Бұрғылау роторлары

Ротор айналдыруға және ұңғыманың тік осі бойынша ілгері орын ауыстыратын бұрғылау тізбегіндегі айналу моментін беруге арналған. Сонымен қатар ротор КТО кезінде бұрғылау және шегендеу тізбегін ұстап тұруға арналған.

Ротор жетегі бұрғылау шығырынан немесе жеке қозғалтқышпен шынжырлы, карданды және тісті берілістермен іске асырылады. Роторлар пневматикалық ұстау сынасымен немесе онсыз да болады.

Роторларды келесі параметрлері бойынша жіктейді:

- ротор үстелінің тесігінің өту диаметрі;

- рұқсат етілетін статикалық жүктеме;

- қуат.

Бұрғылау қондырғыларында роторды ұңғы сағасының үстіне орнатады. Ротор конструкциясы жақтаудан және конустық шестерна мен дөңгелектің көмегімен жылдам жүрісті біліктен айналыс алатын үстелдан тұрады.

Ротор жақтауы болат құймадан жасалады. Жақтауда үстел мен жылдам жүрісті білікті орнатуға арналған горизонталь және вертикаль ойма болады.

Ротор үстелы жақтаудың вертикаль оймасын жауып тұратын фланецтан тұрады. Жоғарғы бөлігінде втулкаға арналған шаршы қаптама ұясы болады. Қысуға шаршы қаптама ұясы конусқа ауыса алады. Бұрғылау кезінде тереңдету қаптамаларына бұрғылау тізбегінің жетекші құбырын қысуға арналған шаршы немесе роликті қысқыштар, ал көтеріп-түсіру операциясы кезінде ұңғыда бұрғылау тізбегін ұстап тұрушы сына қойылады. Ротор тесігі құбырдан босамай тұрғанда қаптама мен қысқыштың қолайлы конструкцясы роторға орналастырумен қамтамасыз етеді.

Ротор үстелы оған орналасқан тісті дөңгелекке, ал ротор негізгі және көмекші радиальді-тіректі мойынтіректерге орнатылады.

Мойынтіректердің өстік тартқышы төсемдер мен сақина арқылы көмекші мойынтірекке реттеледі. Конусты шестерналы жылдам жүрісті білік консольді орналасқан шестерналы стаканға монтаждалынады.

Ротордың кейбір конструкцияларында жылдам жүрісті білікте бекіткішке арналған саңлаулы дөңгелек болады. Әдетте мойынтіректер мен байланыстарды майлау бүрку арқыла іске асырылады, бірақ кейбір жеке конструкцияларда жылдам жүрісті біліктен іске қосылатын плунжерлі сорап орнатылады.

Роликті қысқыш корпустан және қайырылған жақшадан тұрады. Корпус пен қайырылған жақша қақпақпен жабылады және болттармен қатырылады. Қайырылған жақша корпуспен шарнирлер арқылы жалғанады.

Ротор үстелы тесігінің диаметрі оның маркировкасында көрсетіледі.

УР-760 Бұрғылау роторы

 

Ротордың техникалық сипаттамасы.

Ротор түрі	Р-460	Р-560-Ш8	УР-560	УР-760	УР-950	УР1200
Үстел тесігінің диаметрі, мм
Ротор үстелының статикалық жүктемесі, кН
Макс. айналу жиілігі, айн/мин
Қуаты, кВт

Көтеріп-түсіру операциясы кезінде жетекші құбырдың қысқышы ротордан шығады, ал құбырлар тізбегін ұстап тұру үшін элеватор немесе пневматикалық жетекті сынылы қысқыш қолданылады. Көпнесе пневматикалық сына қысқыш (ПКР)қолданылады.

ПКР – втулкадан, сына астында конусты сақинасы бар екі қаптамадан, плашкалы сыныдантұрады.

1-траверса; 2-сыналар (3 немесе 6); 3-сап; 4-коникалық төсемелер; 5-төлке; 6-тұғырлар; 7-сақиналы рама; 8-роликтер; 9-плашкалар; 10-саптың иіні; 11-пневм.цилиндр; 12- ротордың жақтамасы;

Пневматический клиновый захват ПКР-560

 

Ротордың негізгі параметрлерін таңдау және есептеу.

