Обладнання бурової установки

талевого система

Призначення, схеми і пристрій

В процесі проводки свердловини підйомна система виконуємо-і різні операції. У одному випадку вона служить для про-ведення СПО з метою заміни зношеного долота, спуску, підйому і утримання на вазі бурильних колон при відборі керна, ловильні або інших роботах в свердловині, а також для спуску обсадних труб. У інших випадках забезпечує створення на гаку необхідного зусилля для витяги з свердловини прихоплений бурильної колони або при аваріях з нею. Для забезпе-чення високої ефективно-сті при цих розмаїтості-них роботах підйомна система має два види ско-ріст підйомного крюка: технічну для СПО та технологічні для ос-тальних операцій.

В зв'язку зі зміною ваги бурильної колони при підйомі для забезпе-чення мінімуму витрат вре-мени підйомна система повинна мати здатне-стю змінювати швидкості підйому у відповідності з навантаженням. Вона також слу-жит для утримання бу-рільной колони, спущений-ної в свердловину, в процесі буріння.

Підіймальний система ус-тановка (мал. III.1) перед-ставлять собою поліспастний механізм, що складається з Кронблоки 4, талевого (рухомого) блоку 2, сталевого каната 3, яв-ляющие гнучкої зв'язком між бурової лебідкою 6 і механізмів 7 кріплення нерухомого кінця каната. Кронблоки 4 встановлюється на верхньому майданчику бурової вишки 5. Під-Віжн кінець А каната 3 кріпиться до барабана лебідки 6, а нерухомий кінець Б - через пристосування 7 до основи вежі. До талевого блоку приєднується гак 1, на якому підвішується на штропах елеватор для труб або вертлюг. В даний час талевого блок і підйомний гак у багатьох випадках об'єднують в один механізм - крюкоблок.

ЕКСПЛУАТАЦІЯ Талевого СИСТЕМ

Підготовка талевого каната до оснащенні:

Діаметр каната і число струн в оснащенні вибирають з урахуванням максимально можливої навантаження на гаку, за якої було б подвійний запас міцності, а при ВПЗ -- потрійний, найвигіднішим є чотирьох-п'ятикратний запас.

Канат необхідної міцності повинен мати діаметр, відповідної діаметру жолоби шківів талевого блоку і Кронблоки.

Застосовувати в талевого системах канати з діаметром більше розрахункового не можна через можливість його защемлення в жолобах шківів і швидкого зносу. Допускається застосування канатів діаметром менше розрахункового на 10%. Необхідний для оснащення канат підбирають за паспортом і перевіряють відповідність марки-повань на бочці барабана паспортними даними, оглядають ка-нат відповідно до інструкції і складають акт приймання, про що роблять відповідні записи в журналі буровому.

Фактичний коефіцієнт запасу міцності каната перевіряючі ють шляхом порівняння агрегатної міцності каната, зазначеної в паспорті, з вірогідною найбільшою навантаженням на канат.

Для огляду бочку з канатом встановлюють на козли і вра-відмови від тютюну барабан по стрілці, зазначеної на бочці. При перемотуванні каната неприпустимо освіта петель і перекруток. Відрізають канат спеціальної канаторезкой. Перед тим, як відрізати канат, обидва майбутні його кінця повинні бути закладені так, щоб хаті-жати їх розкручення. Кінці закладають щільною намотуванням в'язальної дроту.

Новий канат слід зберігати на барабані в приміщенні або під навісом, що виключає потрапляння вологи в барабан. Іржаві канати або канати, що мають нещільності Свивка пасм, по-рвані дроту та інші дефекти до експлуатації не допу-скаются.

Оснащення талевого системи:

За міру збільшення глибини свердловин вага бурильних колон, які доводиться спускати і піднімати, збільшується, а мак-мально швидкість намотування провідної струни талевого каната на барабан лебідки залишається практично незмінною (близько 20 м/с) для бурових установок різних класів. Тому для кожної установки застосовують талевого систему зі своєю кратністю по-ліспаста від 4-х до 14. Це досягається застосуванням різних оснащень 2X3; 3X4; ...; 7X8 (тут перша цифра - число шки-вів талевого блоку, а другу - Кронблоки).

Під оснащенням талевого системи розуміється навішування каната на шківи Кронблоки і талевого блоку в певній послідовності, що виключає перехрещення каната і тертя його струн один про одного. В даний час створено кілька типів оснащення. Перед тим як приступити до оснащенні системи необ-обхідно визначити число шківів у талевого блоці, тип каната, діа-метр і розривне зусилля каната. Діаметр каната повинен соот-ветствовать розміром канавок шківів талевого блоку і кронбло-ка. При бурінні глибоких свердловин, коли глибина ще невеликих Шая і бурильна колона легка, для прискорення СПО канатом оснащують не всі шківи системи, а лише її частина. Надалі проводять переоснащення до повного використання всіх шокував. Однак переоснащення трудомістка і не завжди доцільна.

