13. ОСОБЕННОСТИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
ТИПОВОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
Диагностирование оборудования различных типов осуществляется по определенным программам (алгоритмам). Индивидуальная программа технического диагностирования разрабатывается на основе типовой (см. 1.6) с учетом конструктивных особенностей конкретного оборудования. Ниже рассмотрены программы и особенности диагностирования некоторых типов основного технологического оборудования нефтегазовой промышленности
13.1. Диагностирование буровых установок
Буровые установки представляют собой сложные технические системы, включающие комплекс машин, механизмов и сооружений. Техническое состояние буровой установки определяется состоянием ее составляющих, в том числе: основных грузоподъемных механизмов (лебедка, талевая система); металлоконструкций вышки; вспомогательных механизмов для выполнения спуско-подъемных операций на буровой площадке и приемных мостках; сосудов систем пневмооборудования установки, работающих под давлением; циркуляционных систем приготовления и подачи буровых растворов; комплекса приводов буровых роторов и другого оборудования.
Диагностирование (в НТД чаще используется термин «обследование») буровых установок производится с целью оценки их технического состояния как в период расчетного срока службы, так и выработавших свой расчетный ресурс.
При истечении нормативного срока эксплуатации обследование является обязательной процедурой и проводится с определенной периодичностью.
В соответствии с РД, разработанными АО «Уралмаш» и Волгоградским заводом буровой техники, предусматривают три вида обследования буровых установок с истекшим сроком эксплуатации: первичное, повторное и внеочередное.
Первичное обследование проводят по истечении нормативного срока эксплуатации, установленного заводом-изготовителем оборудования (обычно 7 лет с начала эксплуатации). Период, на который Может быть продлен срок службы бурового оборудования, устанавливают исходя из требований нормативных документов и фактического состояния оборудования.
Повторное обследование проводят по истечении срока, установленного первичным обследованием. Количество повторных обследований не ограничивается. Срок до последующих обследований назначают не более трех лет. Возможность дальнейшей эксплуатации определяют общим состоянием бурового оборудования, экономическими показателями и затратами на ремонт.
Внеочередное обследование буровых установок проводят в следующих случаях:
если в процессе эксплуатации наблюдается неоднократное появление дефекта в узлах металлоконструкций и механизмах;
при наличии деформаций, возникающих в результате высоких
динамических нагрузок, переподъема, пожара и т.п.;
если буровая установка подлежит перемонтажу или реконструкции.
Обследованию подвергают буровые установки, находящиеся в рабочем состоянии и установленные на месте эксплуатации, в том числе буровые вышки, основание буровой установки, установленное на них оборудование, устройство для подъема вышек, а также электрооборудование и электроаппаратуру. Вышку можно обследовать как в вертикальном, так и в горизонтальном положении. Решение об этом принимает экспертная комиссия.
При проведении обследования выполняют следующие основные работы:
• ознакомление с технической эксплуатационной и ремонтной документацией буровой установки и ее анализ;
• внешний осмотр комплекса буровой установки, характеризующий визуально общее состояние металлоконструкций, механизмов, агрегатов, электро -, гидро - и пневмооборудования, проверку комплектности буровой установки;
• проверку состояния основных несущих элементов металлоконструкций с применением методов неразрушаюшего контроля;
проверку состояния механизмов, агрегатов, канатов, канатноблочных систем и других узлов и деталей с проведением необходимых измерений величины износа элементов механизмов;
проверку состояния электрооборудования, электроаппаратуры,
приборов безопасности, гидро- и пневмооборудования;
отбор проб образцов (при необходимости) для химического анализа и проверки механических свойств несущих элементов металлоконструкций.
Необходимость определения химического состава и механических свойств металла может возникнуть в следующих случаях:
в паспортах на конструкции буровой установки отсутствуют документы, удостоверяющие марку, химический состав и механические свойства металла на основные несущие и вспомогательные элементы металлоконструкций;
температурный режим эксплуатации буровой установки, указанный в паспорте конструкций, не соответствует температурному режиму, указанному в документах (сертификатах и др.) для данных марок сталей;
если в проверяемом элементе возникли трещины;
когда необходимо определение фактического состояния металла в металлоконструкциях для оценки усталости металла.
После полного проведения обследования технического состояния буровой установки и устранения всех обнаруженных неисправностей (в случае принятия комиссией решения о необходимости испытаний) проводят контрольные статические испытания буровой установки, а также контрольные статические и динамические испытания вспомогательного грузоподъемного оборудования. Измерение обнаруженных при визуальном осмотре деформаций балок, ферм и других элементов металлоконструкций буровой установки выполняют с помощью натянутой струны, относительно которой заверяют расстояние до соответствующего элемента металлоконструкции. Струну натягивают параллельно элементу на некотором расстоянии, позволяющем обойти имеющиеся на конструкции выступы (кронштейны, фланцы и пр.).