Ротор параметрлерін ұңғы конструкциясына, тізбекті құрастыру, бұрғылау технологиясы мен ұңғыны бекіту бойынша анықталады. Ротор үстелындағы тесіктің диаметрі қашау мен шегендеу құбырларының өтуіне жеткілікті болуы керек және мыныған тең

 

Д=Д_дн+d,

 

мұндағы: Д – ұңғыны бағыттауға бұрғылауға арналған қашау диаметрі;

d – диаметральді тесік (d=30…50 мм).

 

Қашау диаметрі ұңғы конструкциясы мен тереңдігіне қатысты болады.

 

Ұңғы тереңдігі, м		3000-5000	5000-8000
Бағыттаушы диаметрі, мм	325-426	426-525	525-580
Қашау диаметрі, мм	394-540	490-640	590-705

 

Берілгеннен көрініп тұрғандай бағыттаудың айырмашылығы 100мм және одан көп. сондықтан бұрғылау қондырғыларында аралас класстарды, өту тесігінің диаметрі бірдей роторларды қолдануға және олардың номенклатурасын азайтуға болады.

Теңізде бұрғылауда қолданылатын роторлардың өту тесігі кеңдеу болады, өйткені олар су асты саға жабдықтарын бұрғылау суднасымен байланыстырушы су бөлгіш тізбектердің диаметрі бойынша таңдап алынады. Бұрғылау құлыпының максималь диаметрі (203 мм.) мен АБҚ-ның диаметріне қатысты, барлық типтік өлшемдегі ротор үстелы қаптамаларының тесігін 225 мм-ге тең деп алу қабылданған..

Үстелдың мүмкін статикалық жүктемесі ең ауыр тізбектің шегендеу құбыры мен мойынтірекке тәуелді болады, сондықтан

 

G_max ≤ P ≤ C₀,

 

мұндағы: G_max – шегендеу құбырының мах салмағы, кН;

P – үстелдың мүмкін статикалық жүктемесі, кН;

C₀ – ротор мойынтіректерінің мүмкін статикалық жүктемесі, кН.

Әдетте С₀ – мүмкін статикалық жүктемесге қатысты 1,5 дүркін қормен қамтамасыз етеді.

Ротордың айналу жиілігі ұңғыны бұрғылау технологиясына байланысты болады. Ротор үстелының ең үлкен айналу жиілігі бұрғылау қашауының шектен тыс айналу жиілігімен шектеледі - n_max≤ 250 айн\мин. Терең, қатты және абразивті тау жыныстарын бұрғылау кезінде айналу жиілігі минутына 50 айналымнан аспайды.

Түпкі қозғалтқышпен бұрғылау кезінде бұрғылау тізбегінің кезекті айналымы 15айн/мин болады. Сондықтан минимальді айналу жиілігі

 

n_min =15…50 об\мин

 

R_n =n_max/n_min - айналу жиілігін реттеуші диапазон.

 

R_n =n_max/n_min қатынасы – айналу жиілігін реттеу диапазоны.

Жеке жетек бұрғылау тізбегінің айналу жылдамдығын бірқалыпты реттеуді жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Шығырдан топтық жетек кезінде, реттеу сатылы түрде болады. Әдетте 3-4 жылдамдық болады. Бұл жағдайда алмастырылатын жұлдызшаларды қолданады. Бұл жағдайда жылдамдық саны келесі формуламен анықаталады:

Z=Z_k^m,

мұнда Z – ротордың жылдамдық саны

Z_k – шығырданы берілетін жылдамдық саны

m – ротордың жетекші білігіндегі алмастырылатын шынжырлы жұлдызшалардың саны.

R_n реттеу диапазонын біле отырып және жылдамдықтар санын Z белгілей отырып, геометриялық сандар ретінің бөлімі мына формуламен анықаталады:

y =

Кері бағытта айналдыру үшін 15...50 айн/мин бір немесе екі беріліс жеткілікті.

