Расчет и выбор основных параметров вертлюга - Курсовая работа

Расчет и выбор основных параметров вертлюгаВ процессе проводки скважины подъемная система выполняет различные операции. В одном случае она служит для проведения СПО с целью замены изношенного долота, спуска, подъема и удержания на весу бурильных колонн при отборе керна, ловильных или других работах в скважине, а также для спуска обсадных труб. Для обеспечения высокой эффективности при этих разнообразных работах подъемная система имеет два вида скоростей подъемного крюка: техническую для СПО и технологические для остальных операций. В связи с изменением веса бурильной колонны при подъеме для обеспечения минимума затрат подъемная система должна обладать способностью изменять скорости подъема в соответствии с нагрузкой. Подъемная система установки представляет собой полиспастный механизм, состоящий из кронблока 4, талевого (подвижного) блока 2, стального каната 3, являющегося гибкой связью между буровой лебедкой 6 и механизмом 7 крепления неподвижного конца каната.Основная вращающаяся деталь вертлюга - полый ствол, воспринимающий вес колонны. Ствол, смонтированный в корпусе на радиальных и упорных или радиально-упорных подшипниках качения, снабжен фланцем, передающим вес колонны через главный опорный подшипник на корпус и далее на штроп. Опоры ствола вертлюга фиксируют его положение в корпусе, препятствуя осевым вертикальным и радиальным перемещениям и обеспечивая его устойчивое положение при вращении. Вес корпуса вертлюга, толчки и удары от колонны снизу вверх воспринимаются вспомогательной осевой опорой, устанавливаемой обычно над главной. При принятом в бурении нормальном направлении вращения бурильной колонны (по часовой стрелке, если смотреть сверху на ротор) ствол и все связанные с ним детали во избежание самоотвинчивания имеют стандартные конические левые резьбы.В корпусе установлены радиальные и упорный шариковые подшипники, в которых вращается ствол, воспринимающий вес колонны бурильных труб во время бурения. В проточку крышки устанавливается уплотняющая ствол резиновая манжета, которая препятствует вытеснению масла из корпуса. Рисунок 1.2 - Вертлюг БУ-50Бр: 1 - отвод; 2 - фланец напорный; 3 - уплотнительное кольцо; 4 - крышка; 5 - шарикоподшипник; 6 - корпус; 7 - ствол; 8 - упорный шарикоподшипник; 9 - защелка; 10 - скоба; 11 - опорные кольца; 12 - нижний радиальный подшипник; 13 - масляный сальник; 14 - нижняя крышка; 15 - напорная труба; 16 - переводник; 17 - нажимная втулка; 18 - нажимное кольцо; 19 - манжетное уплотнение; 20 - пружина уплотнения; 21 - грундбукса; 22 - крышка. Для герметичности масленой ванны между корпусом и крышкой установлена паронитовая прокладка. В нижней части корпуса вертлюга на болтах крепится крышка, в ней устанавливаются четыре уплотнения - две самоуплотняющиеся резиновые манжеты, резиновое кольцо и войлочное уплотнительное кольцо.Все вертлюги, выпускаемые в США, одинаковы по конструктивной схеме и незначительно отличают между собой в выполнении отдельных элементов. Ствол вертлюга установлен на системе опор, состоящей из основной опоры - упорного роликоподшипника с коническими роликами, воспринимающего основной вес бурильной колонны, вспомогательного упорного шарикоподшипника, который воспринимает случайные осевые нагрузки снизу вверх, и двух радиальных направляющих роликоподшипников, расположенных по обе стороны основной опоры. В некоторых вертлюгах вспомогательный упорный и верхний направляющий подшипники заменены одним радиально-упорным подшипником. Обычно вертлюг имеет три сальника, один грязевый и два масляных (верхний и нижний). Фирма Bowen предлагает целый набор силовых вертлюгов, от малых портативных установок, чаще всего применяемых для мелких ремонтных работ, до моделей с крутящим моментом до 20000 ft/Lbs, предназначенных для глубокого скважинного бурения или работ, связанных с крупным свайным сооружением.На основании сделанного анализа остановим свой выбор на продукции отечественного производства и выберем в качестве прототипа вертлюг буровой УВ - 250. Он прост в обслуживании, надежен в эксплуатации и имеет ряд преимуществ: кинематическая четырехопорная схема обеспечивает длительную работу без регулировки по вертикали;При конструировании корпуса весьма важно обеспечить максимально возможное расстояние между осью шарниров штропа и опорой, что позволяет достичь большой стабильности оси ствола при вращении и смещения центра массы вертлюга к нижней крышке. В некоторых вертлюгах к корпусу приваривают или укрепляют на болтах кронштейны с резиновыми амортизаторами, предохраняющими корпус от ударов штропов. Пальцы устанавливаются в горизонтальных расточках карманов и корпуса и предохраняются от выпадения и поворотов стопорной планкой, которая входит в торцевой паз пальца и приваривается к корпусу вертлюга. В корпусе вертлюга на упорных и радиальных подшипниках вращается ствол с переводником для соединения вертлюга с ведущей трубой бурильной колонны.

Содержание

Введение

1. Анализ существующих конструкций

1.1 Общее устройство вертлюгов

1.2 Анализ вертлюгов отечественного производства

1.3 Анализ вертлюгов зарубежного производства

1.4 Выбор и обоснование прототипа

2. Описание конструкций элементов вертлюга

3. Расчетная часть

3.1 Расчет ствола

3.2 Расчет штропа

3.3 Расчет подшипника

4. Эксплуатация и смазка вертлюгов

Заключение

Список использованной литературы