Оснащення прагнуть виконати так, щоб ведуча струна на-бігала на один з середніх шківів. У системах АСП струни ка-ната не повинні заважати спуску талевого блоку з розташованої в ній свічкою. Неправильно виконана оснащення може викликати тертя канатів або закручування талевого блоку, що може призвести до аварії.

Існує два типи оснащень: паралельна, коли ось та-лівого блоку паралельна осі Кронблоки, і хрестова, коли осі талевого блоку і Кронблоки перпендикулярні. Найбільш розпо-країна хрестова оснащення (мал. III.14). Вона має те переваг, що виключає закручування талевого блоку і тертя струн каната один про одного.

Оснащення здійснюють наступним чином. Бухту каната встановлюють на металеву вісь пристосування, розта-женного під підлогою бурової, і з'єднують кінець талевого каната з кінцем прядив'яного допоміжного каната. Потім раскрепля-ють барабан механізму кріплення і намотують на нього чотири-п'ять витків прядив'яного каната, після чого цей канат після-послідовно пропускають через шківи 6 Кронблоки і V талевого блоку, 1 Кронблоки та/талевого блоку, потім 5 - IV - 2 -// - 4, як показано на рис. III.14.

Коли кінець талевого каната зі шківа 4 досягне підлоги бу-ровой, від'єднують Пеньковий канат, а кінець провідною струни талевого каната зміцнюють у затискному пристосуванні реборди барабана лебідки і намотують на барабан лебідки вісім - Десять витків. Перед цим нерухомий кінець талевого каната повинен бути затиснутий в механізмі кріплення, після чого скріплюючи-ють його барабан з консольним важелем і таріруется датчик і ін-дікатор ваги інструменту.

БУРОВІ ЛЕБІДКИ

ПРИЗНАЧЕННЯ, ПРИСТРІЙ І КОНСТРУКТИВНІ СХЕМИ

Лебідка - Основний механізм підйомної системи бурової установки. Вона призначена для проведення наступних опе-рацій:

спуску і підйому бурильних і обсадних труб;

Утримання колони труб на вазі в процесі буріння або про-мивкі свердловини; пріпод'ема бурильної колони і труб при нарощуванні; передачі обертання ротору; згвинчення і развінчіванія труб; допоміжні роботи з подтасківанію в бурову інстру-мента, обладнання, труб та ін; підйому зібраної вишки у вертикальне становище.

Бурова лебідка складається з зварної рами, на якій уста-новлено підйомний і трансмісійний вали, коробка зміни передач (КПП), гальмівна система, що включає основний (льон-точний) і допоміжний (регулюючий) гальма, пульт уп-равленія. Всі механізми закриті запобіжними щитами. Підйомний вал лебідки, отримуючи обертання від КПП, перетворень-зовивает обертальний рух силового приводу в надійшли-вування рух талевого каната, рухливий кінець якого закріплений на барабані підйомного валу. Навантажений гак під-приймаються з витратою потужності, що залежить від ваги піднімаються труб, а спускається під дією власної ваги труб або та-лівого блоку, гака і елеватора, коли елеватор опускається вниз за черговий свічкою.

Лебідки забезпечуються пристроями для підведення потужності при підйомі колони і гальмівними пристроями поглинання звільняється енергії при її узвозі. Для підвищення к. п. д. під час підйому гака з ненавантаженими елеватором або ко-лонної змінного ваги лебідки або їх приводи виконують багатошвидкісними. Перемикання з вищої швидкості на нижчий і назад здійснюється фрикційними оперативними муфта-ми, що забезпечують плавне включення і мінімальну затру-ту часу на ці операції. Під час підйому колон різноманіт-ного ваги швидкості в коробках передач перемикають періодичних-но. Оперативного управління швидкостями коробки не требу-ется.

В залежно від швидкості спуску або підйому гака і числа струн в талевого оснащенні канат на барабан лебідки навивається і Звиваються з різними швидкостями. Швидкість гака при під-ред-Еме колон великої ваги під час технологічних операцій (ходіння, ліквідація ускладнення і аварій у свердловині) становить 0,15 - 0, 25 м/с, а іноді й менше. Ці швидкості на-ни опиняються технологічними, а швидкості підйому бурильних ко-лонн і ненавантаженого елеватора при СПО змінюються від 0,5 до 1,8 м/с і називаються технічними. Більш високі швидкості підйому погіршують умови намотування каната на барабан і не дають істотного виграшу в часі.

