Автоматизация конструкторско-технологической подготовки производства мобильной буровой установки - Дипломная работа

На сегодняшний день все без исключения сферы народного хозяйства находятся в зависимости от результатов деятельности нефтегазового комплекса, которые в свою очередь имеют эффективное буровое оборудование. Буровые установки, работающие на территории нашей страны, к концу 2012 г. составляют 1900 единиц. Когда в 2008 году импортные поставки бурового оборудования составляли около 70%, тем самым произошел сдвиг отечественного оборудования в худшую сторону, к примеру, 1990 г., в котором изготовление такого оборудования составляло 300 шт., то на период 2012 г. В буровом оборудовании, к главным тенденциям развития научно-технического прогресса с целью совершения конкурентоспособности, причислены создание и освоение изготовления мобильных буровых установок, грузоподъемность которых составляет 200 т. с целью бурения нефтяных скважин до 3500 м. Увеличение глубины бурения, обеспечение современным высокотехнологичным оборудованием рабочих бригад, сокращение дополнительных расходов - все это стоит в числе главных задач, которые необходимо решить отечественным производителям.В дипломном проекте представлена следующая мобильная буровая установка (МБУ), характеристики которой приведены в таблице 1. Требования конкурентоспособности услуг формируют вызовы, осуществление которых невозможно без внедрения CALS-технологий: представления конструкторско-технологической документации в цифровой форме; создания ремонтной и эксплуатационной документации в форме интерактивных электронных руководств, оснащенных иллюстрированными электронными каталогами и каталогами запасных элементов и расходных материалов; Условием формирования современного производства считается процедура абсолютного переформатирования в информационные и технологические потоки ключевого периода жизненного цикла изделия - конструкторско-технологической подготовки производства, а также их электронной защиты. CALS-технологии считаются ядром интегрирующего информационного пространства, в котором действуют САПР, PDM и прочие автоматизированные системы машиностроительных предприятий.Процедура автоматизированного проектирования возникает с постановки проблемы - сокращения сроков внедрения в производство и выпуска продукции машиностроения. Интегрированное компьютеризированное производство требует реализации программы жизненного цикла изделия.На данной стадии выполняется: Техническое задание на проектирование, в котором определяются назначения, условия эксплуатации, основные требования, допустимые затраты на производство. Технический проект, который производит проектирование отдельных сборочных единиц и комплексов, уделяет внимание расчетам, которые обеспечивает надежность и долгий срок службы.Нужно заметить, что в гибком автоматизированном производстве (ГАП) все документы находятся в электронном виде, поскольку передача данных производится за счет оборудования в виде программ для станка с ЧПУ. В САПР ТП разрабатываются операционные эскизы карты наладок и др. На данный момент времени насчитывается три основных способа автоматизированного создания графических изображений в САПР К и ТП: Графическое редактирование. Работает над всем этим проектировщик, перед которым стоит задача создать графические изображения в САПР К и ТП при помощи программных систем, или как их еще называют, графических редакторов [6]. разработка стратегии проектирования (проводится анализ технологичности детали);Система «Компас» выпускается акционерным обществом-«АСКОН» (Санкт-Петербург) с 1990 г. Основные отрасли промышленности, где используются данная интегрированная платформа, авиастроение, машиностроение, приборостроение, строительство и аэрокосмическое строение. Система КОМПАС включает в себя: «КОМПАС-3D» пример на рисунке 4, «КОМПАС - График», «КОМПАС - Автопроект». Программа «SOLIDWORKS» имеет понятный интерфейс и предназначена для работы в комплексе автоматизированной подготовки производства на этапе инженерного анализа деталей и конструкции в целом. К достоинствам программной среды следует отнести унификацию моделей, что позволяет без ограничений переносить цифровой образ из одной программы в другую.Согласно этой методике первоначально создаются детали, а затем они сопрягаются с целью получения общей сборки проекта. Пример простой сборки, состоящей из двух деталей, показан ниже на рисунке 9. Последовательность действий состоит в том, чтобы отделить друг от друга компоненты сборки и визуально проанализировать их взаимосвязь. При пошаговом разнесении для каждого компонента или группы компонентов указываются направление и расстояние, на которое следует разнести детали. Примеры создания разнесенных сборок различных узлов представлены на рисунках 10; 11.Чтобы создать новый файл, который будет содержать трехмерную модель детали, необходимо выполнить команду из меню «Файл» «Создать деталь» или воспользоваться другим способом, на «Панели управления» кнопка «Новая деталь». Рисунок 13 - Команда «Создать деталь» На экране монитора открывается новое окно «КОМПАС» - документа (детали) и изменяется набор кнопок. В

Содержание

Введение

1. Анализ состояния вопроса. Цель и задачи ВКР

2. Разработка методики автоматизированной конструкторско-технологической подготовки производства мобильной буровой установки

2.1 Постановка задачи и разработка проектных решений

2.2 Основные стадии проектирования

2.3 Результаты проектирования

2.4 Инструменты проектирования

2.4.1 Система «КОМПАС»

2.4.2 Система «SOLIDWORKS»

2.4.3 Система «SPRUTCAM»

2.5 Автоматизированное проектирование сборок

3. Автоматизированная разработка конструкции механизмов мобильной буровой установки

3.1 Проектирование конструкций в системе «КОМПАС»

4. Автоматизированный инженерный анализ элементов конструкции мобильной буровой установки

5. Автоматизированная разработка технологии изготовления детали мобильной буровой установки

5.1 Описание конструкции детали и ее назначение

5.2 Анализ технологичности конструкции

5.3 Выбор плана обработки детали

5.4 Выбор и расчет припусков на обработку, оформление чертежа заготовки

5.5 Выбор оборудования

5.5.1 Токарная операция

5.5.2 Зубофрезерная операция

5.5.3 Протяжная операция

5.5.4 Кругло-шлифовальная операция

5.5.5 Полировочная операция

5.6 Выбор режущего инструмента

5.7 Выбор приспособлений

5.8 Выбор средств измерения и контроля размеров

5.9 Выбор режимов резания

5.10 Предварительное нормирование времени операций

5.11 Проектирование технологической операции на станке с ЧПУ с разработкой управляющей программы

Заключение

Список использованных источников

На сегодняшний день все без исключения сферы народного хозяйства находятся в зависимости от результатов деятельности нефтегазового комплекса, которые в свою очередь имеют эффективное буровое оборудование. Его применение осуществляется в сложных геологических разделах.

