Выбор основных параметров роторов

1). Диаметр проходного отверстия в столе ротора выбирается исходя из выражения

,

где D_ст – диаметр отверстия в столе ротора,

D_д – диаметр долота при бурении под направление,

δ = 30÷50 мм – зазор для свободного прохождения долота.

2). Проходное отверстие вкладышей стола для всех роторов принято равным 225 мм.

3). Допускаемая статическая нагрузка на стол ротора определяется из условия

,

где G_мах – масса наиболее тяжёлой колонны обсадных труб,

Р_ст – допускаемая статическая нагрузка на стол ротора,

С_о – статическая грузоподъёмность основной опоры.

Запас грузоподъёмности принимается

.

Для примера; диаметры подшипников для роторов Р-560(диам отв в столе в мм) – 750х1000, Р- 950 – 1060х1280, Р-1260 – 1400х1630.

4). Частота вращения стола ротора выбирается в зависимости от режима бурения. Наибольшее её значение – 350 об/мин, наименьшее – 15 об/мин. Для обратного вращения достаточно 1-ой или 2-х скоростей от 15 до 50 об/мин.

5). Мощность ротора должна быть достаточной для вращения бур. колонны, долота и разрушения забоя скважины

,

где N_хв – мощность на холостое вращение бурильной колонны,

N_д – мощность на вращение долота и разрушение забоя,

η – к.п.д. учитывающий потери в трущихся частях ротора.

Мощность на холостое вращение бурильной колонны на каждую 1000 м глубины при плотности бурового раствора 1200 кг/м³ при различных диаметра труб можно найти по таблице

Мощность, расходуемая на вращение долота и разрушение забоя, определяется по формуле

,

где μ_о – коэффициент сопротивления долота (для алмазных и шарошечных = 0,2÷0,4, твёрдосплавных режущего типа = 0,4÷0,8),

Р – осевая нагрузка на долото,

n – частота вращения долота,

R_ср – средний радиус долота, для шарошечных долот = D_Д/3.

Максимальный вращающий момент определяется из выражения

,

где n_мин – минимальная частота вращения ротора.

Базовое расстояние – измеряется от оси ротора до 1-го ряда зубьев цепной звёздочки на быстроходном валу ротора

 

 

36 Назначение кронблоков, их устройство, параметры

Устанавливаются на подкронблочной раме. Монтируются на вышках башенного типа после монтажа вышки, а на вышках мачтового типа – при монтаже вышки в горизонтальном положении.

Конструкции кронблоков зависят от используемых вышек, ручного или автоматического выполнения СПО, различаются по грузоподъёмности, числу шкивов и их расположению. Конструктивные схемы приведены на рис. 2.2. Несоосное и разноосное расположение шкивов применяется при АСП и обусловлено особенностью конструкции его механизмов.

Шкивы располагаются на осях, которые установлены в разъёмных опорах корпусов секций. Оси в опорах предохраняются от провёртывания дюбелями. На осях шкивы установлены на подшипниках качения (сдвоенных роликовых или конических). Между подшипниками установлены распорные кольца. В осях имеются отверстия для подвода ручным насосом к каждому подшипнику смазочного материала через маслёнки, расположенные на торцах осей. Секции шкивов закрываются защитными кожухами. Для предотвращения выскакивания каната из канавки шкива зазор между кожухом и шкивом не должен превышать 0,15 диаметра каната. Более всего изнашиваются шкивы, огибаемые подвижной ветвью каната, поэтому каждую секцию, после определённого периода эксплуатации кронблока, периодически разворачивают на 180 градусов.

Некоторые кронблоки имеют небольшие подвесные шкивы, вынесенные за корпус, для выполнения вспомогательных операций.

Кронблоки выпускаются ОАО «Уралмаш» и ОАО «ВЗБТ». Пример обозначения кронблоков ОАО «Уралмаш»: УКБ-6-250, УКБА-7-500.

У- «Уралмаш»; 6, 7 – число шкивов; 250, 500 – максимальная нагрузка, тс; А – для АСП. Основные параметры кронблоков, выпускаемых ОАО «Уралмаш», приведены в таблице 2. Основные параметры кронблоков, выпускаемых ОАО «ВЗБТ» приведены в таблице 3.

 

 

37 Зубчатые и кулачковые муфты в приводе буровых установок

В буровых машинах и механизмах используются муфты различных конструк­ций и видов.

Муфты делятся на: механические, гидравлические и электромагнитные.

Механические муфты

По назначению подразделяются на:

а) постоянные, которые не допускают разъ­единения валов в процессе работы машины.

б) сцепные, которые служат для соединения и разъединения валов на ходу или при кратковременных остановках.

В качестве постоянных используются подвижные муфты, допускающие взаимное смещение валов. К подвижным муфтам относятся:

а) жесткие компенсиру­ющие,

б) шарнирные,

в) упругие.