Швидкості спуску колон визначаються їх вагою, довжиною і тих-нологіческімі умовами свердловини. Найбільша швидкість СПОВ-ка бурильних колон зазвичай не перевищує 3 м/с, найменша при спуску обсадних колон 0,2 м/с. У процесі буріння з по - міццю лебідки подається бурильна колона зі швидкістю до 1,5 м/хв.

При підйомі колони канат навивається на барабан лебідки під дією сили тяжіння всієї колони, а Звиваються при СПОВ-ке ненавантаженого елеватора з невеликим натягом. У про-процесі спуску колон канат навивається при невеликому натягу і великій швидкості, а Звиваються під дією ваги всієї колон-ни. Це створює важкі умови роботи каната, і він швидко зношується, особливо при багатошарової навивки на барабан.

Потужність, передається на лебідку, характеризує основні експлуатаційно-технічні її властивості і є класифікувалали-ційний параметром.

Приєднувальні розміри бурової лебідки: діаметр Талі-вого каната; відстань від середини барабана до центру звез-доньки, встановленої на валу ротора. Діаметр каната повинен відповідати розмірам канавок на зовнішній поверхні ба-Рабана лебідки та розмірами канавок шківів талевого системи. У разі невідповідності канат буде швидко зношуватися. На-рушення базового відстані від середини барабана до центру роторної зірочки викличе швидкий вихід з ладу ланцюга при-вода ротора і практично унеможливить нормальне бу-ширення свердловини роторним способом.

Сучасні вітчизняні бурові лебідки в основному виконуваних за двома компонувальні схемами:

лебідка з усіма компонуються збірками монтується на одній загальній рамі; ці лебідки мають один головний вал, прив-дімий в рух ланцюговими трансмісіями від коробки передач (ЛБ-750, ЛБУ-1100, ЛБУ-1700 та ін);

двох - і трехвальние лебідки, в яких власне лебідка поєднана з КПП і представляє собою один агрегат (У2-2-11, У2-5-5ідр .).

На рис. IV.1 показана одновального лебідка ЛБ-750, смонті-рова на загальній рамі / з допоміжним гальмом 7 і стан-цією управління 8. Ця лебідка має головний вал з Барабой-ном 5, ланцюгові трансмісії зяб, головне гальмо 4 та гальмівну рукоятку 2, яка служить для керування лебідкою з посади бурильника.

На рис. IV.2 наведено підйомний агрегат, що складається з двох блоків - одновального бурової лебідки ЛБУ-1100 4 і КПП 6, - які транспортуються окремо, а при монтажі з'єднують-ся в один агрегат. Ланцюгові трансмісії передач приводу бару-банного валу лебідки від КПП «тихої» 5 і «швидкої» 7 скоро-стей закриті кожухами. Вони включаються оперативними пневмат-тичні фрикційними муфтами з пульта управління 1, розташованого на підлозі 2 бурової. Головним гальмом лебідки управляють подовженою тягою 3 також з поста бурильника.

Дво - і трехвальние лебідки в даний час майже не виготовляються, але на нафтопромислах вони ще застосовуються.

РОТОР

ПРИЗНАЧЕННЯ І ПРИСТРІЙ

Ротори призначені для обертання вертикально підвішений-ної бурильної колони з частотою 30 - 300 об/хв при роторному бурінні або сприйняття реактивного крутного моменту при бурінні забійні двигуни. Вони служать також для підтри-жанія на вазі колон бурильних або обсадних труб, встановлюється ваемих на його столі на елеваторі або клинах. Ротори також ис-користуються при відгвинчування і згвинчення труб в процесі СПО, ловильні і аварійних робіт. Ротор являє собою як би конічний зубчастий редуктор, ведене конічне коле-со якого насаджено на втулку, поєднану із столом. Верт-Кальна вісь столу розташована по осі свердловини.

На рис. V.1 показана схема ротора. Стіл 5 має отвір діаметром 250 - 1260 мм в залежно від типорозміру ротора. В отвір столу встановлюють вкладиші 7 і затискачі провідної труби 6, через які передається крутний момент. Велике конічне колесо 4 передає обертання столу ротора, укріплений-ному на основній 3 і допоміжної 2 опорах, змонтованих у корпусі 1, чином одночасно масляну ванну для смаз-ки передачі і підшипників.

Зверху стіл захищений огорожею 8. Швидкохідний ведучий вал 10 розташований горизонтально на підшипниках 11, сприймаю-щих радіальні і горизонтальні навантаження. Вал 10 наводиться: в обертання від ланцюгової зірочки 12 або за допомогою вилки кар-даного валу, розташованої на кінці валу. Ротор забезпечений сто-пором 9, при включенні якого обертання столу стає не-можливим. Фіксація столу ротора необхідна при СПО та бу-Рении забійні двигуни для сприйняття реактивного моменту.

