлить срок их эксплуатации, снизить эксплуатационные затраты и износ блоков и барабанов.

Вес и минимальное разрывное усилие стальных канатов

	6х19,6х36, с металлическим сердечником	6х26 плоско-прядный	Flex-Xe9	19х7 плоско-прядный*	35х7 плоскопрядный
Диаметр	Минимальное разрывное усилие EIPS*, (кН) * первосортная сталь улучшенного качества	Минимальное разрывное усилие EEIPS*, (кН) * первосортная сталь Сверхулуч-шенного качества	Приблизи-тельный вес, (кг/100 м)	Минимальное разрывное усилие, (кН)	Приблизи-тельный вес, (кг/100 м)	Минимальное разрывное усилие, (кН)	Приблизительный вес, (кг/100 м)	Минимальное разрывное усилие, (кН)	Приблизительный вес, (кг/100 м)	Диаметр(мм)	Минимальное разрывное усилие, (кН)	Приблизительный вес, (мм) (дюймы) (кг/100 м)
(мм)	(дюймы)
6,4	1/4	30,2	--	17,3	--	--	--	--	--	--	--	--	--
7,9	5/16	46,9	--	26,8	--	--	--	--	--	--	--	--	--
9,5	3/8	67,2	73,8	38,7	78,3	44,6	--	--	73,8	44,6	--	--	--
11,1	7/16	90,7	99,6	52,1	106	59,5	--	--	105	59,5	--	--	--
12,7	1/2	118	130	68,5	136	74,4	--	--	137	74,4	--	--	--
14,3	9/16	149	165	87,8	172	89,3	--	--	173	104	--	--	--
15,9	5/8	183	202	107	202	119	233	134	212	119	16	272	134
19,1	3/4	262	288	155	288	164	333	193	302	179	19	382	179
22,2	7/8	354	390	211	390	223	450	268	409	238	22	509	253
25,4	1	460	506	275	506	298	585	342	532	313	25,4	674	327
28,6	1-1/8	578	636	348	636	372	736	432	669	387	26	706	342
31,8	1-1/4	711	782	430	782	461	907	551	782	461	28	815	387
34,9	1-3/8	854	943	521	943	565	--	--	--	--	30	934	461
38,1	1-1/2	1.014	1.112	619	1.112	670	--	--	--	--	32	1.059	506
41,3	1-5/8	1.174	1.299	726	1.299	789	--	--	--	--	--	--	--
44,5	1-3/4	1.361	1.504	844	1.504	908	--	--	--	--	--	--	--
47,6	1-7/8	1.548	1.708	967	1.708	1.04	--	--	--	--	--	--	--
50,8	2	1.762	1.931	1.100	1.931	1.19	--	--	--	--	--	--	--
54,0	2-1/8	1.966	2.171	1.243	--	--	--	--	--	--	--	--	--
57,2	2-1/4	2.198	2.420	1.393	--	--	--	--	--	--	--	--	--
60,3	2-3/8	2.438	--	1.548	--	--	--	--	--	--	--	--	--
63,5	2-1/2	2.687	--	1.726	--	--	--	--	--	--	--	--	--
66,7	2-5/8	2.945	--	1.905	--	--	--	--	--	--	--	--	--
69,9	2-3/4	3.212	--	2.083	--	--	--	--	--	--	--	--	--
73,0	2-7/8	3.488	--	2.277	--	--	--	--	--	--	--	--	--
76,2	3	3,781	-	2,470	-	-	-	-	-	-	-	-	-

* Канаты диаметром 3/4 дюйма (19,1 мм) и более имеют пряди из 19 проволок



3. Инструкции по навеске и эксплуатации талевого каната

3.1 Навеска

1. Для соединения нового талевого каната со старым талевым канатом следует пользоваться соединительным зажимом (захватом) с вертлюгом. Это позволит устранить скручивание каната, которое могло возникнуть при наматывании на барабан и перемещении.

2. Никогда не приваривайте новый талевый канат к старому талевому канату.

