Установки для транспортировки порошкообразных материалов
передвижная смесительная установка УС6-30
Передвижная смесительная механическая установка УС6-30 предназначена для транспортирования сухих порошкообразных материалов (цемента, тампонажных смесей и др.), механически регулируемой подачи этих материалов винтовыми конвейерами и приготовления тампонажных растворов при цементировании нефтяных и газовых скважин.
Установка работает совместно с цементировочным агрегатом, от насоса которого к смешивающему устройству подводится вода.
Устройство установки и принцип работы, кинематическая схема
Оборудование установки монтируется на шасси автомобиля КрАЗ-250 или КрАЗ-250К1 и состоит из:
- бункера;
- коробки отбора мощности;
- трансмиссии;
- загрузочного конвейера;
- дозировочного конвейера;
- смешивающего устройства;
- системы управления;
- вспомогательного оборудования.
На скважину смесительная установка (рис.5.1) поступает уже загруженная тампонажным материалом. Перед работой установка ставится на домкраты 10, проверяется ее горизонтальность.
При необходимости бункер 3 загрузочным шнеком 9 догружается тампонажным материалом. После этого подводящий патрубок смешивающего устройства 2 соединяется с напорной линией водоподающего насоса цементировочного агрегата, а само смешивающее устройство присоединяется к фланцу приемной камеры 1.
12 10
Рис.5.1. Смесительная установка УС6-30.
1-приемная камера, 2-смешивающее устройство, 3-бункер, 4-привод загрузочного шнека, 5-дозировочные шнеки, 6-коробка отбора мощности, 7-карданные валы, 8-вибратор, 9-загрузочный шнек, 10-домкраты, 11-загрузочная воронка, 12-автошасси
Сухой материал из бункера 3 двумя дозировочными шнеками 5 подается к приемной камере 1 и смешивающему устройству 2 гидровакуумного типа.
Жидкость поступает от водоподающего насоса насосной установки. В камере смешивающего устройства создается разряжение, благодаря чему идет подсасывание тампо-нажного материала в сливную трубу, где он перемешивается.
Готовый раствор подается в приемный бачок насосной установки. Для предупреждения затвердения материала в бункере 3 в процессе работы необходимо периодически включать на несколько секунд пневмовибратор 8.
Оборудование смонтировано на шасси 12 автомобиля.
Кинематическая схема установки
Кинематическая схема приведена на рис.5.2. При включении двигателя 1 монтажной базы, используемого для привода рабочих органов установки, вращение передается
через сцепление и коробку передач 2 автомобиля на ведущую шестерню Zо раздаточной коробки 3 автомобиля, с которой производится отбор мощности пятивальной коробкой отбора мощности 4 установки.
Рис.5.2. Кинематическая схема установки УС6-30.
1-двигатель, 2-коробка передач, 3-раздаточная коробка автомобиля, 4-коробка отбора мощности установки, 5-дозировочный винтовой конвейер (2шт.), 6-цепная передача, 7-привод загрузочного винтового конвейера, 8-угловой редуктор, 9-загрузочный винтовой конвейер
Установка работает в режиме загрузки и в режиме дозирования сухого тампонажного материала при приготовлении тампонажных растворов.
Режим загрузки. Перемещением рукоятки включения с помощью тяги вилка включения переводит зубчатую муфту из нейтрального в крайнее левое положение. Зубчатая муфта входит в зацепление с зубчатым колесом Z6, передавая вращение на карданный вал привода загрузочного конвейера. Далее вращение передается через цепную передачу и промежуточный вал на карданный вал
привода углового редуктора 8. Угловой редуктор 8 преобразует вращение под углом 90° и передает его загрузочному винтовому конвейеру 9.
Лопасти конвейера, вращаясь, захватывают тампонажный материал, засыпаемый в загрузочную воронку 11 (рис.5.1) и осуществляют перенос его по трубе конвейера в бункер установки.
Режим дозирования. Перемещением рукоятки включения с помощью тяги вилка валика включения переводит зубчатую муфту из нейтрального в крайнее правое положение. Зубчатая муфта входит в зацепление с зубчатым колесом Z6, передающим вращение на левое и правое колеса Z7 .
Далее вращение передается двумя карданными валами на левый и правый дозирующий винтовые конвейеры 5.
Лопасти конвейера, вращаясь, захватывают тампонажный материал, засыпанный в бункер установки и осуществляют перенос его в приемную камеру и далее в смесительное устройство.
Устройство и работа основных узлов установки
Бункер установки
Бункер установки предназначен для аккумулирования транспортируемого тампонажного материала и представляет собой влагонепроницаемую емкость, боковые и передние стенки которой имеют угол наклона.
В верхней части бункера предусмотрены два люка с крышками, днище выполнено в виде двух параллельных корыт, в которых размещаются дозировочные винтовые конвейеры. Полость между передней стенкой бункера и наклонным листом, установленным внутри бункера, закрытая с боков откидными дверцами, используется как ящик для перевозки запасных деталей, инструмента, приспособлений.
Передняя стенка бункера утоплена в нижней части и служит базой для крепления передних опор дозирующих винтовых конвейеров. На верхней площадке бункера имеется настил и откидные перила с фиксаторами. Для подъема
оператора на верхнюю площадку имеются две стационарные лестницы, одна с левой стороны установки, вторая на передней стенке бункера.
