Выбор основных параметров роторов

Устройство роторов

По конструктивной схеме они представляют собой угловой редуктор с конической зубчатой передачей, установленный внутри станины, поддон которой заполняется маслом. В настоящее время используются роторы,

Стол ротора устанавливается на 2-х опорах – главной и вспомогательной.

Главная опора воспринимает:

1 ) динамические нагрузки:

- радиальную от передаваемого крутящего момента,

- осевую от трения ведущей трубы о вкладыши ротора;

2) статическую осевую нагрузку от веса колонны труб при её установке на стол ротора.

Вспомогательная опора воспринимает:

1) радиальные нагрузки от зубчатой передачи,

2) осевые удары вверх от долота при бурении или от замков труб при подъёме бур. колонны.

Ведущий горизонтальный вал с конической малой шестерней вращается в двух подшипниках.

Ближний к шестерне испытывает радиальные и осевые нагрузки от конической передачи и фиксирует вал от осевых смещений.

Дальний – только радиальные нагрузки.

В роторах небольшой мощности трущиеся детали смазываются разбрызгиванием масла, при больших мощностях применяют принудительную смазку шестерённым насосом.Для облегчения СПО роторы поставляются по заказу с пневматическими клиновыми раскрепителями (ПКР). При бурении клинья убираются, и на их место устанавливается зажим ведущей трубы. Рычаги, встроенные в стол ротора, поднимающие и опускающие клинья во время СПО, при бурении вращаются вместе с ротором, а пневмоцилиндр с рычагами, закреплёнными на станине – неподвижны. Во время СПО бурильная труба при установке на ротор охватывается 3-мя или 4-мя клиньями с укреплёнными на них плашками, имеющими зубья, и производится её отвинчивание или свинчивание.

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 – 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.

Дата добавления: 2014-01-20