RU73019U1

RU73019U1 - COMPLETE TEST STAND FOR TESTING MOBILE DRILLING EQUIPMENT AND RELATED EQUIPMENT

Info

Publication number: RU73019U1
Application number: RU2007131559/22U
Authority: RU
Inventors: Валерий Иосифович Козишкурт; Владимир Васильевич Верещагин; Александр Николаевич Федоров
Original assignee: ОАО "Специальное конструкторское бюро транспортного машиностроения" (ОАО "Спецмаш")
Priority date: 2007-08-20
Filing date: 2007-08-20
Publication date: 2008-05-10

Abstract

Полезная модель «Комплексный стенд для испытаний мобильной буровой техники и сопутствующего оборудования» относится к области машиностроения, преимущественно к области испытаний грузоподъемной техники, а более конкретно - к стендам для испытаний мобильных буровых установок статическим и динамическим нагружением. Он может быть использован и в других механизмах, где требуется создание больших усилий, перемещение больших грузов, испытание конструкций на прочность и тарировка аппаратуры. Комплексный стенд позволяет с одного установа испытываемого объекта, соответствующего установке в эксплуатации, оценить его прочностные характеристики, скоростные характеристики подъема-опускания груза, провести проверку и настройку ограничителя высоты подъема груза и ограничителя грузоподъемности. Для проведения указанных проверок необходима только перецепка крюкоблока с одного нагрузочного устройства на другое. Регулирование нагрузки на крюкоблок при статическом нагружении меняется ручным изменением настройки клапана нагрузки насосной станции в диапазоне от 0 до 250 тонн. При динамических испытаниях лебедочные механизмы испытываемого объекта через траверсу и талевую систему стенда поднимают и опускают нагрузочную тележку с грузом. При этом изменение нагрузки производится The utility model "Integrated test bench for testing mobile drilling equipment and related equipment" refers to the field of engineering, mainly to the field of testing of lifting equipment, and more specifically to test stands for testing mobile drilling rigs by static and dynamic loading. It can be used in other mechanisms where it is necessary to create great efforts, move large loads, test structures for strength and calibrate the equipment. The complex stand allows, from one installation of the test object, corresponding to the installation in operation, to evaluate its strength characteristics, high-speed characteristics of lifting and lowering the load, to check and adjust the limiter of the height of lifting of the load and load limiter. To carry out these checks, only the hook block transfer from one loading device to another is necessary. Regulation of the load on the hook block under static loading is changed by manually changing the settings of the load valve of the pumping station in the range from 0 to 250 tons. During dynamic tests, the winch mechanisms of the test object through the traverse and the hoist system of the stand raise and lower the load trolley with the load. In this case, a change in load is made

ступенчато методом установки мерных грузов на тележку (груз до 50 тонн соответствует 200 тоннам на крюке объекта). Измерительно-вычислительный комплекс стенда позволяет в режиме реального времени производить замеры и запись измеряемых параметров: - нагрузки на крюке, - давления в гидросистеме стенда и испытываемого объекта, - напряжений в узлах испытываемого объекта, - скорости движения груза, - регистрирует показания датчика усилия объекта.stepwise by the method of installing measured loads on a trolley (a load of up to 50 tons corresponds to 200 tons on the hook of the object). The measuring and computing complex of the stand allows real-time measurements and recording of the measured parameters: - load on the hook, - pressure in the hydraulic system of the stand and the test object, - stresses in the nodes of the test object, - speed of the load, - records the readings of the object's force sensor.

Description

1. Область техники, к которой относится полезная модель.1. The technical field to which the utility model relates.

Заявляемая модель относится к области машиностроения, преимущественно к области испытаний грузоподъемной техники, а более конкретно к стендам для испытаний грузоподъемного оборудования статическим и динамическим нагружением. Она может быть использована и в других механизмах, где требуется создание больших усилий, перемещение больших грузов, испытание конструкций на прочность, тарировка аппаратуры.The inventive model relates to the field of engineering, mainly to the field of testing of hoisting equipment, and more specifically to stands for testing hoisting equipment by static and dynamic loading. It can be used in other mechanisms where it is necessary to create great efforts, move large loads, test structures for strength, and calibrate the equipment.

2. Уровень техники.2. The prior art.