Привод ротора в бурових установках з розташуванням ле-бедкі на підлозі бурової здійснюється ланцюгової трансмісією від лебідки або від КПП карданної передачею, при установці лебідь-ки нижче підлоги бурової - додаткової трансмісією від лебідь-ки або індивідуальним приводом від електродвигуна постійного струму (рис. V.2), розташовується під підлогою бурової. Така конструкція забезпечує вільний простір для роботи персоналу бурової бригади.

КОНСТРУКЦІЇ РОТОР І ЇХ ЕЛЕМЕНТІВ

Ротор Р-560 (рис. V.3) складається з наступних основних сбо-рок та елементів. Станина 7 -- основний елемент ротора. Звичайно вона являє собою сталеву виливок коробчатої форми, всередині якої змонтовані основні збірки і деталі. Внутрішня порожниста частина станини - масляна ванна для змащення коні-чеський зубчастої пари і підшипників опор стола ротора і при-водного валу.

Стіл ротора 2 - обертається основна частина, що приводить в обертання через роз'ємні вкладиші 4 й затиски 5 провідну трубу і поєднану з нею вивільнивши в свердловину бурильної колони. Стіл ротора монтується на двох кульових опорах - головною 3 і допоміжної 8. Головна опора 3 сприймає динамічні циклічно діючі навантаження - радіальну від переданого крутного моменту і осьові від тертя провідної труби про затискачі 5 ротора при подачі колони і від ваги столу ротора, а також статичне навантаження від ваги колон труб і дру-гих елементів при установці їх на стіл ротора.

Допоміжна опора 8 столу служить для сприйняття ради-альних навантажень від зубчастої передачі і осьових ударів при бу-Рении або підйомі колони. Периферійний зазор між стани-ної 7 та столом 2 ротора виконаний у вигляді лабіринту, Попереджув-ждающего проникнення бурового розчину і бруду всередину ста-Ніни і викидання змащення з ротора при обертанні столу. Зверху стіл ротора закритий огорожею /, службовцям для уста-новки на ньому елеваторів та іншого обладнання при СПО та за-щити операторів.

Горизонтальний приводний вал 6 виконується зазвичай у вигляді окремої збірки, в якій вал з провідною конічної шестеро-ній, насадженою на ньому, монтується на роликопідшипників у втулці. Здвоєний радіально-завзятий підшипник, сприймаю-щий радіальні і осьові навантаження від зубчастої передачі, уста-встановлюються поруч з конічної шестернею. Друга опора вала - циліндричний роликопідшипники. На зовнішньому кінці вала мон-тіруется або ланцюгова зірочка 9 при приводі ротора ланцюговою передачею від лебідки, або шарнір карданного валу.

Роз'ємні вкладиші 4, що складаються з двох половин, устанав-Лівану в прохідне отвір ротора, верхня частина якого забезпечена квадратної виїмкою. Верхня частина вкладишів також має квадратну форму, в яку входять виступи верхній частині затискачів 5 провідної труби або роликового затиску при бу-Рении. При ВПЗ в отвір вкладишів вставляють конусну втулку для клинового захоплення. При бурінні затискачі 5 або ролі-ковие затискачі закріплюють болтами,залишають на провідній трубі і разом з ній відпускають в отвір вкладишів 4.

Стопорне пристрій 10 служить для фіксації стола ротора. Рукоятка управління стопорним пристроєм розташована у поглибленні верхній огорожі ротора. У поглибленні вона захищена від пошкоджень і, крім того, не заважає працювати. При перево-де рукоятки в робоче положення висувається упор, що входить в одну із спеціальних прорізів на зовнішній поверхні столу, і перешкоджає обертанню.

Для полегшення праці робітників і прискорення СПО ротори комп-лектуют пневматичними клиновими захопленнями, для чого на роторі передбачений кронштейн, до якого приєднується ме-ханізм підйому та опускання в отвір ротора клинів.

Діаметр отвори в столі ротора і максимальна статична-ська навантаження на стіл ротора - основні класифікаційні параметри. Вони визначають максимальний діаметр долота та максимальні діаметр і вага обсадної колони, яка може бути спущена в свердловину.

Основні характеристики роторів наведено в табл. V.I.

Для забезпечення взаємозамінності внутрішні розміри роторів і вкладишів і зовнішні розміри вкладишів стандар-тізовани. Також стандартизовані довжина і діаметр кінця при-водного валу ротора і відстань від осі отвору столу до Плос-кості першому ряду зубів приводний зірочки, що забезпечує можливість застосування ротора на будь-який буровій установці.