Накладки шино-пневматических муфт изготовляют из ретинакса и других фрикционных ма­териалов, обычно используемых для ленточных тормозов буровой лебедки

Сцепные муфты

Используются при частых пусках и остановках, при необходимости изменения режима работы и реверсировании. Вращающий момент передается зацеплением (сцепные кулачко­вые и зубчатые муфты) либо силами трения (фрикционные сцеп­ные муфты).

1). Кулачковые и зубчатые муфты по сравнению с фрикционными проще по конструкции и имеют значительно меньшие габариты и массу. Основной недостаток их – невозможность включения на быстром ходу.

Фрикционные муфты

Передают вращающий момент за счет сил трения между пластинами или дисками ведущей и ведомой полумуфт. Позволяют осуществить плавное сцепление валов при любой ча­стоте их вращения.

 

 

38 Крюки и крюкоблоки, их устройство, параметры

Предназначены для:

подвешивания вертлюга и бурильной колонны при бурении скважины;

подвешивания с помощью штропов и элеватора колонн бурильных и обсадных труб при СПО;

подвешивания и перемещения тяжёлого оборудования при монтажно-демонтажных работах и инструмента при бурении скважины.

Крюки используются при ручной расстановке свечей. При использовании АСП и двухсекционного талевого блока крюки заменяются автоматическими элеваторами. При бурении вертлюг присоединяется к автоматическому элеватору при помощи дополнительной подвески.

Крюки бывают 3-х видов:

с шарнирным соединением с талевым блоком;

с универсальным соединением (шарнирно и жёстко);

с жёстким соединением – крюкоблоки.

Крюкоблоки имеют меньшую длину, массу и используются при ручной расстановке свечей.

Используются только трёхрогие крюки. Крюк состоит из литого корпуса и собственно крюка. Основной рог используется для подвешивания вертлюга при бурении скважины, а два боковых – для штропов элеватора при проведении СПО.

Крюки подразделяются на кованные, пластинчатые (из склёпанных между собой стальных пластин) и литые из стали. Литые проще в изготовлении и легче.

В корпусе крюка размещаются: оси штропов, упорный подшипник, ствол, пружина, гидроамортизатор, защёлка ит.д.

Подшипник служит для лёгкости поворота при захвате свечей или их свинчивании при СПО. Пружина – для подскока ниппеля из муфты замка при отвинчивании. Гидроамортизатор – для смягчения подскока. Защёлка – для предотвращения проворачивания при СПО.

В талевых механизмах буровых установок, оснащённых комплексом АСП вместо крюка используется автоматический элеватор. Соединение вертлюга с автоматическим элеватором осуществляется посредством устройства, (рис. 6) состоящего из петлевых штропов 2, переходной скобы 3 и траверсы 5, которая надевается на штроп 7 вертлюга и соединяется с переходной скобой осью 4. Положение траверсы фиксируется рамками 6, закреплёнными на штропе хомутами 8. Вертлюг подвешивается к талевому механизму с помощью штропов 2, соединяющих переходную скобу с автоматическим элеватором 1, установленным на талевом блоке.

 

40 Гидротрансформаторы, их назначение и основные параметры

Это устройства для передачи мощности от двигателей лебедке, насосам, ротору и другим потребителям энергии буровой установки.

Их функции:

1) регулирование момента (М) и частоты вращения (n) лебедки и ротора;

2) регулирование числа ходов поршней насоса;

3) суммирование мощности двигателей при групповом и много­моторном приводе;

4) распределение мощности между лебедкой, насосами и рото­ром при групповым приводом;

5) плавное включение и защита двигателей от пере­грузок;

6) реверсирование лебедки и ротора, приводимых от ДВС.

В приводе используются механические, гидравлические, электрические и пневматические передачи. Гидравлические и электрические используются в сочетании с механическими, образуя гид­ромеханические и электромеханические передачи.

Гидромеханические передачи

Механические передачи сочетаются с гидродинамическими. В основном используются гидротрансформаторы, из-за сложной системы управления гидромуфты используются реже.

Преобразование момента в гидротрансформаторе происходит в результате воздействия лопаток реактора на скорость и направление потока жидкости, поступающей из насосного колеса на турбинное. К.п.д. его 0,8ч0,92. В комплексном имеется муфта свободного хода (МСХ), которая позволяет ему работать в режимах гидромуфты и гидротрансформатора.

В приводе буровых установок гидротрансформаторы используются в основном в сочетании с дизелями и называются дизель-гидравлическими агрегатами. Гидромеханические передачи улучшают пусковые и регулировочные характеристики привода, но к.п.д. их ниже, чем привода с механическими передачами

 

 

41 Состав буровых установок, требования предъявляемые к ним