Na podstawie danych zawartych w tabeli określ wartość dopuszczalnego obciążenia żurawia pompowego. Do obliczeń przyjmij przyspieszenie ziemskie g = 10 m/s2
| Parametry techniczne żurawia pompowego IZP 9 | ||||
|---|---|---|---|---|
| Obciążenie | [kN] | 90 | ||
| Max. głębokość pompowania [m] | 2900 | |||
| Nastawny promień korby | [mm] | 500 | 650 | 800 |
| Skok łba wałacza | [mm] | 1250 | 1650 | 2000 |
| Obroty korby | [min \(^{-1}\)] | 6, 8, 10 | ||
| Moc silnika | [kW] | 22 | ||
W tabeli dla żurawia pompowego ŁŻP 9 podano obciążenie 90 kN. To nie jest jeszcze masa w tonach, tylko siła, czyli ciężar, jaki układ może przenosić. Trzeba więc przeliczyć kiloniutony na niutony i skorzystać z zależności $F=m\cdot g$, czyli $m=\frac{F}{g}$. Mamy 90 kN = 90 000 N. Przy przyjętym w zadaniu przyspieszeniu ziemskim g = 10 m/s² wychodzi 90 000 N / 10 m/s² = 9 000 kg, a to daje 9,0 ton. Dlatego dopuszczalne obciążenie żurawia pompowego wynosi 9,0 ton. W praktyce taka wartość jest ważna przy doborze przewodu pompowego, żerdzi, pompy wgłębnej i przy ocenie, czy urządzenie nie będzie pracowało na granicy wytrzymałości. Moim zdaniem warto zawsze zaczynać od sprawdzenia jednostek, bo w dokumentacji techniczno-ruchowej, na tabliczkach znamionowych i w kartach katalogowych obciążenia często są podane w kN, a nie w tonach. Dobra praktyka branżowa jest prosta: nie przekraczać obciążeń dopuszczalnych, uwzględniać stan techniczny urządzenia, sprawdzić moc silnika, skok wahacza i parametry eksploatacyjne odwiertu. To niby podstawowe rachunki, ale w pracy przy urządzeniach pompowych mają bardzo konkretne znaczenie dla bezpieczeństwa i trwałości sprzętu.
W tym zadaniu najłatwiej pomylić jednostkę siły z jednostką masy. W tabeli podano obciążenie 90 kN, czyli 90 kiloniutonów. Kiloniuton nie jest toną, tylko jednostką siły. Żuraw pompowy przenosi ciężar układu, na przykład kolumny żerdzi pompowych, pompy wgłębnej i innych elementów zawieszonych w odwiercie. Żeby otrzymać wartość w tonach, trzeba użyć zależności $F=m\cdot g$. Po przeliczeniu 90 kN na 90 000 N i podzieleniu przez g = 10 m/s² dostaje się 9 000 kg, czyli 9,0 ton. Wynik 90 ton bierze się zwykle z prostego przepisania liczby 90 z tabeli i dopisania do niej innej jednostki. To jest dość częsty błąd, ale w technice bardzo niebezpieczny, bo zawyża nośność urządzenia dziesięciokrotnie. Wartość 0,9 tony oznaczałaby z kolei zgubienie jednego rzędu wielkości, najczęściej przez niepoprawne potraktowanie przedrostka kilo albo przez podzielenie jeszcze raz przez 10. Jeszcze mniejszy wynik, 0,09 tony, wskazuje na podwójny błąd w przeliczeniach, jakby 90 kN potraktować prawie jak 90 N albo źle przesunąć przecinek. Z mojego doświadczenia najlepiej robić takie zadania spokojnie: najpierw odczyt z tabeli, potem zamiana kN na N, potem dopiero przeliczenie na kg i tony. W eksploatacji odwiertów i przy obsłudze żurawi pompowych to nie jest czysta matematyka dla matematyki. Od poprawnego oszacowania obciążenia zależy dobór urządzenia, bezpieczeństwo obsługi, trwałość przekładni, cięgieł i całego układu wahaczowego. DTR urządzenia, instrukcje stanowiskowe i dobre praktyki eksploatacyjne wymagają, żeby nie interpretować parametrów znamionowych na oko, tylko liczyć je zgodnie z jednostkami.