БУРОВІ НАСОСИ І ОБЛАДНАННЯ циркуляційної системи

ФУНКЦІЇ І СХЕМА циркуляційної системи

Бурові насоси та циркуляційна система виконують сле-дмуть функції:

нагнітання бурового розчину в бурильної колони для забезпе-чення циркуляції у свердловині в процесі буріння і ефектив-ною очищення вибою і долота від вибуреного породи, промивки, ліквідації аварій, створення швидкості підйому розчину в затрубний просторі, достатньої для виносу породи на поверхнею;

підвід до долота гідравлічної потужності, що забезпечує високу швидкість витікання (до 180 м/с) розчину з його наса-док для часткового руйнування породи та очистки забою від ви-буріння часток;

підвід енергії до гідравлічного забійні двигуни.

На рис. VII. 1 показані схема циркуляції бурового розчину і зразкове розподіл втрат напору в окремих елементів-тах циркуляційної системи свердловини глибиною 3000 м при бу-Рении роторним способом.

В процесі буріння в більшості випадків розчин цирку-лірует по замкнутому контуру. З резервуарів 13 очищений і підготовлений розчин надходить у підпірні насоси 14, кото-рие подають його в бурові насоси /. Останні перекачують розчин під високим тиском (до 30 МПа) по нагнітальному лінії, через стояк 2, гнучкий рукав 3, вертлюг 4, провідну трубу 5 до гирла свердловини 6. Частина тиску насосів при цьому витрачається на подолання опорів у наземної системі. Далі буровий розчин проходить по бурильної колоні 7 (бу-рільним трубах, ОБТ та забійні двигуни 9) до долота 10. На цьому шляху тиск розчину знижується внаслідок витрат енергії на подолання гідравлічних опорів.

Потім буровий розчин внаслідок різниці тиску всередині бурильних труб і на забої свердловини з великою швидкістю виходить з насадок долота, очищаючи забій і долото від вибурен-ної породи. Частина енергії розчину витрачається на підйом вибуреного породи і подолання опорів у затрубний кільцевому просторі 8. Піднятий на поверхню до гирла 6 відпрацьований розчин проходить по растворопроводу 11 до блоку очищення 12, де з нього віддаляються в комору 15 частинки вибуреного породи, пісок, мул, газ та інші домішки, надходить у резервуари 13 з пристроями 16 для відновлення його параметрів і знову направляється в підпірні насоси.

нагнітальна лінія складається з трубопроводу високого дав-лення, за яким розчин подається від насосів/до стояка 2 і гнучкого рукава 3, що з'єднує стояк 2 з вертлюгом 4. Натиск-ва лінія обладнується засувками і контрольно-вимірювальною апаратурою. Для роботи в районах з холодним кліматом пре-дусматрівается система обігріву трубопроводів.

Зливна система обладнується пристроями для очищення і приготування бурового розчину, резервуарами, всмоктуючої лінією, фільтрами, нагнітальні відцентровими насосами, засувками і ємностями для зберігання розчину.

Вертлюги І БУРОВІ РУКАВИ

ПРИЗНАЧЕННЯ І СХЕМИ

вертлюг - Проміжну ланку між поступально пере-міщан талевого блоком з гаком, бурових рукавом і обертається бурильної колоною, яка за допомогою замку-вої різьблення з'єднується через провідну трубу зі стовбуром верт-люга. Для забезпечення подачі бурового розчину або газу пере-міщан вертлюг з'єднаний з напірної лінією за допомогою гнучкого бурового рукави, один кінець якого кріпиться до отво-ду вертлюга, а друга - до стояка на висоті, дещо більшою половини його довжини.

На рис. VIII. 1 показана схема расположе-ния вертлюга в бурової при бурінні.

вертлюг забезпечує можливість вільного обертання бу-рільной колони при невращающіхся корпусі і талевого системі. Він підвішений на її гаку і виконує функції сальника для подачі всередину обертається колони бурового розчину, закачується насосами за гнучким рукава.

На рис. VIII.2 показана принципова схема вертлюга для буріння глибоких свердловин. Основна обертається його де-таль - порожнистий стовбур 1, що сприймає вага бурильної колони. Стовбур, змонтований в корпусі 3 на радіальних 4 і 7 і упор-них 5 і 6 підшипниках, забезпечений фланцем, що передає вага колони через головну опору 5 на корпус 3, підвішений до гака на штропе 12. Опори стовбура фіксують його положення в корпусі, перешкоджають осьовим, вертикальним і радіальним переміщень і забезпечують стійке положення і ліг-кість обертання.