Ротордың қуаты бұрғылау тізбегін, қашауды және ұңғыманың түбін жаруға жеткілікті болуы қажет

N=(N_хв+N_д)/h,

 

мұнда: N_хв – бұрғылау тізбегін айналдыру қуаты;

N_д – қашауды айналдыру және түпті жару қуаты;

h – ротор ПӘК-і.

Тізбектің бос жүрісіне кететін қуат әртүрлі факторларға тәуелді: бұрғылау тізбегінің диаметріне, ұңғыманың тереңдігіне, оқпанның қисаюына, ұңғы қабырғаларының құлауына, айналдыру тербелісіне, жуу ерітіндісінің тығыздығына, бұрғыланатын тау жыныстарының физикалық қасиеттеріне және т.б.

Әр түрлі авторлар бұрғылау тізбегінің айналуына кететін қуатты анықтау үшін әр түрлі формулалар береді.

В.С. Федоров ұсынатыны:

N_хв=c r_ж g d² l n^1,7,

 

мұнда: r_ж - жуу ерітіндісінің тығыздығы, кг/м³;

g – еркін түсу үдеуі, м/с²;

d – бұрғылау тізбегінің сыртқы диаметрі;

l – бұрғылау тізбегінің ұзындығы;

n – айналдыру жиілігі, айн/мин;

c – ұңғыманың қисаюына тәуелді коэффициент.

Тік ұңғымалар үшін - С=1,7.10^-9; бағытталған-қисайған Ð 6…9⁰ – с=30,8 10^-9 болғанда, Ð 26…35⁰- с=(47,5…52,2) 10^-9 болғанда.

Қашаудың айналуына және түпті жаруға кететін қуат, мына формуламен анықталады

N_д =m P n R_ср,

мұнда: m – қашаудың кедергілік коэффициенті;

P – қашауға түсетін осьтік жүктеме, кН;

n – қашаудың айналу жиілігі, с^-1;

R_ср – қашаудың орташа радиусы, м.

Қашаудың кедергілік коэффициенті m:алмазды бұрғылау үшін – 0,2...0,4; қаттықұймалы кесуші үшін – 0,4...0,8; шарошкалы – 0,2...0,4.

Қашаудың орташа радиусы R_ср= Д\3.

Қуатты есептеу үшін айналу жиілігін формула бойынша алады

n = 200-150 ,

мұнда; L және L_k – тізбектің ағымдық және соңғы ұзындығы

Бұрғылау кезіндегі жуу ерітіндісінің тығыздығын мына тәуелділікке байланысты алады:

r = 0,2 lg L,

мұнда: L – ұңғыманың тереңдігі.

Максимал айналдыру моменті кНм қуат және ротор үстелінің минималды айналу жиілігіне байланысты анықаталады.

M_max= ,

мұнда: N – ротор қуаты, кВт;

h- ротордың ПӘК-і;

n_min – минималды айналу жиілігі, айн/мин.

Ұсынылатын әдебиет: нег. [ 1 ], қос.[ 4 ]

Бақылау сұрақтары:

1. Ұршықтарды жіктеудің негізгі принцпі.

2. Ұршықтардың конструктивті сұлбалары және олардың ерекшеліктері.

3. Ұршық конструкциясының негізгі элементтері және олардың тағайындалуы.

4. Ұршық тірегінің конструкциясы және оларға әсер етуші күштер.

5. Ұршыққа әсер етуші күштердің түрлері мен шамасы.

6. Ұршықтарға қойылатын талаптар.

7. Ұршықты нығыздауды пайдаланудың конструкциясы мен ерекшеліктері.

8. Арынды тармақтың құрылымы мен негізгі параметрлері.

9. Ротордың тағайындалуы және оның бұрғылау қондырғысының басқа жабдықтарымен байланысы.

10. Роторлардың танымал кинематикалық және конструктивті сұлбалары.

11. Ротор параметрлерін негіздеу – үстелдың өту тесігінің диаметрі, статикалық және динамикалық жүккөтергіштік.

12. Ротордың есептік жүктемесін есептеу.

13. Ротор үстелының айналу жиілігін реттеу.

14. Ротор негізгі тірегін есептеу.