Изучение конструкции роторов буровой установки. Изучение использования ротора при бурении и при выполнении вспомогательных операций

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Тема: Ротор буровой установки

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Изучение конструкции роторов. Изучение использования ротора при бурении и при выполнении вспомогательных операций. Проверка смазки и монтажа ротора. Определение передаточного отношения ротора и коробки перемены передач.

Рисунок 1 – Лабораторная установка - Ротор УРБ-3АМ

2. НАЗНАЧЕНИЕ РОТОРА.

Ротор буровой установки имеет следующее назначение.

2.1. Передача мощности долоту вращения колонна бурильных труб в процессе бурения,  проворачивание бурильного инструмента при  ловильных работах и ориентированном спуске.

2.2. Восприятие реактивного момента при бурений забойными двигателями.

2.3. Удержание на весу колонны бурильных и обсадных труб.

2.4.  Отвинчивание свечей при подъеме колонны труб.

2.5.  Отворот и закрепление долот.

3. КОНСТРУКЦИЯ РОТОРОВ

Рисунок 2-Буровой ротор:

1— станина; 2, 3 —опоры вспомогательная и главная; 4 —колесо зубчатое коническое; 5 — стол ротора; в — вкладыш; 7 — крышка; 8, 9 —подшипники радиальный и упорно-радиальный; 10 —вал ведущий быстроходный; 11 —шестерня ведущая коническая- 12 —картер; 13 —втулка

Ротор (рисунок 2) представляет собой угловой редуктор с конической зубчатой передачей, служащей для передачи вра­щения под углом, изменяя его с горизонтального на вертикаль­ное, и для снижения частоты вращения. Ведомое коническое колесо передачи смонтировано на втулке, соединенной со сто­лом ротора, в центре которого находится вертикальное отвер­стие для пропуска колонны. Диаметр отверстия стола ротора зависит от диаметра долота или обсадных труб, пропускаемых через него.

Во время бурения вращение и крутящий момент передаются ведущей трубе через вкладыши и зажимы, устанавливаемые в конусную расточку втулки, вмонтированной в стол ротора. При спуско-подъемных операциях в отверстие стола ротора устанавливают клиновые захваты, управляемые пневматически или вручную.

Стол ротора, соединенный с втулкой, укрепляется на двух опорах — главной и  вспомогательной. Диаметр  стола  зависит от типоразмера ротора и устанавливаемых на него клиновых захватов и других элементов. Диаметр ротора 500—2000 мм. Для удобства работ часть стола ротора сверху закрывают не­подвижной крышкой.

Главная опора воспринимает динамические циклически дей­ствующие нагрузки — радиальную от передаваемого крутящего момента и осевые от трения ведущей трубы о вкладыши ро­тора при подаче колонн и от веса стола ротора, а также стати­ческую осевую нагрузку, создаваемую весом колонны при ее установке на стол ротора.

Вспомогательная опора стола ротора служит для восприятия радиальных нагрузок от зубчатой передачи и осевых ударов вверх при бурении или подъеме бурильной колонны.

Ведущий горизонтальный вал с конической шестерней вра­щается на подшипниках качения, один из которых испытывает действие только радиальных нагрузок, второй — радиальных и осевых от конической передачи и фиксирует вал от осевых смещений. От силового привода вращение передается ведущему валу ротора карданным валом или цепной передачей. Муфта для соединения ведущего вала ротора с карданным валом при­вода или цепной звездочкой монтируется на его конце.

Для предохранения бурильной колонны от проворачивания во время бурения забойными двигателями или при свинчивании бурильных труб стол ротора должен фиксироваться стопором.

Большинство роторов изготовляется с приводом стола непо­средственно конической зубчатой передачей по схемам, приве­денным на рисунке 3.

Полый вал-втулка стола ротора монтируется на двух опо­рах. В главной опоре, воспринимающей осевую статическую и рабочую нагрузки, применяют радиально-упорные шариковые или реже конические подшипники качения. Во вспомогательной опоре применяют либо упорно-радиальные подшипники качения, либо подшипники скольжения с упорным буртом.

На рисунке 3, а приведена конструктивная схема ротора, в которой коническое ведомое колесо привода стола располо­жено между двумя шариковыми упорно-радиальными опорами, что увеличивает базу и устойчивость конструкции. Главная опора — нижняя, вспомогательная — верхняя. Ведущий вал ро­тора смонтирован на двух сферических роликоподшипниках. Осевые нагрузки воспринимает опора, находящаяся около звез­дочки, нагруженная меньшими радиальными нагрузками, чем опора у шестерни.