Вага корпусу вертлюга зі шлангом, осьові поштовхи і удари колони знизу вгору сприймаються допоміжної опо-рій 6. Стовбур вертлюга - відомий елемент системи. При приня-те у бурінні нормальному напрямку обертання бурильної колони (за годинниковою стрілкою, якщо дивитися зверху на ротор) стовбур і всі деталі, пов'язані з ним, щоб уникнути самоотвін-чіванія мають ліві різьблення. Штроп 12 кріпиться до корпусу на осях 16, змонтованих в припливах корпусу. Припливи мають форму кишень, які обмежують кут повороту штропа (- 40 °) для встановлення його в положення, зручне для захоплення гаком, коли вертлюг з ведучою трубою знаходиться в шурф.

До кришці корпусу 15 прикріплений відвід 13, до якого при-з'єднується бурової рукав 14. Буровий розчин надходить з рукава через відведення у приєднаної до нього напірну тру-бу 9, з якої він потрапляє у внутрішній канал ствола верт-люга. Зазор між корпусом напірного сальника 10 та напірної трубою 9 ущільнений сальником 11, що забезпечує герметичний-ність при великих робочих тисках бурового розчину.

Напірний сальник 11 під час роторного буріння експлуа-тіруется у важких умовах, термін його служби (50 - 100 ч) у багато разів менше, ніж інших деталей вертлюга, тому він виконується Швидкозамінний. У верхній і нижній частинах кор-Пусан вертлюга для ущільнення зазору між корпусом і вра-щающімся стовбуром встановлюють самоуплотняющіеся ман-жетних сальники 2 і 8, які оберігають від витікання масла з корпусу і попадання в нього в квартирі вологи і бруду.

В вертлюгах є пристрої для заливки, спуску масла та контролю його рівня, а також сапун для врівноваження з атмосферним тиском пари всередині корпусу, що створює-ся при нагріванні в процесі роботи. Це пристрій не пропуску-ет масло при транспортуванні вертлюга в горизонтальному по-ложении.

Типорозмір вертлюга визначається динамічним навантаженням, яку він може сприймати в процесі обертання бурильної колони, допустимої статичним навантаженням і частотою обертання, граничним робочим тиском прокачуваного бу-рового розчину, масою і габаритними розмірами. Кожен вертлюг має стандартну ліву конічну замкову різьбу для приєднання до провідної трубі двох-трьох розмірів. Кор-пус вертлюга виконується обтічної форми для того, щоб він не чіплявся за деталі вежі при переміщеннях. Вертлюги пристосовані до транспортування будь-якими транспортними засобами без упаковки.

КОНСТРУКЦІЇ Вертлюги

За конструкції вертлюгі для буріння глибоких свердловин, що виготовляються вітчизняними заводами, відрізняються мало. Розглянемо конструкцію вертлюга УВ-250МА (рис. VIII.3). Він складається з литого сталевого корпусу 5 з двома кишенями для приєднання до нього штропа 11 за допомогою пальців. Внутрішня порожнина корпусу розділена по висоті горизонтального типу, що служить опорною поверхнею основної опори стовбура, посиленою для жорсткості вертикальними ребрами. Ця перемичка має кільцеву площадку, на яку встановлюється ється основний опорний підшипник 4.

Над основною опорою в корпусі знаходяться допоміжний завзятий підшипник 6, сприймає зусилля, які мож-ника уздовж осі від ротора до вертлюг, і верхній радіальний підшипник 7. Другий радіальний підшипник 3, центруючі стовбур вертлюга 1, розташований в нижній частині корпусу. Стовбур вертлюга/с обертаються елементами підшипників 3, 4, 6 і 7 і верхнім напірним сальником 9 складають групу вра-щающіхся деталей вертлюга.

Зверху корпус вертлюга має круглий отвір. Це від-версті закривається кришкою з кронштейном 8, до якого кріпиться підведення 10. У кришці 8 встановлено верхнє сальники-ше ущільнення корпусу, а нижнє ущільнення 2 кріпиться до ниж-ній частині корпусу. Цей сальник служить для попередження витоку масла з корпусу вертлюга в процесі роботи.

Верхній радіальний 7 і наполеглива 6 підшипники малонагружени і змащуються консистентним мастилом, для чого в кришці передбачена прес-маслянка. Головна опора і нижній радіальний підшипник змащуються рідкої мастилом, якої наповнена масляна ванна корпусу. Рідке масло служить не тільки для змащення, але і для відведення тепла, виділяється в підшипниках. Треба мати на увазі, що при прокачуванні через вертлюг бурового розчину з високою температурою масло у ванні вертлюга нагрівається і додаткове тепло тертя прива-дит до підвищення температури вище допустимої (іноді понад 100 ° С).