Скручивание балок, ферм и других горизонтально расположенных конструкций определяют с помощью отвесов с замером расстояния от кромок верхнего и нижнего поясов до отвеса в 3-4 сечениях, равномерно расположенных по пролету между опор. Проверку перпендикулярности вертикально расположенных конструкций производят с помощью отвеса или с применением теодолита и реек. При обнаружении дефектов или признаков их наличия на участках элементов металлоконструкций или сварных швов эти зоны очищают от грязи, краски, пыли, а также продуктов коррозии до металлического блеска. Для наиболее объективного получения
информации о дефектах применяют неразрушающие методы контроля.
При выявлении трещин следует обратить внимание на направления развития трещин и их распространение на следующие элементы:
стыковые соединения;
фланцевые соединения;
узлы примыкания элементов конструкций;
стыки поясов;
зоны резкого перехода сечений;
сварные швы, расположенные поперек действующего в растянутых элементах усилия;
зоны сближения сварных швов менее 50 мм;
болтовые соединения.
Особое внимание обращают на места, подвергшиеся ранее ремонту с применением сварки, выполненной в процессе эксплуатации буровой установки. Контролируют состояние сварного шва и околошовную зону (шириной 20...30 мм), так как здесь возможно образование вторичных трещин из-за некачественных швов, полученных при определенных неудобствах выполнения сварочных работ.
Степень поражения металла коррозией определяют путем сравнения размеров толщин элементов металлоконструкции в пораженном коррозией месте с неповрежденным сечением элемента. При этом контроль осуществляют или непосредственным измерением толщины открытого сечения элемента стандартным мерительным инструментом, или с помощью ультразвукового толщиномера для замкнутых сечений. Допускаемые минимальные толщины стенок не должны быть менее 80 % от их номинальной толщины.
При контроле болтовых соединений особое внимание обращают на наличие подкладок, зазоры по стыкам, затяжку болтов (100 % контроль), наличие предохраняющих против отвинчивания элементов: пружинных шайб, отгибных шайб, контргаек, шплинтов и пр., степень поражения коррозией крепежных деталей.
Наличие трещин в болте устанавливается визуально или, при отсутствии внешних признаков трещин, средствами неразрушающего контроля. При обнаружении хотя бы одного болта с трещиной производится контроль всех болтов контролируемого соединения путем осмотра при последовательном их вывинчивании.
При обнаружении ослабленного болта производится его затяжка динамометрическим ключом или специальным ключом с контролем крутящего момента заданной величины. В каждом болтовом соединении несущих элементов металлоконструкции контролируется затяжка всех болтов.
Пальцы и оси, соединяющие элементы металлоконструкций, при выявлении повреждений фиксирующих элементов (ригелей, торцевых шайб, гаек и т.п.), что является свидетельством наличия осевых усилий в соединении, следует демонтировать и подвергнуть их и их посадочные места тщательному осмотру на предмет выявления дефектов.
Наряду с металлоконструкциями обследованию должны быть подвергнуты следующие основные объекты оборудования буровой установки:
буровые лебедки, барабаны, валы, редукторы;
тормозные устройства (ленточные, гидродинамические и электромагнитные тормоза, рукоятки тормозные);
агрегаты талевой системы (кронблоки, талевые блоки, шкивы, крюки и специальные подвески, устройства для крепления неподвижной ветви талевого каната);
талевые канаты;
муфты (постоянные, сцепные, электромагнитные);
цепные передачи (звездочки, цепи);
карданные валы;
вертлюги;
буровые роторы с трансмиссией;
манифольд;
оборудование циркуляционной системы;
комплекс дизель-гидравлического привода;
дополнительные механизмы, обеспечивающие спуско-подъемные операции (ключи для свинчивания и развинчивания свечей, устройства для удаления колонны бурильных труб, пневмораскрепители, вспомогательные лебедки);
буровые насосы;
приводы буровых установок (механические, гидравлические и
пневматические);
тали вспомогательных грузоподъемных устройств;
лебедки вспомогательные;
компенсаторы монтажные;
система пневмоуправления;
• сосуды, трубопроводы и т.п., работающие под давлением.
Обследование состояния механизмов, канатно-блочных систем грузозахватных приспособлений и других объектов оборудования включает следующие этапы:
визуальный внешний осмотр всех без исключения агрегатов, узлов и деталей объектов оборудования и проверка их состояния без разборок;
проверка состояния агрегатов и их элементов, связанная с разборкой и инструментальными измерениями дефектов и неисправностей;
анализ обнаруженных неисправностей и составление заключения по результатам обследования.
После предварительного внешнего контроля агрегатов, узлов и доступных для осмотра открытых деталей производят вскрытие смотровых крышек или разборку механизмов для проверки их состояния и проведения инструментальных измерений обнаруженных неисправностей. Необходимость разборки соответствующего механизма дополнительно обусловливается также появлением повышенного шума или вибрации, повышенной температурой нагрева. Состояние подшипников наиболее эффективно оценивается по результатам контроля их вибрации.
При обследовании гидро- и пневмооборудования буровых установок руководствуются соответствующими инструкциями по эксплуатации предприятий-изготовителей. Перечисленное оборудование и трубопроводы при этом испытываются на функционирование.