3. Постарайтесь выполнить навеску нового талевого каната в такой момент бурения, когда есть достаточный вес, чтобы обеспечить посадку (приработку) нового талевого каната и облегчить намотку.

4. Следует снять латунные вставки на якоре неподвижного конца талевого каната и проверить их на соответствие размерам и заменить в случае износа. Канат должен быть правильно запасован в зажим, чтобы исключить его повреждение при затягивании. Затянуть гайки на якоре неподвижного конца талевого каната согласно техническим данным изготовителя. Затяжку необходимо проверить через один-два часа работы.

5. Необходимо обратить особое внимание на то, чтобы предотвратить повреждения талевого каната, такие как перегибы и перекручивания.

3.2 Эксплуатация и спуск обсадных труб

1. Оптимальные параметры эксплуатации талевого каната обеспечиваются при работе в режиме с расчетным коэффициентом от 5 до 7. Высокий расчетный коэффициент (свыше 7) приводит к износу талевого каната за счет усталостных напряжений, поскольку наработка не накапливается так быстро, как при более низких расчетных коэффициентах.

2. При спуске тяжелых нагрузок верхний слой талевого каната может продавить нижние слои каната, намотанного на барабан. Это происходит по причине того, что блок поднимается пустым под очень небольшой нагрузкой, и в результате талевый канат недостаточно плотно наматывается на барабан. После этого на верхний слой талевого каната действует нагрузка, которая раздвигает витки каната более низкого уровня, и позволяет виткам верхнего уровня продавливаться вниз. Эту проблему можно частично устранить путем использования более тяжелого блока или установки анкерных плит.

3. Срок службы каната увеличивается при использовании канатов с меньшим числом струн. Чем меньше число струн, тем меньшая длина каната наматывается на барабан, и тем меньшая длина каната подвергается воздействию перехлестов на барабане. Кроме того, увеличивается длина каната для обрезки. Например, для барабана на 7500 футов (2 286 м) каната: если канат состоит из 12 струн, в оснастке используется около 2200 футов (670,56 м) каната, т.е. для обрезки остается 5300 футов (1615,44 м) каната. При 10 струнах в оснастке используется около 1900 футов (579,12 м) каната, т.е. для обрезки остается 5600 футов (1706,88 м) каната. Это увеличит срок службы каната более чем на 5%.

4. Всегда производите обрезку исходя из общей наработки до и после спуска обсадной колонны.

5. Если расчетный коэффициент при спуске обсадной колонны составляет около 3,0, следует обрезать не менее 200 футов (60,96 м) от оснастки. Следует осмотреть оставшийся канат и, при необходимости, обрезать его еще раз.

6. Если расчетный коэффициент снижен до 2,0 (минимальная допустимая величина согласно стандарту API), следует обрезать не менее 600 футов (182,88 м) от оснастки. После осмотра, при необходимости, следует обрезать канат еще раз.

7. При величине расчетного коэффициента от 2,0 до 3,0, следует обрезать от 200 футов (60,96 м) до 600 футов (182,88 м). После осмотра, при необходимости, следует обрезать канат еще раз.

8. Избегайте выполнять навеску нового талевого каната (или ввод нового каната в систему) непосредственно перед спуском тяжелых обсадных труб. Новые и неиспользованные канаты в большей степени подвержены раздавливанию, чем бывшие в эксплуатации канаты.



4. Руководство по обрезке талевого каната

Срок эксплуатации талевых канатов можно значительно увеличить за счет соблюдения плановой программы обрезки, соответствующей характеру выполняемых работ. Это обеспечивает движение каната в системе, что позволяет равномерно распределить износ по всей длине каната, и снять канат с барабана, когда достигнут предел срока его эксплуатации. При обрезке каната со стороны барабана, новый канат вводится в систему со стороны неподвижного конца каната, что продлевает срок его эксплуатации. При внедрении программы обрезки тщательно соблюдайте приведенные ниже указания.