Застосування швидкоз'ємні напірного сальника значною але спростило і прискорило його заміну, а конструкція ствола ста-ла простіше і меншої довжини. Практика експлуатації показуючи-і, що застосування великої кількості манжет в сальнику не Уве-лічівает термін служби ущільнення вертлюга, так як відбувається перегрів манжет і їх руйнування внаслідок поганого відводу тепла. Оптимальним є використання двох-трьох ра-бочих манжет. Залежно від конструкції ущільнення здійснюватись або перше, або останньої манжетою, при вихо-де з ладу якої починає працювати другий манжета і т. д.

швидкоз'ємні напірні ущільнення (мал. VIII.4), примі-няемое в вертлюг УВ-250МА, забезпечує подачу в стовбур вертлюга бурового розчину під тиском до 25 МПа. Рас-твор від підвода 4 вертлюга надходить через напірну трубу 9, розташовану в стовбурі 15 вертлюга. Ця труба жорстко не за-міцніла і є як би плаваючою. На її верхньому кінці встановлена шпонка, що входить у паз кільця 7, нерухомо прикріпленого верхній нажимною гайкою 3 до втулки 5.

Зазори між підведенням 4, кільцем 7 і трубою 9 ущільнені торцевої 6 і радіальної 8 манжетами. Необхідна натискання на ущільнення створюється верхній нажимною гайкою 3 нагвинчена-ристанням її на втулку 5. Нижня обертається ущільнююче пристрій складається зі склянки 2, притиснутої нижній нажимною гайкою/до торця ствола 15 вертлюга. У склянці розміщені чотири самоуплотняющіеся манжети 10, розділені між собою кільцями 12, що створюють камери, що обмежують де-формацію манжет під тиском прокачуваного розчину.

Для зменшення тертя і зносу труби 9 і манжет 10 в манжетні камери періодично закачують ручним насо-сом через прес-маслянку 11 консистентні мастила. Верхня манжета служить для утримання мастила при завантаженні, а нижні три манжети ущільнюють зазори між трубою 9, кільцями 12 і грундбуксой 13, нижній торець якої ущільнений торцевої манжетою 14. Необхідна натискання на елементи сальника здійснюватись нижній нажимною гайкою /.

Ущільнювальні манжети сальника виготовляють з маслостійкої гуми або резіноасбестових композицій, або пластмас поліуретанової групи. Напірні труби виготовляють з низ-колегірованних цементуемих сталей марок 12ХН2А, 20ХНЗА

і ін Зовнішня поверхня труб піддається термохімічних обробці для створення шару товщиною 1,5 - 3 мм твердістю 56 - 62 HRC. Зовнішня поверхня високоточної піддається механічній обробці, полі-рілої або виглажівается ролі-ком для зменшення шерохова-тости.

Рис. VIII.5. Нижня ущільнення масляної ванни вертлюга

Нижня ущільнення масляної ванни вертлюга (мал. VIII.5) служить для запобігання утече-ки мастила при обертанні верти-Кальне розташованого ствола вертлюга. Ущільнююче устрій-сть складається з двох манжет 4, змонтованих в нижній частині кришки 9 корпусу вертлюга. Кільце 8 за допомогою болтів 7 натискає на манжети 4, які прилягають до зовнішньої по-поверхні втулки 3, одягненою на стовбур 5 вертлюга. Втулка 3, що упирається в кільце підшипника 1, кріпиться на стовбурі 5 гайкою 6 і ущільнюється гумовим кільцем 2. У порожнину між манжетами 4 подається через прес-маслянку 10 консистентні мастила, що оберігає витікання олії з ванни. Втулка 3 захищає від зносу поверхня стовбура, а при зносі її змінюють.

В нижній кришці корпусу передбачена отстойная зона, куди через отвори в корпусі потрапляють з маслом продукти зносу. З боку в нижній частині кришки передбачено зливний отвір, що закривається пробкою, через яку періодично спускають масло з ванни вертлюга.

Стовбур вертлюга - найбільш навантажена деталь. На нього діють розтягуються сила від ваги бурильної колони, з-гиба момент і внутрішній тиск розчину. Нижній кінець стовбура має ліву внутрішню замкову різьбу по ГОСТ 5286 - 75, що служить для з'єднання через оберігши-них Перевідники з ведучою трубою. Стволи виготовляють з конструкційних низьколегованих сталей марок 40Х, 40ХН, 38ХГН та ін Ствол піддається загартування з відпуском до твердо-сті 280 - 320 НВ.

На опори ствола вертлюга діють в основному осьові на-Грузьке: головна опора сприймає вага бурильної колони, а радіальні підшипники центрують підвішений на гаку вертлюг і сприймають навантаження, створювані його вагою і частиною ваги прикріпленого до нього гнучкого шланга.