Конструкции стендов по статическому и динамическому нагружению зависят от требований по создаваемому усилию и скорости перемещения груза. Сведения о различных конструкциях и технических характеристиках приводятся в справочниках, специализированных печатных изданиях, на сайте www.sibpatent.ru в разделе технологии.Designs of stands for static and dynamic loading depend on the requirements for the created force and the speed of movement of the load. Information on various designs and technical characteristics is given in reference books, specialized print media, on the website www.sibpatent.ru in the technology section.

Аналогом является «Площадка по испытанию вышки мачтового типа агрегатов и подъемников для подземного и капитального ремонта скважин» (код ГРНТИ 524725), в состав которой входят рама установки агрегата, гидроцилиндры нагружения с полиспастом и подвижной балкой, гидростанция с измерительной и регулирующей The analogue is the “Platform for testing the mast tower of aggregates and elevators for underground and overhaul of wells” (GRNTI code 524725), which includes the unit’s installation frame, loading hydraulic cylinders with pulley block and movable beam, hydraulic station with measuring and regulating

аппаратурой. Недостатком данной конструкции является возможность проведения испытаний только статическим нагружением.equipment. The disadvantage of this design is the ability to conduct tests only by static loading.

3. Сущность заявляемой полезной модели.3. The essence of the claimed utility model.

Сущность заявляемой полезной модели «Комплексный стенд для испытаний мобильной буровой техники и сопутствующего оборудования» заключается в том, что стенд дополнительно содержит ферму и нагрузочную тележку, движущуюся вдоль фермы, которая соединена талевой системой с траверсой и обеспечивает нагружение лебедки буровой установки в динамике регулируемой нагрузкой.The essence of the claimed utility model "Integrated stand for testing mobile drilling equipment and related equipment" is that the stand additionally contains a truss and a loading trolley moving along the truss, which is connected by a tackle system to the traverse and provides loading of the winch of the rig in dynamics with an adjustable load.

Техническим результатом является то, что создание данного устройства позволяет проводить полный комплекс статических и динамических испытаний мобильных буровых установок грузоподъемностью от 30 до 200 тонн.The technical result is that the creation of this device allows for a full range of static and dynamic tests of mobile drilling rigs with a lifting capacity of 30 to 200 tons.

Применение фермы с нагрузочной тележкой, объединенной основанием со стендом статического нагружения, позволяет проведение полного объема испытаний без переустановки испытываемых объектов и позволяет проводить нагрузочные испытания различных силовых металлоконструкций, в том числе стационарных рабочих площадок, обеспечивает максимальное приближение условий испытаний к эксплуатационным условиям и позволяет оценить выполнение требований «Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности» ПБ 08-624-03.The use of a truss with a loading trolley, combined with a base with a static loading stand, allows carrying out the full scope of tests without reinstalling the test objects and allows carrying out stress tests of various power metal structures, including stationary work platforms, ensures maximum approximation of the test conditions to operational conditions and allows to evaluate the performance requirements of the "Safety Rules in the Oil and Gas Industry" ПБ 08-624-03.

Нагружение установок с приложением нагрузки к крюкоблоку позволяет оценить конструкцию машины в реальных условиях, при этом обеспечивается постепенное увеличение нагрузки до максимальной с учетом коэффициента 1,25 согласно требованиям Правил ПБ 08-624-03.The loading of the plants with the load applied to the hook block allows you to evaluate the design of the machine in real conditions, while providing a gradual increase in load to the maximum taking into account the coefficient of 1.25 in accordance with the requirements of Rules PB 08-624-03.

Динамическая часть стенда позволяет оценить скоростные тяговые характеристики машин, при этом также обеспечивается пошаговое изменение нагрузки до номинальной и производится настройка механизма ограничения грузоподъемности и механизма ограничения высоты подъема груза.The dynamic part of the stand allows you to evaluate the high-speed traction characteristics of the machines, while also providing a step-by-step change in load to the nominal value and adjusting the load limiting mechanism and the load lifting height limiting mechanism.

Измерительно-вычислительный комплекс стенда позволяет в режиме реального времени вести контроль за нагрузкой на крюке, отклонением оголовка вышки 16 при изменении нагрузки, скоростным режимом перемещаемого груза на крюке, параметрами привода лебедки.The measuring and computing complex of the stand allows real-time monitoring of the load on the hook, the deviation of the head of the tower 16 when the load changes, the high-speed mode of the transported load on the hook, winch drive parameters.