10-этапное руководство по программе обрезки талевого каната

1. При первых нескольких обрезках обматывайте талевый канат в точке обрезки клейкой лентой для предотвращения развивки.

2. При выполнении обрезки и заправке нового каната в оснастку необходимо удалить всю ленту с неподвижного конца талевого каната. Не допускается протягивать канат через ослабленный зажим, поскольку при этом может произойти перекручивание каната. Зажим следует полностью демонтировать и осмотреть. В случае износа или повреждения заменить зажим.

3. После выполнения обрезки нерабочие витки должны наматываться на барабан с достаточным натяжением, чтобы предотвратить раздавливание или пережимание нижнего слоя.

4. Следует учитывать наработку за счет трения.

5. На плавучих и полупогружных буровых установках с кронблочным компенсатором качки может предусматриваться меньшее значение наработки с учетом дополнительных блоков и дополнительной длины каната на барабане.

6. Длительное бурение в промежутке между спускоподъемными операциями может привести к необходимости обрезки с целью предотвращения максимальной допустимой наработки.

7. Из-за дополнительной массы, при каждой операции на буровой установке наработка канатов верхнего привода больше.

8. Частая обрезка коротких кусков каната позволит смещать точки критического износа, возникающие при интенсивных ударных нагрузках.

9. Обрезка больших кусков каната необходима в случаях, когда длина отрезаемого каната недостаточна, чтобы удалить все части каната, требующие удаления. Это может быть вызвано несоблюдением заданных требований к наработке, ошибкой в расчетах или регистрации наработки. Повреждение каната в любом месте также может потребовать обрезки большого куска.

10. Для предотвращения обрезки больших кусков каната:

a. Определите оптимальную наработку для вашего талевого каната; опыт может указывать на то, что эту величину необходимо изменить. После навески нового каната важно соблюдать программу обрезки. Первые несколько обрезок могут показаться чрезмерными, однако они необходимы для обеспечения продвижения каната в системе с необходимой скоростью.

b. Наработка должна рассчитываться и точно регистрироваться после каждой операции.

c. Осматривайте оборудование, чтобы устранять условия, сокращающие срок его эксплуатации. Неисправности оборудования, такие как разрушение подшипника блока, могут приводить к чрезмерному износу и требовать обрезки больших кусков каната.



5. Как выявить и устранить наиболее распространенные проблемы, связанные с канатами на промысле

5.1 Борьба с повреждениями стального каната за счет раздавливания и трения

Раздавливание.

При намотке стального каната с пересечением предыдущего слоя каната, намотанного на барабан, может происходить его раздавливание, поскольку контакт происходит только в одной точке. Это приводит к повышению давления и повреждению путем нарушения формы сечения каната, его прядей или сердечника -- или всех трех. Новые канаты, и канаты которые не были намотаны на барабан с натяжением, более подвержены раздавливанию.

Помимо этого, раздавливание может произойти в точке начала нового слоя, где канат прижимается к фланцу барабана.

Трение.

По мере намотки каната на барабан, он трется о предыдущий слой в точках перехлеста, что подвергает стороны каната опасности повреждения трением.

Трение чаще всего возникает, когда наматываемый канат попадает в одну и ту же канавку между двумя канатами предыдущего слоя. Оно может возникать также в случаях, когда возникает контакт с соседним канатом из-за неверного угла наклона каната.

5.2 Факторы, влияющие на износ каната

Степень повреждения от трения и раздавливания зависит от различных факторов, таких как конструкция каната, предыдущее использование каната, нагрузка на канат, диаметр барабана, число слоев и шаг канавок.

Намотка в один слой на гладкий барабан с большей вероятностью приведет к более интенсивному износу каната и барабана, чем намотка на барабан с канавками. Барабаны с канавками задают положение нижнего слоя каната, снижая некоторые проблемы, возникающие при намотке.



6. Решения для промыслов

Если возникает проблема раздавливания талевых канатов, одним из возможных решений является увеличение числа струн для снижения нагрузки на стальной канат. Это приведет к увеличению длины оснастки и может сократить срок службы талевого каната. Если раздавливание происходит постоянно, может помочь изменение конструкции барабана.