В як головну опору в вертлюгах застосовують упорні або радіально-упорні підшипники. У важко навантажених вертлюгах для буріння глибоких свердловин використовують роликових підшипники з конічними, бочкоподібними і циліндрично-ми роликами. Ці підшипники застосовують при частоті вращ-ня не більше 100 об/хв, так як циліндричні ролики робо-тануть з прослизанням, що призводить до їх зносу.

В вертлюгах для геологорозвідувального буріння свердловин не-великої глибини і при легких бурильних колонах вико-ють радіально-упорні або радіальні шарикопідшипники, для допоміжних опор вертлюгів зазвичай - завзяті шарико-ші або конічні роликопідшипники стандартних серій.

ПРИВОД БУРОВИХ УСТАНОВОК

ОСНОВНІ ВИЗНАЧЕННЯ

Приводом бурової установки називається сукупність дви-гунів та регулюють їх роботу трансмісій і пристроїв, що перетворюють теплову або електричну енергію в механічним, які керують механічною енергією і передають її виконавчому обладнанню - насосів, ротору, лебідці та ін Потужність приводу (на вході в трансмісію) характери-зует основні його споживчі та технічні властивості і є при-ляется класифікаційними (головним) параметром.

В Залежно від використовуваного первинного джерела енер-гии приводи діляться на автономні, які не залежать від системи енергопостачання, і неавтономні, що залежать від системи енерго-госнабженія, з живленням від промислових електричних се-тей. До автономним приводам відносяться двигуни внут-реннего згоряння (ДВЗ) з механічної, гідравлічної або електропередачею. До неавтономні приводам відно-сятся: електродвигуни постійного струму, що живляться від промислових мереж змінного струму через тиристорні випрями-мітельние станції управління; електродвигуни змінного струму з гідравлічної або електродинамічної трансмісією або регульовані тиристорн системами.

В Відповідно до кінематикою установки привід може мати три основні виконання: індивідуальний, групових?? ий і ком-бінірованний або змішаний.

Індивідуальний привід - кожен виконавчий механізмів (лебідка, насос або ротор) наводиться від електродвигуна-телей або ДВС незалежно один від одного. Більш широко цей вид привода поширений з електродвигунами. При його іс-користуванні досягається висока маневреність у компонуванні і розміщення бурового обладнання на підставах при мон-таж.

Груповий привід - декілька двигунів з'єднані сум-мірующей трансмісією і приводять кілька виконавчих механізмів. Його застосовують при двигунах внутрішнього СГО-Ранія,

Комбінований привід - використання індивідуального та групового приводів в одній установці. Наприклад, насоси наводяться від індивідуальних двигунів, а лебідка і ротор від загального двигуна. У всіх випадках характеристики приводу повинні найбільш повно задовольняти необхідним характеристиками виконавчих механізмів.

Споживачами енергії бурової установки є: в процесі буріння - бурові насоси, ротор (при роторному бурінні), пристрої для приготування та очищення бурового розчину від вибуреного породи; компресор, водяний насос і ін;

при спуску і підйому колони труб - лебідка, компресор, водяний насос і механізований ключ.

Приводи також поділяються на головні (приводи лебідки, насосів і ротора) та допоміжні (приводи решти пристроїв і механізмів установки). Потужність, споживана-травня допоміжними пристроями, що не перевищує 10 - 15% потужності, споживаної головним обладнанням.

Гнучкість характеристики - здатність силового приводу автоматично або за участю оператора в процесі роботи швидко пристосовуватися до змін навантажень і частот вра-вання виконавчих механізмів. Гнучкість характеристики залежить від коефіцієнта пристосовності, діапазону регу-воджується частоти обертання валів силового приводу і пріе-містості двигуна.

Коефіцієнт гнучкості характеристики визначається відно-ням зміни частоти обертання до викликаного їм Відхи-ненію моменту навантаження. Він пропорційний передавальному відношенню і обрат-но пропорційний коефіцієнту перевантаження.

прийомистість називається інтенсивність здійснення перехідних процесів, тобто час, у протягом якого двига-тель і силовий привід реагують на зміну навантаження і з-змінюють частоту обертання.

Пристосовність - Властивість силового приводу змінювати крутний момент і частоту обертання в залежно від момен-та опору. Власна призвичаїла-тість -- властивість двигуна пристосовуватися до зовнішньої на-вивантаження. Штучна пристосовність - Свій-ство трансмісій пристосовувати характеристику двигуна до зміни зовнішнього навантаження.

ТРАНСМІСІЯ БУРОВИХ УСТАНОВОК

ЕЛЕМЕНТИ ТРАНСМІСІЯ бурових установок

В буровому обладнанні для здійснення кінематіче-ської зв'язку між валами в механізмах, зміни швидкості і напряму обертання, перетворення що крутять моментів що використовують ланцюгові, кліноременним і зубчасті передачі. У вус