Приемная камера
Приемная камера приварена к задней стенке бункера. Передняя стенка приемной камеры имеет смотровое окно, закрытое прозрачной откидной крышкой для визуального контроля поступающего тампонажного материала к смешивающему устройству, а также служит базой для крепления задних опор дозирующих винтовых конвейеров. В нижней части приемной камеры имеется заслонка с зубчатыми рейками и приводной рукояткой для выдвижения заслонки. В транспортном положении заслонка закрывает приемную камеру. К фланцу камеры при помощи двух полухомутов крепится смешивающее устройство.
Смешивающее устройство
Смешивающее устройство гидровакуумного типа, работает по принципу струйного насоса и представляет собой камеру с диффузором, переходящим в сливную трубу. Сливная труба в рабочем положении одним концом крепится с помощью болтов-фиксаторов к смешивающему устройству, а на другом конце имеет деаэратор. В транспортном положении сливная труба крепится с правой стороны бункера.
Принцип работы смешивающего устройства основан на следующем: струя жидкости затворения, выходя из щелевидной насадки, создает разряжение в камере смешивающего устройства, подсасывает тампонажный материал из приемной камеры в сливную трубу, в которой за счет турбулентности потока происходит перемешивание материалов. Далее готовый раствор поступает в приемный бачок насосной установки. Внутри гильзы устанавливаются сменные щелевидные насадки. Размер проходного сечения насадки подбирается в зависимости от необходимой плотности приготавливаемого раствора. Щель насадки устанавливается в горизонтальное положение. Отличительной особенностью смешивающего устройства является возможность регулирования плотности раствора без замены насадки путем поворота пробки крана гидросмесителя на требуемый угол.
Дозировочные винтовые конвейеры
Перемещение сухого тампонажного материала внутри бункера установки и подача его к приемной камере установки и к смешивающему устройству осуществляется при помощи двух дозировочных винтовых конвейеров (шнеков), расположенных в бункере. Передний и задний концы конвейеров находятся в подшипниковых опорах, установленных на передней стенке бункера и сзади на приемной камере. Смазка подшипниковых узлов индивидуальная.
Загрузочное устройство
Загрузочное устройство предназначено для механизированной догрузки бункера у скважины (до 20 т) и загрузки бункера из мешков в случае отсутствия механизированных складов. Загрузочный винтовой конвейер (шнек) выполнен из двух секций. Верхняя секция с неподвижным кожухом, вварена под углом непосредственно в бункер, в верхней части ее имеется конический редуктор, с которым связан конвейер. Кроме этого привод винтового конвейера включает карданную передачу, установленную на верхней площадке бункера, вращение которой передается от цепной передачи. Ведущая звездочка цепной передачи смонтирована на конце среднего вала коробки отбора мощности, а ведомая установлена на валу трансмиссии, закрытом зубчатым кожухом на верхней площадке. Натяжение цепной передачи осуществляется перемещением по пазам кронштейнов.
Откидная часть загрузочного винтового конвейера соединяется с неподвижной частью при помощи вилки, поводка, пальца и передвижной муфты.
Загрузочный винтовой конвейер оборудован консольной опорой, закрепляемой в рабочем положении, в направляющей трубе. После соединения и закрепления на опоре откидной части шнека устанавливают загрузочную воронку.
Коробка отбора мощности
Отбор мощности для привода рабочих органов установки производится при помощи коробки отбора, установленной на раздаточной коробке автомобиля КрАЗ-250. Приемный вал используется для привода датчика тахометра магнитоиндукционного типа.
Коробка отбора мощности крепится к раздаточной коробке автомобиля, а также к лонжеронам автомобиля через опорные лапы. Точность установки обеспечивается двумя контрольными штифтами в плоскости разъема раздаточной коробки и коробки отбора мощности.
Карданные валы
Вращение от выводных боковых валов коробки отбора мощности к дозировочным конвейерам передается двумя карданными валами, расположенными в передней части бункера, а вращение загрузочного конвейера - через цепную передачу. Для предохранения коробки отбора мощности от перегрузки при заклинивании конвейеров, во фланцах карданных валов установлены срезные пальцы, которые опломбированы.
Пневматический вибратор
Пневматический вибратор устанавливается на левой стенке бункера. Питание вибратора осуществляется от пневмосистемы автомобиля. Режим работы повторно -кратковременный.
Система управления
Система управления - дистанционная, централизованная, с поста, расположенного в задней части установки, у смесительного устройства.
На панели поста управления имеются органы управления подачей топлива (ручка газа), сцеплением, ручка включения вибратора, тахометр - прибор для контроля частоты вращения винтовых конвейеров, а также тумблера осветительных приборов и отключения тахометра. Под корпус поста управления выведена рукоятка включения дозировочных шнеков.
Управление подачей топлива - механическое, дублированное. С помощью тяг и рычагов усилие передается от ручки газа на панели поста к педали управления подачей топлива в кабине автомобиля. Перемещением ручки по вертикали из нижнего положения в верхнее увеличивается число оборотов двигателя. Выключение фрикционной муфты сцепления - пневматическое, дистанционное. Питание исполнительного органа тормозной камеры осуществляется от пневмосистемы автомобиля через краны на посту управления. Питание включается поворотом ручки разобщительного крана, установленного на рессивере над подножкой кабины автомобиля.
Для разгрузки оси заднего моста шасси автомобиля от действия массы тампонажного материала, догружаемого в бункер у скважины, установка имеет четыре домкрата.