6.1 Уравновешивающая навивка

Такая навивка сокращает смещение на барабане, что уменьшает повреждения в каждой точке перехода, по сравнению с винтовой или параллельной намоткой. Таким образом уменьшается трение в местах схода каната, а также биение каната. Кроме того, благодаря расположению точек схода на расстоянии полуоборота друг от друга поддерживается равновесие барабана.

6.2 Недостаточное натяжение

Недостаточное натяжение первых двух-трех слоев каната также может привести к износу каната за счет «затягивания» следующих слоев каната. Без достаточного натяжения, витки нижних слоев могут раздвигаться следующими витками. После этого канат верхних слоев оказывается зажат в нижних слоях, что может привести к деформации каната и (или) отдельных проволок.

6.3 Биение

Биение или вибрация каната -- это еще одна проблема, с которой можно столкнуться при высоких скоростях подачи многослойной намотки. Биение возникает из-за поперечного смещения или «заброса» каната в точках пересечения. Когда в точке пересечения на канате образуется волна, она идет по канату и отражается от блока со скоростью, зависящей от веса и натяжения.

Чтобы свести биение к минимуму, можно установить направляющую каната между барабаном и шкивами кронблока.



7. Обеспечение максимальной эффективности эксплуатации стального каната путем регулярных проверок

Несмотря на свою долговечность и прочность, стальные канаты постепенно изнашиваются и через какое-то время должны быть заменены. По этой причине необходимы регулярные проверки.

КАК ЧАСТО СЛЕДУЕТ ПРОВОДИТЬ ПРОВЕРКИ

Все канаты подъемников следует осматривать не реже одного раза в день в ходе их эксплуатации, согласно рекомендации Американского нефтяного института (API), норматив RP54. Канаты подъемников должны проходить тщательную проверку не реже одного раза в месяц с составлением акта проверки. Все стальные канаты, которые соответствуют нижеприведенным критериям замены, следует немедленно заменять. Когда есть сомнения - заменяйте. Затраты незначительны по сравнению с возможными последствиями разрыва каната.



8. Когда следует заменять движущиеся канаты по причине разрыва проволоки

Стальные канаты, использующиеся в качестве подвижных канатов, помимо тартальных, должны заменяться, когда достигнуты следующие критерии по разрыву проволок:

> Канаты с шестью и восемью прядями следует заменять при наличии шести случайным образом распределенных разрывов проволоки в пределах одного витка, или трех разрывов проволоки в одной пряди в пределах одного витка.

> Нескручивающиеся канаты следует заменять при наличии двух случайным образом распределенных разрывов проволоки на отрезке длиной шесть диаметров каната, или четырех случайным образом распределенных разрывов проволоки на отрезке длиной 30 диаметров каната.

Тартальные канаты заменяются при наличии трех разрывов проволоки в пределах одного витка.

КРИТЕРИИ ПРОВЕРКИ КАНАТОВ ДЛЯ БУРОВЫХ РАБОТ

Необходимо регулярно тщательно проверять все участки стального каната на предмет возможного снижения рабочих характеристик. Проверка начинается с тщательной проверки критических точек каната. Критическими точками, в зависимости от применения, являются те точки, где канат подвергается максимальным внутренним напряжениям или наружным воздействиям. Износ каната наиболее вероятен на следующих критических участках, поэтому их следует тщательно проверять:

БАРАБАНЫ. При правильной намотке каната в точках пересечения, схода и начала слоя происходит нормальный износ. Обратите внимание на следы трения по бокам каната; другими словами, на участки каната, которые трутся о нижние витки каната. Может происходить раздавливание верхней и боковых сторон каната. При сильном износе следует вывести канат из эксплуатации. Трение и раздавливание обычно возникают дважды при каждом обороте барабана.