Обследование состояния электрооборудования и электроаппаратуры включает следующие этапы:
внешний осмотр электрооборудования и электроаппаратуры и проведение необходимых для безопасной работы проверок (измерений);
проверка функциональной работоспособности электрооборудования и электроаппаратуры;
разборка (при необходимости) с проведением электрических и
механических измерений для подтверждения возможности нормаль
ной эксплуатации электрооборудования и электроаппаратуры.
Измеряется величина сопротивления изоляции с целью обеспечения безопасности работы электрооборудования и обслуживающего Персонала, а также сопротивления резисторов — с целью обеспечения соответствующих характеристик электродвигателей. Проверка Величин растворов и провалов главных и вспомогательных контактов пускателей, контакторов и реле панелей управления осуществляется измерением величин растворов и провалов и сопоставлением их с требуемыми значениями, указанными в инструкции по эксплуатации или других технических документах на проверяемую аппаратуру. Степень износа главных и вспомогательных контактов , пускателей, реле и контакторов не должна превышать 50 % первоначальной толщины контакта.
Правильность установки и прилегания щеток проверяется визуально. При нормальном прилегании щетки должны иметь блестящую поверхность по всей площади соприкосновения с контактными кольцами.
По результатам внешнего осмотра и проведения необходимых измерений принимается решение о проверке работоспособности электрооборудования буровой установки под напряжением, а также проверке всех видов защиты и конечных ограничителей, предусмотренных паспортом буровой установки, в том числе нулевой, аварийной и максимальной защиты, конечных выключателей, ограничителей предельных нагрузок, блокировок от работы буровых насосов на закрытый (замерзший, забитый раствором) манифольд и т. п.
Проверка регулировки и настройки электроаппаратуры включает контроль величин параметров срабатывания максимальных и тепловых реле, реле времени и др., которые должны соответствовать данным, приведенным в таблицах на электрических принципиальных схемах.
Контроль работы основного и вспомогательного механизмов включает проверку:
работоспособности механизмов;
обеспечения механизмами доводочных (посадочных) скоростей;
повышенной скорости подъема и спуска легких грузов;
обеспечения ступенчатого и автоматического разгона и торможения;
реверсирования электродвигателей;
работы ограничителя грузоподъемности.
Контроль и регулировочные работы проводятся в соответствии с инструкцией по эксплуатации механизмов буровой установки.
После устранения всех неисправностей, обнаруженных в процессе обследования, и только в том случае, если имеются сомнения, что результаты обследования недостаточны для решения вопроса о дальнейшей эксплуатации буровой установки, проводятся ее испытания под нагрузкой.
Перед испытанием буровая вышка должна быть отцентрована. Смещение талевой системы относительно центра ротора свыше 50 мм не допускается. На кронблочной площадке вышки должны быть установлены в двух плоскостях и закреплены нивелирные рейки. Показывающий и контрольный индикаторы веса, оттарированные с учетом диаметра талевого каната и величины испытательной нагрузки, должны располагаться в удобном для наблюдения месте на вышке или основании. При проведении испытаний допускается использование тензометрических и других способов измерений, дающих достоверные результаты.
На территории буровой установки на расстоянии, превышающем высоту вышки на 10 м, устанавливаются наблюдательные пункты, снабженные теодолитами, нивелирами или другими оптическими приборами.
Измерения величины прогиба элементов в процессе испытания производятся нивелированием или визированием с помощью теодолита, а измерения отклонения наголовника вышки от вертикали — отвесом или теодолитом.
Общая схема крепления талевой системы к основанию вышки приведена на рис. 13.1.
Натяжение талевой системы осуществляется буровой лебедкой с помощью вспомогательного привода или при помощи трактора. Управление двигателем вспомогательного привода лебедки должно производиться с пульта, вынесенного за пределы вышки на расстояние, превышающее высоту вышки не менее чем на 10 м. Схема нагружения вышки приведена на рис. 13.2.
На территории буровой установки на расстоянии, превышающем высоту вышки на 10 м, устанавливаются наблюдательные пункты, снабженные теодолитами, нивелирами или другими оптическими приборами.
Измерения величины прогиба элементов в процессе испытания производятся нивелированием или визированием с помощью теодолита, а измерения отклонения наголовника вышки от вертикали — отвесом или теодолитом.
Общая схема крепления талевой системы к основанию вышки приведена на рис. 13.1.
Рис. 13.1. Общая схема
крепления талевой системы к основанию вышки
Соединение крюка или автоматического элеватора талевой системы буровой установки с опорными частями подвышечного основания осуществляется с помощью стропов и канатов (рис. 13.3). Длина канатной петли (рис. 13.4) принимается равной 30...45 м для вышек высотой до 41 м и 40...50 м для вышек высотой до 53 м, длина стропов 11..15 м.
В процессе испытания буровых установок испытательные нагрузки должны прикладываться плавно в три этапа. На каждом этапе испытания производятся замеры отклонения наголовника и усадка вышки в нагруженном состоянии и после снятия нагрузки.
Для различных этапов нагружения рекомендуются следующие значения испытательных нагрузок:
где -допускаемая паспортная нагрузка на крюке, кН.
Достарыңызбен бөлісу: |