Буровой ротор: назначения и основные требования. Расчет и конструирование оборудования для бурения скважины. Определение частоты вращения ствола ротора при приводе от вала буровой установки. Эксплуатация и монтаж оборудования в процессе бурения.
Аннотация к работе
Буровая установка - сложный комплекс агрегатов, машин и механизмов, выполняющих различные, но связанные между собой функции в процессе бурения скважины. Проектирование этого оборудования - специфичный сложный процесс, и от конструктора требуется не только умение конструировать машины и их элементы, но и знание техники для специфики бурения скважин на нефть и газ. Буровой ротор, сокращенно называемый ротором или вращателем, предназначен для выполнения" следующих операций: 1) вращения поступательно движущейся бурильной колонны в процессе проходки скважины роторным способом;Применяемые при бурении скважин роторы предназначаются для передачи вращения бурильным трубам, поддержания на весу колонны бурильных и обсадных труб при их свинчивании и развинчивании, а также для выполнения ловильных операций. Прежде всего, ротор должен быть надежным в работе, ибо выход его из строя может привести к серьезным осложнениям в процессе бурения. Основной исходный размер ротора - диаметр отверстия (без вкладышей), через которое проходит долото (проходное отверстие). При турбинном бурении ротор удерживает колонну бурильных труб от вращения в сторону, противоположную направлению вращения долота, и используется для периодического проворачивания инструмента. Оборудование для роторного бурения включает ротор и роторные вкладыши ротора, ведущую трубу и вкладыш (зажим) под трубу (рис.Стол ротора 2 - это основная вращающаяся его часть, приводящая во вращение при помощи разъемных вкладышей 4 и зажимов 5 ведущую трубу и соединенную с ней спущенную в скважину бурильную колонну. Главная опора 3 воспринимает осевые статические нагрузки от веса колонны спущенной в скважину и действующие динамические нагрузки - радиальную от передаваемого крутящего момента и осевые от трения ведущей трубы о вкладыши при подаче колонны труб и от веса стола ротора. Вспомогательная опора 8 стола служит для восприятия радиальных нагрузок от зубчатой передачи и от осевых ударов при бурении или подъеме колонны. В верхней части стол имеет лабиринтные уплотнения между корпусом и столом ротора 2 предупреждающие возможность проникновения бурового раствора внутрь станины и выбрасывание смазки из ротора при вращении стола. В некоторых конструкциях буровых установок роторный вал соединен с источником вращения карданным валом тогда вместо цепного колеса на валу ротора монтируется муфта кардана.Применение пневматических клиновых захватов облегчает труд буровых рабочих и ускоряет процесс спускоподъемных операций. 7) предназначены для механизированного захвата и удержания на весу бурильных труб в столе ротора при спускоподъемных операциях и обсадных труб при спуске в скважину. Пневматические клинья, встраиваемые в ротор, выпускаются в настоящее время почти для всех роторов глубокого эксплуатационного и разведочного бурения. Механизм состоит из корпуса 6 двух вкладышей 5 четырех клиньев 3 подвешенных к направляющим 2 связанных между собой снизу кольцом 7 державок 4 пневматического цилиндра 9 предназначенного для подъема и опускания клиньев при помощи рычага 8 и крана управления 1. Четыре клина 3 предварительно собирают вместе и с помощью державок 4 присоединяют к верхним концам направляющих.Долговечность ротора зависит в основном от величины действующих нагрузок конструкции и качества его изготовления монтажа зубчатой передачи и подшипников. Конические зубчатые колеса передачи изготовляются со спиральным или косым зубом с углом наклона ??10°С твердость поверхности его рабочих профилей должна быть не ниже HRC 45. Так как окружные скорости конической передачи достигают 15-20 м/с и более передача изготовляется не ниже чем по третьему классу точности. Поскольку размеры ведомого колеса определяются конструктивно диаметром проходного отверстия стола ротора, число его зубьев выбирается в зависимости от модуля полученного расчетным путем и передаточного отношения. Размеры опор стола ротора выбираются по конструктивным соображениям в зависимости от диаметра проходного отверстия ротора а число шаров и их диаметр - в зависимости от величин действующих нагрузок.При расчете роторов обычно условно принимают что привод ведущего вала всегда осуществляется цепной передачей при минимальном диаметре ведущей звездочки к. п. д. ротора ? = 0 9 коэффициент запаса кз =2ч4. За расчетный режим принимается частота вращения стола np =100 об/мин срок службы Lh = = 3000 ч при длительно действующем эквивалентном моменте на столе ротора M2. Расчетная частота вращения стола ротора np =100 об/мин; расчетный крутящий момент на столе ротора M2 Н•м. Крутящий момент на столе ротора при частоте вращения np = 100 об/мин: Здесь - угловая скорость вращения стола ротора. Усилия (в Н) действующие в зубчатом зацеплении: окружное: осевое шестерни: радиальное шестерни: где M1 и M2-крутящий момент на ведущем и ведомом валах Н•м; d1 и d2 - средний расчетный диаметр шестерни колеса м; ?-угол профиля зуба; в нормальном сечении обычно ? =20°.
План
Оглавление
Ведение
1. Буровой ротор. Назначения и основные требования
2. Конструкция ротора
3. Пневматические захваты, встроенные в ротор
4. Выбор исходных данных
5. Определение частоты вращения стола ротора при приводе от вала буровой лебедки ЛБУ-1400