Проверка барабанов также очень важна. Проверяйте барабан на наличие признаков износа, которые могут привести к повреждению стального каната. Все барабаны должны быть гладкими, без неровностей. Проверьте минимальное число неподвижных витков, которые остаются на барабане, характеристики намотки каната и состояние фланцев.

БЛОКИ. Очень важно проверять стальные канаты, проходящие по блокам системы, на отсутствие разрывов проволоки. (См. раздел, посвященный разрывам проволоки, на соседней странице.)

Канавки имеют тенденцию к износу с уменьшением ширины, особенно при высоких нагрузках. С помощью калибра проверьте размеры и гладкость канавок всех блоков. Слишком узкие или тесные канавки могут привести к защемлению и увеличению истирания, в то время как слишком широкие канавки могут привести к расплющиванию каната -- и то и другое ведет к сокращению срока службы каната. Следует также проверять на наличие неровностей, сломанных или выщербленных фланцев, трещин в ступицах и спицах, признаков контакта каната с защитными пластинами, подшипниками и валом блока, нарушение круглой формы и соосности с другими блоками -- все эти признаки являются основаниями для замены.

КРЕПЛЕНИЕ КОНЦОВ. Движение каната у закрепленных концов ограничено и подвержено усталостным напряжениям, возникающим при гашении вибраций каната. Следует проверять эти участки с шилом, чтобы искать разрывы проволоки, в случае обнаружения более одного разрыва следует заменить канат. Следует также проверить сам узел крепления.

ПРОЧИЕ ВАЖНЫЕ ДЛЯ ПРОВЕРКИ УЧАСТКИ:

НАЧАЛЬНЫЕ ТОЧКИ. Участки каната, контактирующие с блоками или барабанами при приложении начальной нагрузки.

ВОЗДЕЙСТВИЕ ТЕПЛА Если канат входит в контакт с электрической дугой, следует немедленно заменить весь канат. Несмотря на то, что повреждение может быть незаметным, электрическая дуга может повлиять на характеристики каната, поэтому канат следует заменить.

ТОЧКИ ИНТЕНСИВНОГО ИЗНОСА Проверьте канат на наличие блестящих мест, где он подвергается интенсивному трению и истиранию.

КОГДА СЛЕДУЕТ ЗАМЕНЯТЬ НЕПОДВИЖНЫЕ КАНАТЫ ПО ПРИЧИНЕ РАЗРЫВА ПРОВОЛОКИ

Стальные канаты, находящиеся в неподвижном состоянии, такие как оттяжки, канаты для аварийного спуска и подвесные канаты, должны заменяться в любом из нижеперечисленных случаев:

> При наличии трех разрывов проволоки в пределах одного витка.

> При наличии более чем одного разрыва проволоки у концевых соединений.

> Наличие разрывов проволоки в канавке между прядями каната.

ДРУГИЕ ПРИЧИНЫ ЗАМЕНЫ КАНАТОВ

Разрывы проволоки являются лишь одним из видов износа стальных канатов. Другие причины вывода стальных канатов из эксплуатации перечислены ниже:

> Точечная коррозия проволоки.

> Коррозия проволоки на концевых соединениях.

> Концевые соединения, поврежденные коррозией, растрескавшиеся, изогнутые или неправильно установленные.

> Признаки перекручивания, раздавливания, разрезов, корзинообразных деформаций или разрывов сердечника.

> Износ, превышающий одну треть исходного диаметра проволоки.

> Сильное уменьшение диаметра каната.

> Признаки термического повреждения.

> Существенное увеличение длины витков.

КАК ОБНАРУЖИТЬ РАЗРЫВЫ ПРОВОЛОКИ

Одним из наиболее частых признаков износа каната являются разрывы проволоки, которые, как правило, возникают на наружных проволоках на вершине прядей.

