Лабораторна робота №5

Вивчення конструктивних схем і конструкції бурових вертлюгів, регулювання допоміжної та основної опор

Мета роботи:

1). Вивчення конструкцій і технічних характеристик бурових вертлюгів.

2). Вивчення конструкцій, призначення, принцип роботи швидкоз’ємного ущільнення трубки вертлюга.

Матеріали і обладнання:

1). Технічна документація на вертлюги.

2). Комплект швидкоз’ємного ущільнення вертлюга типу УВ.

3). Лінійка металева і штангенциркуль.

Питання

1. Що таке вертлюг та для виконання яких операцій він призначений?

2. Місце експлуатації вертлюга в складі бурової установки під час виконання різного роду операцій?

3. Під дією яких навантажень перебуває вертлюг в процесі експлуатації ?

4. Які основні вимоги пред’являються до вертлюгів ?Під дією яких навантажень перебуває вертлюг в процесі експлуатації?

5. Як розрізняють і які конструктивні особливості мають вертлюги ?

6. Розписати принцип роботи вертлюга

7. З яких груп деталей складається вертлюг ?

8. Від чого залежить працездатність вертлюга?

9. Чим відрізняється експлуатація вертлюга в складі механізму АСП та без нього?

10. Перелічити основні параметри вертлюгів

11. Які умови повинні закладатись під час конструкції вертлюга?

12. Яких заходів необхідно дотримуватись під час експлуатації вертлюга?

1.Вертлюг являє собою механізм, що з’єднує необертальну талеву систему з обертальною в процесі буріння і слугує для введення в колону під тиском промивальної рідини.

2. Квадратна штанга приєднується до стовбуру вертлюга на різьбі і передає на нього всю силу тяжіння бурової колони і навантаження, що виникає при прихватах і затяжках. Промивальна рідина підводиться до вертлюга від стояка напірної лінії гнучким рукавом, який приєднується одним кінцем до горловини, а другим до стояка на висоті, декілька меншої довжини рукава.

3. В процесі експлуатації на вертлюг діють статичні осьові навантаження від дії ваги бурової колони та динамічні навантаження, які створюються поздовжніми коливаннями долота і пульсацією промивальної рідини.

4. Вимоги, що пред’являються до вертлюгів:

• пристрій для з’єднання з талевим блоком повинен бути надійним та зручним для швидкого відводу вертлюга з шурфу;

• швидкозношувані вузли та деталі повинні бути зручними для швидкісної заміни в промислових умовах;

• поперечні габарити не повинні перешкоджати його вільному переміщенню вздовж вишки при нарощуванні бурильної колони та СПО.

• підведення та розподіл мастила повинні забезпечувати ефективне мащення та охолодження деталей вертлюга, які зазнають тертя.

5. Вертлюги розрізняються в основному по допустимому осьовому навантаженню, а також вертлюги розрізняють по конструкції: кількістю, типом і розміщенням опор стовбура, схемою підвіски корпуса до крюка, будовою хомутів і схемою їх кріплення, будовою напірних сальників

6. Корпус вертлюга являє собою порожню відливку із зовнішніми боковими карманами для штропа за допомогою якого вертлюг підвішується до гака талевого механізму. Штроп має дугоподібну форму та круглий поперечний переріз. Ствол являє собою сталевий циліндр з центральним прохідним отвором для промивки рідини та із зовнішнім фланцем для упорних підшипників. Осьове положення стволу канатів підшипників в допоміжних та радіальних опорах регулюється прокладками між корпусом та кришками.Для зєднання вертлюга з ведучою трубою бурильної колони використовують ніпельний перехідник, що охороняє або запобігає від зносу та механічних пошкоджень різьбу ствола. Корпус вертлюга закривається верхньою та нижньою кришкою з центральними отворами для вивідних кінців ствола. Верхня кришка має стійки та фланець на якому кріпиться відвід для зєднання вертлюга з буровим шлангом. Порожнина між корпусом з кришками та стволом вертлюга заповнюється мастилом для мащення підшипників. Масло заливається через отвір верхньої кришки. Для зливу відпрацьованого мастила передбачено отвір.

7. Вертлюг складається з двох груп деталей; рухових і нерухомих.

8. Роботоздатність вертлюга залежить від надійності ущільнень, що використовуються у його рухомих і нерухомих з’єднаннях, а також від надійності різьбових з’єднань.

9. В талевому механізмі бурових установок, оснащених комплексом АСП, використовується автоматичний елеватор і вертлюг кріпиться до нього . Якщо елеватора немає, то вертлюг кріпиться до гака. З’єднання вертлюга з автоматичним елеватором здійснюється за допомогою пристрою, який складається із петлевих стропів, перехідної скоби і траверси.

10. До основних параметрів вертлюгів належать :

- вантажопідйомність

- максимальне навантаження ходової струни

- число канатних шківів

- допустимий тиск у вертлюзі

11. Параметри вертлюга повинні відповідати вимогам буріння і промивки свердловин і одночасно співпадати аналоговим параметрам підйомного механізму і бурових насосів. Також частота обертання стовбура вертлюга повинна співпадати з частотою обертання стола ротора і знаходитись в межах 15-250 об/хв. Висота стропа повинна бути достатньою для з’єднання вертлюга з крюком талевого механізму.

12. Не можна відокремлювати вертлюг від ведучої труби, якщо вони знаходяться в шурфі .

Таблиці

.Таблиця 4.1— Основні параметри вертлюгів

Найбільше допустиме статичне навантаження на ствол, МН	0,7-6
Динамічна вантажопідйомність основної опори, МН	1-8
Найбільший тиск рідини, МПа	20-40
Максимальна частота обертання стовбура, об/хв	150-500
Діаметр накалу ствола, мм	75-110
Місткість масляної ванни, л	25-120
Висота, м	2-3
Ширина, м	1-1,3
Маса, т	0,5-4

Таблиця 4.2 — Технічна характеристика вертлюгів

Типорозмір вертлюга			УВ-250		УВ-320		УВ-450		ШВ-15-250
Допустиме статичне навантаження,кН			2500		3200		4500		2500
Динамічне навантаження при частоті обертання стовбура 100 об/хв, кН			1600		2000		3000		1600
Діаметр прохідного отвору в стовбурі, мм			75		75		75		75
Максимальний тиск прокачуваної рідини, МПа			25		32		40		25
Найбільша частота обертання стовбура, об/хв			200		200		150		200
Приєднувальна різьба стовбура(ГОСТ 5286-75)			З-171Л		З-171Л		З-171Л		З-171Л
Перевідник стовбура(ГОСТ 5286-75)			Н-171/152Л		Н-П1/152Л		Н-171/152Л		––
Основний упорний підшипник	номер	889752Х		889852Х		9889468		––
	розмір, мм	260*540*132		260*580*145		340*620*170
Радіальний підшипник	номер	32144		3282140		32144
	розмір, мм	220*340*56		200*310*82		220*340*56
Допоміжний упорний підшипник	номер	8156Л		ЦКБ1816		8156Л
	розмір, мм	280*350*53		220*320*80		280*350*53
Габарити, мм	висота з перевідником	2850		3000		3270
	ширина	1090		1200		1320
Маса(без мастила, кг)			2300		29880		3815

Рисунок 4.1 — Вертлюг УВ-250

Рисунок 4.2 — Підвіска вертлюга

Рисунок 4.3 – Швидкоз’ємне з’єднання відводу і ствола вертлюга

Рисунок 4.4 – Ущільнення масляної ванни

Висновок У цій лабораторній роботі я розглянув конструктивні схеми і конструкції бурових вертлюгів .