Устройство комплексного стенда показано на Фиг.1The device of the integrated stand shown in figure 1

Обозначения на фигуре 1Designations in figure 1

1 - Основание стенда (площадка для установки объекта испытаний),1 - The base of the stand (site for the installation of the test object),

2 - Якорь,2 - Anchor,

3 - Гидроцилиндры нагружения,3 - loading hydraulic cylinders,

4 - Стойка,4 - Stand

5 - Траверса,5 - Traverse,

6 - Лестницы обслуживания,6 - Service stairs

7 - Ферма,7 - Farm

8 - Нагрузочная тележка,8 - loading trolley,

9 - Талевая система,9 - Tackle system,

10 - Портал загрузки тележки,10 - Portal loading carts,

11 - Гидросистема стенда,11 - Stand hydraulic system,

12 - Гидравлическая насосная станция,12 - Hydraulic pump station

13 - Измерительно-вычислительный комплекс,13 - Measuring and computing complex,

14 - Растяжки фермы,14 - Farm Stretch Marks,

15 - Траверса,15 - Traverse,

16 - Оголовок вышки.16 - The head of the tower.

4. Описание полезной модели.4. Description of the utility model.

Стенд состоит из бетонного основания стенда 1, армированного стальными плитами, на которое устанавливается испытываемая техника, якоря 2, за который через траверсу 15 закреплены два гидроцилиндра нагружения 3, верхняя часть штоков гидроцилиндров также соединена между собой траверсой 15, в которой установлена ось для соединения с крюкоблоком испытываемой машины или нагрузочным устройством. Гидроцилиндры нагружения 3 трубопроводами гидросистемы стенда 11 соединены с гидравлической насосной станцией 12, состоящей из электроприводного гидронасоса, маслобака, гидроаппаратуры управления, контрольных приборов. Описанная часть стенда предназначена для статического нагружения испытываемых объектов.The stand consists of a concrete base of the stand 1, reinforced with steel plates, on which the equipment under test is installed, anchors 2, for which two loading hydraulic cylinders 3 are fixed through the cross beam 15, the upper part of the hydraulic cylinder rods is also connected to each other by a cross beam 15, in which an axis for connection with hook block of the tested machine or load device. Hydraulic loading cylinders 3 pipelines of the hydraulic system of the stand 11 are connected to a hydraulic pump station 12, consisting of an electric drive hydraulic pump, oil tank, control hydraulic equipment, control devices. The described part of the stand is intended for static loading of the tested objects.

Вторая часть стенда состоит из фермы 7, талевой системы 9 с четырехкратным полиспастом, нагрузочной тележки 8, подвижной траверсы 5 с узлом соединения с крюкоблоком, стойки 4 для удерживания траверсы 5 в нерабочем положении, лестниц The second part of the stand consists of a farm 7, a tackle system 9 with a four-time pulley block, a loading trolley 8, a movable yoke 5 with a connection unit with a hook block, a rack 4 for holding the yoke 5 in an inoperative position, stairs

обслуживания 6 и растяжек фермы 14. Вторая часть стенда предназначена для динамических испытаний объектов.maintenance 6 and extensions of the farm 14. The second part of the stand is designed for dynamic testing of objects.

Измерительно-вычислительный комплекс обслуживает обе части стенда и состоит из измерительных датчиков, устанавливаемых на испытуемом объекте, аппаратуры приема и обработки данных и ПВМ, обеспечивающей запись измерений. На дисплее ПВМ отображается измеряемая информация в реальном времени.The measuring and computing complex serves both parts of the test bench and consists of measuring sensors installed on the test object, data receiving and processing equipment, and FDA, which provides recording of measurements. The FDA displays the measured information in real time.

Стенд работает следующим образом.The stand works as follows.

При испытаниях статическим нагружением:When tested by static loading:

Испытываемый объект устанавливается на основание стенда 1 и крепится согласно Руководству по эксплуатации на объект испытаний. Гидроцилиндры нагружения 3 стенда выводятся в крайнее верхнее положение и траверсой 5 соединяются с крюкоблоком объекта. В штоковую полость гидроцилиндров нагружения 3 подается масло от гидравлической насосной станции 12 с плавным нарастанием давления, что обеспечивает создание любой нагрузки в диапазоне от 0 до 250 тонн. Создаваемая нагрузка регулируется аппаратурой гидравлической насосной станции 12 стенда. Измеряемые параметры от датчиков, установленных на объекте, поступают на ПВМ, где записываются и могут отображаться в режиме реального времени. Могут устанавливаться тензометрические датчики для измерения напряжений, датчики усилия на тросе, датчики давления в The test object is installed on the base of the bench 1 and is mounted according to the Operation manual for the test object. The loading hydraulic cylinders 3 of the stand are brought to the highest position and the beam 5 is connected to the hook block of the object. Oil is supplied to the rod cavity of loading hydraulic cylinders 3 from a hydraulic pump station 12 with a smooth increase in pressure, which ensures the creation of any load in the range from 0 to 250 tons. The created load is regulated by the equipment of the hydraulic pump station 12 of the stand. The measured parameters from the sensors installed on the object are fed to the FDA, where they are recorded and can be displayed in real time. Strain gauges for measuring stresses, force sensors on the cable, pressure sensors in

гидросистеме объекта и стенда. При нагружении объекта измеряется также отклонение оголовка вышки 16 объекта.hydraulic system of the facility and stand. When loading the object, the deviation of the head of the tower 16 of the object is also measured.

При статических испытаниях проверяется прочность конструкции, эффективность тормозов объекта, работа ограничителя грузоподъемности.During static tests, the structural strength, the brake performance of the object, the operation of the load limiter are checked.

При динамических испытаниях:In dynamic tests:

Испытываемый объект устанавливается на основание стенда 1 и крепится согласно Руководству по эксплуатации на объект испытаний. Крюкоблок объекта крепится к траверсе 5 талевой системы 9 стенда. В нагрузочную тележку 8 через портал загрузки тележки 10 загружаются мерные грузы (суммарно до 50 тонн, что соответствует 200 тоннам на крюке объекта). На объекте включается привод талевой системы и крюкоблок через траверсу 5, талевую систему 9 стенда поднимает (опускает) нагруженную тележку 8 внутри фермы 7, имитируя операции спуска-подъема в реальных условиях. При этом измеряется скорость движения груза и проверяется эффективность тормозов.The test object is installed on the base of the bench 1 and is mounted according to the Operation manual for the test object. The hook block of the object is attached to the traverse 5 of the tackle system 9 of the stand. Measured loads are loaded into the loading trolley 8 through the loading portal of the trolley 10 (up to 50 tons in total, which corresponds to 200 tons on the hook of the object). On the object, the drive of the tackle system and the hook block are turned on through the crosshead 5, the tackle system 9 of the stand raises (lowers) the loaded trolley 8 inside the truss 7, simulating the operation of lowering and raising in real conditions. In this case, the speed of the cargo is measured and the effectiveness of the brakes is checked.

При динамических испытаниях выставляется и проверяется на объекте ограничение высоты подъема груза, а также настраивается и проверяется система управления лебедки объекта.During dynamic tests, the lifting height limit is set and checked at the facility, and the facility’s winch control system is set up and checked.

5. Использование полезной модели.5. Use of utility model.

Комплексный стенд используется для испытаний опытных и серийных образцов мобильных установок для бурения и ремонта A comprehensive bench is used to test prototypes and serial models of mobile drilling and repair equipment

скважин грузоподъемностью от 30 до 200 тонн, стационарных рабочих площадок.wells with a lifting capacity of 30 to 200 tons, stationary work sites.

6. Возможность реализации заявленной полезной модели.6. The possibility of implementing the claimed utility model.

На комплексный стенд разработана конструкторская документация, стенд изготовлен, на нем проходят испытания опытные и серийные установки для бурения и капитального ремонта скважин грузоподъемностью 60-160 тонн.Design documentation was developed for the integrated bench, the bench was manufactured, and experimental and serial rigs for drilling and overhaul wells with a lifting capacity of 60-160 tons are tested on it.

В 2007 году проводятся работы по увеличению создаваемой статической нагрузки стенда до 250 тонн и проведению динамических испытаний с нагрузкой до 200 тонн.In 2007, work was carried out to increase the created static load of the stand to 250 tons and conduct dynamic tests with a load of up to 200 tons.

Claims

A comprehensive bench for testing drilling equipment, including the base of the stand, anchor, loading hydraulic cylinders, rack, traverses, service ladders, tackle system, trolley loading portal, stand hydraulic system, hydraulic pump station, measuring and computing complex, characterized in that it contains a farm and a loading trolley, which is connected by a tackle system and moves along the farm, providing loading of the rig winch in the dynamics with an adjustable load.