ДВИЖУЩИЕСЯ КАНАТЫ. Из-за контакта с блоками и барабанами, наружный износ движущихся канатов, как правило, более интенсивный, чем у неподвижных канатов. Это может привести к разрывам наружных проволок, что проще всего выявить при проверке. Гораздо труднее обнаружить разрывы проволоки в канавках. Они могут возникать при использовании канатов с блоками малого диаметра, при слишком узких канавках блоков, высоких нагрузках и других сложных условиях эксплуатации. В ходе проверки следует уделять особое внимание зонам каната, контактирующим с блоками и барабанами при приеме нагрузки. Если есть основания подозревать наличие разрывов проволоки в канавках, например, уменьшение диаметра каната или удлинение витков каната, следует выполнить проверку согласно инструкции для неподвижных канатов, изложенной ниже.

НЕПОДВИЖНЫЕ КАНАТЫ . В большинстве случаев разрывы проволоки в неподвижных канатах являются внутренними (в канавках) и возникают в точках соприкосновения проволок. Проверка не обнаружит наружного износа и, соответственно, не обнаружит причин для разрывов наружных проволок. Большинство проблем, связанных с разрывом проволоки в неподвижных канатах возникают у концевых элементов или в других точках, ограничивающих движение, где происходит гашение вибраций.

ПРОВЕРКА НА РАЗРЫВЫ ПРОВОЛОКИ В КАНАВКАХ ПРОИЗВОДИТСЯ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ

1. В первую очередь следует ослабить канат до стационарного положения и сдвинуть точки восприятия нагрузки с блоков. Очистить поверхность каната тряпкой, или проволочной щеткой в случае необходимости, чтобы можно было увидеть все разрывы.

2. Согнуть канат, чтобы обнаружить все разрывы проволоки, скрытые в канавках между прядями.

3. Осмотреть на наличие разрывов проволоки. Одним из способов проверки на наружные разрывы является протирка каната тряпкой, которая будет цепляться в местах разрывов.

4. С помощью шила раздвиньте проволоку и пряди, поднимите все проволоки, которые прилегают неплотно. В случае обнаружения внутренних разрывов проволоки может потребоваться более тщательная проверка каната.

Дополнительные требования и данные см. в последнем издании нормативов:

> API RP 2D: Рекомендованная методика эксплуатации и технического обслуживания кранов на морских сооружениях

> API RP 9B: Рекомендованная методика по применению, обслуживанию и использованию стальных канатов для нефтяных промыслов

> API RP 54: Рекомендованная методика по технике безопасности при нефтегазовом бурении и техническом обслуживании

> ASME B30.5: Передвижные и рельсовые краны (критерии замены крановых канатов)

Проверяйте ваше оборудование

ПОМИМО ТЩАТЕЛЬНОЙ ПРОВЕРКИ КАНАТА, РЕГУЛЯРНО ВЫПОЛНЯЙТЕ СЛЕДУЮЩИЕ ПРОВЕРКИ ОБОРУДОВАНИЯ.

1. Проверьте талевый блок и шкивы кронблока. Если глубина или ширина канавок указывают на сильный износ, следует заменить или отремонтировать шкивы (особенно шкив ходового конца).

2. Проверьте размеры и гладкость покрытия барабана. Если оно изношено или деформировано, следует его заменить или отремонтировать. 3. Необходимо периодически проверять натяжные пластины, натяжные ролики и направляющий ролик. 4. Необходимо заменить канат, если он соответствует критериям списания, установленным в нормативе API RP54.

ГАРАНТИЯ

Все гарантии качества, эксплуатационных характеристик или пригодности стального каната к использованию, как явно выраженные, так и подразумеваемые, всегда исходят из того, что указанные величины прочности относятся только к новому, неиспользованному канату, что данный канат используется на исправном оборудовании соответствующей конструкции, что хранение, обращение, применение, обслуживание канатов производятся согласно установленным требованиям, с проведением регулярных проверок в период их эксплуатации. Продавец ни при каких обстоятельствах не несет ответственности за косвенный или случайный ущерб, или за последующие претензии, в том числе, помимо прочего, связанные с травмами, трудозатратами или потерями прибыли, возникающими из-за применения указанных изделий, или включения данных изделий в качестве компонента в состав каких-либо других изделий.

Размещено на Allbest.ru

...