Вертлюг

РОТОРЫ

Ротор (рис. 1, поз. 13) в составе буровой установки является основным исполнительным механизмом и предназначен для:

-вращения поступательно движущейся в скважину бурильной колонны при бурении роторным способом;

-восприятия реактивного момента и удержания от проворачивания поступательно движущейся в скважину бурильной колонны при бурении с использованием забойных двигателей;

-периодического проворачивания бурильной колонны с целью предупреждения ее прихвата в скважине;

-проворачивания аварийного инструмента при проведении ловильных работ в скважине;

-удержания бурильной колонны над устьем скважины при выполнении спуско-подъемных операций, связанных с ее наращиванием или со сменой породоразрушающего инструмента;

-удержания обсадной колонны над устьем скважины при наращивании ее во время спуска в скважину.

Ротор устанавливается на основании вышечного блока над устьем скважины. Ротор является угловым редуктором, преобразующим вращательное движение быстроходного ведущего вала вокруг горизонтальной оси во вращательное движение стола ротора вокруг вертикальной оси. Привод ротора осуществляется посредством цепных, карданных и зубчатых передач от буровой лебедки, коробки перемены передач, либо от индивидуального двигателя. Для восприятия реактивного крутящего момента роторы снабжаются стопорными устройствами, размещенными на быстроходном валу либо на столе ротора. Смазка подвижных деталей ротора осуществляется разбрызгиванием и принудительным способом. Объем масляной ванны ротора обеспечивает

Рис. 2. Конструктивная схема ротора

1 - стол ротора; 2 - крышка-ограждение; 3 - зубчатая коническая передача (прямозубая или косозубая); 4 - быстроходный (горизонтальный) вал; 5 - стопорное устройство; 6 - цепное колесо (муфта крестово-шарнирная); 7 - опоры быстроходного вала; 8 - станина; 9 - основная опора стола ротора; 10 - вспомогательная опора стола ротора.

Рис. 3. Ротор (а); роторные вкладыши (б); роликовые зажимы для ведущей трубы (в); клинья для бурильных труб (г); обсадных труб (д) и УБТ (е).

наличие в нем охлаждающей жидкости для эффективного отвода тепла от узлов трения – подшипников и зубчатых передач. Конструктивная схема ротора приведена на рисунке 2. Вкладыш, роликовый зажим и клинья для работы с трубами приведены на рисунке 3. Стол ротора установлен на основной опоре (рис. 2, поз. 9). Она воспринимает и передает на станину (рис. 2, поз. 8) действующие сверху-вниз на стол нагрузки, обусловленные трением ведущей трубы о роликовый зажим (рис. 3, поз. в) во вкладыше ротора (рис. 3, поз. б) в процессе бурения роторным способом, а также весом бурильной и обсадных колонн при выполнении спуско-подъемных операций. Нагрузки, действующие на стол ротора снизу-вверх, воспринимаются вспомогательной опорой (рис. 2, поз. 10) и передаются на станину.

Основными параметрами ротора являются:

-диаметр отверстия в столе (от 460 до 1260 мм);

-допускаемая статическая нагрузка на стол (от 2700 до 8000 кН);

-наибольшая частота вращения стола (от 200 до 350 мин ^-1);

-мощность на столе (от 200 до 600 кВт);

-масса (от 3,1 до 10,3 т).

Вертлюг в составе буровой установки является промежуточным звеном между поступательно движущейся при углублении скважины талевой системой и вращающейся при роторном способе бурения бурильной колонной. Он предназначен для подвески и свободного вращения бурильной колонны при одновременной подаче в нее через стояк и буровой рукав (рис. 1, поз. 15) промывочной жидкости под давлением из нагнетательной линии бурового насоса. Вертлюг выполняет роль основной опоры подвешенной вращающейся бурильной колонны и функцию основного сальника при подаче промывочной жидкости через подвижное соединение.

Конструкция вертлюга установки для бурения нефтяных и газовых скважин приведена на рисунке 4.

Рис. 4. Вертлюг

1 - переводник (резьба левая); 2 - крышка нижняя; 3, 10 - радиальная опора; 4 - корпус; 5 - ствол; 6 - осевая (главная) опора; 7 - палец; 8 - планка стопорная; 9 - подшипник; 11 - отвод; 12 - штроп; 13 – крышка напорного сальника; 14 - крышка верхняя; 15 - стакан ствола; 16 - напорный сальник

Форма и размеры проточной части вертлюга обеспечивают минимальные гидравлические потери при движении бурового раствора в вертлюге и минимальный абразивный износ внутренней поверхности отвода (рис. 4, поз. 11) частицами твердой фазы, находящимися в промывочной жидкости. Самоуплотняющийся напорный сальник (рис. 4, поз. 16) обеспечивает герметичность проточной части и предупреждает утечку промывочной жидкости во внутреннюю полость корпуса вертлюга, в том числе в масляную ванну. Размер корпуса, его конструктивное исполнение и вместимость масляной ванны обеспечивают надежную смазку всех опор и отвод тепла, выделяющегося при их работе.

Основными параметрами вертлюга являются:

-статическая грузоподъемность, численно равная максимальной грузоподъемности буровой установки (от 2500 кН до 4500 кН);

-динамическая грузоподъемность, численно равная номинальной грузоподъемности буровой установки (от 1600 кН до 3000 кН);

-диаметр проходного канала в стволе, определяющий величину гидравлических потерь при движении промывочной жидкости в вертлюге (от 75 мм до 100 мм);

-наибольшее допустимое давление промывочной жидкости, соответствующее параметрам насосной группы буровой установки от 25 МПа до 40 МПа).

Дата добавления: 2015-04-25