Гидравлические устройства подачи долота
 Скачать 62.69 Kb.
|
|
Гидравлические устройства подачи долота. В этих УПД вес бурового инструмента воспринимается силовым узлом, в качестве которого в общем случае применяют гидронасос. Расход жидкости такого гидронасоса пропорционален скорости подачи инструмента: Q = wS / К (1), где Q – расход; w – скорость подачи; S - площадь поршня гидроцилиндра; К - коэффициент пропорциональности, зависящий от сопротивления протеканию жидкости. Из выражения (1) видно, что, изменяя расход, можно регулировать скорость подачи бурового инструмента. Расход можно изменять, дросселируя поток жид-кости. На этом принципе основано управление скоростью подачи гидравлическими УПД. Опыт показывает, что гидравлические УПД обладают эффектом самовыравнивания нагрузки при изменении твердости породы. Если увеличивается твердость породы, то увеличивается нагрузка на долото, что приводит к уменьшению веса инструмента на крюке, а следовательно, и к уменьшению скорости подачи. С уменьшением твердости породы снижается нагрузка на долото, а скорость подачи и скорость бурения соответственно увеличиваются. Одним из вариантов гидравлических регуляторов подачи, показавшим хорошие эксплуатационные качества, является УПД буровой установки БУ-50Бр-1. Это устройство обеспечивает регулирование скорости подачи бурового инструмента, поддержание заданной нагрузки на долото и предохранение колонны бурильных труб от скручивания при чрезмерном моменте. Гидравлический регулятор подачи (рис. 1) включает пятиплунжерный коаксиальный насос 1 типа НПА-64, смонтированный на корпусе редуктора. Насос связан с ведущим валом через обгонную муфту 4. Ведомый вал редуктора соединяется с приводным валом лебедки через зубчатую пере-дачу. Малая шестерня этой передачи соединена с блокировочным выключателем, который отключает электродвигатели привода лебедки при включении устройства подачи долота. Усилие на крюке, создаваемое весом бурового инструмента, через талевую систему, лебедку и редуктор передается на вал насоса, нагнетающий масло из бака в гидролинию. Давление масла определяется весом бурового инструмента. В гидролинии установлен предохранительный клапан с переливным золотником. Управление клапа-ном осуществляется дистанционно дросселем 6, с помощью которого бурильщик может установить необходимую нагрузку на забой. Каждому положению рукоятки дросселя соответствует определенная нагрузка на долото. При полностью закрытом дросселе 6предохранительный клапан не пропускает масло по гидросистеме, насос 1 не вращается и подача инструмента прекращается. При давлении, превышающем максимально допустимое для гидросистемы, предохранительный клапан сработает, несмотря на то что дроссель дистанционного управления будет закрыт.  Рисунок 1. УПД буровой установки БУ - 50Б-1: 1 – коаксиальный насос; 2 – электромагнитная муфта; 3 – электродвигатель; 4 – обгонная муфта; 5 – предохранительный клапан; 6 – дроссель; 7 – мессдоза; 8 – реле давления. Для осуществления подачи бурильщик, отк-рывая дроссель 6, уменьшает давление в цепи управления клапаном 5. При этом переливной клапан 5 срабатывает и пропускает поток масла из нагнетательной линии в бак. Датчиком нагрузки является сам насос 1, давление на вы-ходе которого пропорционально разности по- лного веса колонны и нагрузки на долото. Регулирующим элементом является предохранительный клапан с переливным золотником 5. В этот УПД кроме регулятора подачи входит механизм, предохраняющий колонну бурильных труб от скручивания. Работа его осуществляется следующим образом. Давление, развиваемое в мессдозе 7 (месдоза любой конструкции состоит из трех основных частей: упругого элемента, преобразователя упругой деформации или изменения напряженного состояния в изменение какой-либо электрической величины(датчик или второй преобразователь) и вспомогательных элементов) от момента на роторе, передается реле давления 8 типа Г62-21, которое настраивается по моменту. Если крутящий момент на роторе будет возрастать и превысит определённый уровень, то от гидравлического давления в мессдозе срабатывает реле давления. Срабатывание реле давления 8 приведет к включению электромагнитной муфты 2. Электродвигатель 3 произведет подъём инструмента и разгрузит бурильные трубы. Обгонная муфта 4 обеспечивает подъем инструмента без отключения УПД. Настройка этого механизма осуществляется регулировкой реле по показаниям прибора контролирующего крутящий момент и установленного на пульте бурильщика. Забойные устройства для подачи долота. Проблема автоматизации глубокого бурения может быть разрешена также переносом регулирующего и исполнительных механизмов на забой. Забойные УПД должны обеспечить регулирование параметров режима бурения и сделать его малозависящим от сил трения, что особенно важно при проходке глубоких и искривленных скважин. Простейшим регулятором такого типа является забойный механизм подачи (ЗМП), который представляет собой гидравлический поршневой механизм (рис. 2).  Рисунок 2. Схема работы забойного механизма подачи: а - в заряженном состоянии; б - с полностью вышедшим штоком; в - вновь заряжен. Во время рейса с ЗМП осевая нагрузка остается постоянной. Если нагрузку необходимо изменить, нужно либо изменить длину УБТ, либо применить ЗМП с другим сечением поршня. ЗМП можно использовать при бурении скважины, начиная с глубины 50 м, т. е. с момента, когда в скважину под ротор можно спустить турбобур с долотом и навернутым сверху ЗМП. Это особенно важно при бурении крепких пород и с самого начала необходимо создавать большие осевые нагрузки. Задание. I. Изучить теоретический материал. II. Прочитать принципиальные схемы УПД буровой установки; работы забойного механизма подачи. III. Заполнить таблицу 1 «Основные элементы, устройства УПД» Таблица 1 - Основные элементы, устройства УПД
IV. Ответить на контрольные вопросы. 1. Чем воспринимается вес бурового инструмента в гидравлических УПД? 2. На чём основано управление скоростью подачи гидравлическими УПД? 3. В чём заключается эффект самовыравнивания нагрузки при изменении твёрдости породы? 4. Что является датчиком нагрузки в УПД БУ - 50Б-1? 5. Что является регулирующим элементом в УПД? 6. Как осуществляется настройка данного УПД? |