Буровые установки, работающие на территории нашей страны, к концу 2012 г. составляют 1900 единиц. Причем половина из них достигла возраста более 20 лет и требуют незамедлительной замены. Когда в 2008 году импортные поставки бурового оборудования составляли около 70%, тем самым произошел сдвиг отечественного оборудования в худшую сторону, к примеру, 1990 г., в котором изготовление такого оборудования составляло 300 шт., то на период 2012 г. - 7.

В данной ситуации перспективы развития рынка бурового оборудования должны увеличиться. Примерный среднегодовой объем инвестиций в рынок бурового оборудования в России, обеспечивающий потребности нефтедобывающей промышленности, составляет: на 2014 - 2015 гг. - 70 млрд. руб., на 2016 - 2020 гг. - 90 млрд. руб.

В буровом оборудовании, к главным тенденциям развития научно-технического прогресса с целью совершения конкурентоспособности, причислены создание и освоение изготовления мобильных буровых установок, грузоподъемность которых составляет 200 т. с целью бурения нефтяных скважин до 3500 м. Характеристики отечественного бурового оборудования отстают от показателей, аналогичных зарубежных образцов. Задачу достижения выпуска более производительных и универсальных буровых установок необходимо решить в связи с санкционной политикой западных стран. Вся направленность таких действий будет ориентирована на унификацию и стандартизацию отдельных модулей, узлов и блоков буровых агрегатов, c одновременным выполнением условий заказчиков. Увеличение глубины бурения, обеспечение современным высокотехнологичным оборудованием рабочих бригад, сокращение дополнительных расходов - все это стоит в числе главных задач, которые необходимо решить отечественным производителям.

Виды бурового оборудования: мобильные буровые установки;

стационарные буровые установки.

Передвижные буровые установки можно классифицировать по типу устройства ходового оснащения: на собственном пневмоколесном или же гусеничном ходу. Любой вид мобильного комплекса обладает преимуществами и недостатками. Такое конструктивное исполнение предполагает оснащение стреловым механизмом. Эти установки лучше всего использовать для агрегата буронабивных свай длиной до 30 м., но минусом такого решения является ограниченная маневренность. Мобильные буровые установки выполненные на гусеничном ходу имеют все шансы использоваться при монтажных и изыскательских работах в труднопроходимых условиях местности [4].

Особое конструктивное решение заключается в создании буксируемых буровых установок.

На фото представлены мобильные буровые аппараты, смонтированные на основе автомобиля (рисунок 1) и прицепа (рисунок 2).

По предназначению все механизмы можно разбить на 3 группы: для создания эксплуатационных скважин, где применяются самоходные установки, которые имеют грузоподъемность до 300 тонн, при глубине бурения выше 1 км. Такие машины могут применяться при создании нефтяных скважин;

для проведения исследования и устройства скважин с целью добычи воды. В этом случае буровые установки устанавливаются на шасси грузового автомобиля. Они предназначены для бурения скважины до 600 м;

применение в технических целях. Сюда относятся механизмы на колесном ходу. Эти мобильные машины применяются в строительстве и горном деле для скважин под фундамент или же рыхления твердых пород.

Основным плюсом всех мобильных установок считается их невысокая цена, высокая маневренность и простота в применении. В нашей стране используется оборудование российской и китайской сборки.

Термин «мобильная» означает, что оборудование легко быстро транспортируется с одного места на другое без использования добавочной тяжелой техники.

В зависимости от габаритов бурового устройства оно может быть смонтировано на легком грузовом автомобиле типа «Газель» или на особую тележку, в случае если его габариты позволяют это, например несамоходная установка (рисунок 3).

Рисунок 3 - Несамоходная буровая установка

Вариант перемещения несамоходной буровой установки имеет серьезные недостатки, связанные как с погрузочно-разгрузочными работами, так и установкой оборудования на рабочем месте.

Сверху колесного шасси устанавливается надстройка, которая играет роль бурового аппарата. По конструкции она состоит всего из трех основных узлов: силового агрегата, который работает для создания крутящего момента;

передающего звена, через которое энергия идет от двигателя к сверлу;

конкретного бурового механизма, осуществляющего разработку.

Двигатель по стандартной схеме вырабатывает кинетическую энергию, которая затем передается на соответствующие механизмы, доходит до буровой коронки и заставляет ее крутиться с определенной частотой. Такая схема проявила себя максимально простой и надежной, так что нет никакого смысла ее менять. Единственное направление, в котором идут работы - уменьшение потерь энергии при ее передачи с целью увеличения КПД.

Наиболее востребованной моделью на текущий момент в данной нише является мобильная буровая установка на воду. Ее используют не только в частных хозяйствах, но и на предприятиях для добычи воды из минеральных источников. Устройство ценится за небольшие габариты и хорошие технические характеристики, которые позволяют ему легко справляться с поставленными задачами.