буровое оборудование. Основные преимущества свп с электрическим приводом

• Название: Основные преимущества свп с электрическим приводом
• Анкор: буровое оборудование
• Дата: 25.05.2022
• Размер: 3.69 Mb.
• Имя файла: gabdra.docx
• Тип: Документы; #549185
• страница: 1 из 8

5. Назначение и принцип работы верхнего привода. Достоинства, недостатки с электро и гидроприводом.

Основные преимущества СВП с электрическим приводом:

1)малая удельная масса подвесной части и, следовательно, минимальный износ талевого каната;

2)высокая удельная мощность привода NУД (отношение выходной мощности к массе подвесной части) составляет 66 кВт/т;

3)компактность подвесной части;

4)Бесступенчатое (частотное) регулирование скорости вращения вала вертлюга от 0 до 180 об/мин;

5(реверсивность;

6)автоматичность изменения момента от минимального до номинального значений при постоянной заданной скорости вращения выходного вала;

7)свобода компоновки подвесной части.

Основными недостатками СВП с электрическим приводом являются:

- несоответствие максимума мощности СВП скоростным режимам работы отечественного бурового инструмента (пик мощности смещен относительно рабочих скоростей порядка 60-100 об/мин в сторону 200…250 об/мин),

-cущественное недоиспользование мощности привода (50-72%) в диапазоне частот 60-100 об/мин; низкий коэффициент использования мощности;

-отсутствие саморегулирования скорости вращения выходного вала в зависимости от нагрузки на рабочем инструменте, и, как следствие, снижение производительности привода;

-отсутствие самоторможения привода и возможность генерации тока при возникновении эффекта «пружины» в случае прихвата бурильной колонны и ее обратном вращении, разрушающего электронную систему управления СВП;

-большие тепловые потери в электродвигателе, в особенности при максимальных моментах, требующие наличия собственной системы охлаждения, что усложняет и удорожает конструкцию СВП;

-несоответствие электрических параметров СВП параметрам отечественной электрической сети, что приводит к необходимости использования автономной системы электропривода (дополнительный модуль дизель-генератора, дополнительный модуль частотного управления электродвигателем);

-дополнительные затраты на дизельное топливо и транспортные расходы при использовании дизель-генераторов. При годовой нагрузке СВП порядка 4000 моточасов расход топлива только одной дизель-генераторной установки с указанным выше коэффициентом использования мощности составит более 120 т;

-необходимость применения многоступенчатых механических редукторов в приводе электродвигателей для снижения частоты вращения выходного вала, что приводит к снижению надежности, усложнению и повышению стоимости конструкции СВП.

Дополнительными преимущества СВП с гидроприводом являются:

-расширение скоростного (силового) диапазона при меньшей входной мощности за счет применения гидромоторов с переменным рабочим объемом (привод оснащен системой клапанов, позволяющих изменять рабочий объем гидромотора в два раза). Это позволяет получить несколько ступеней на внешней характеристике и, в отличие от СВП с электроприводом, в диапазоне оборотов выходного вала от 50 до 200 об/мин работать на режиме, близком к режиму постоянной мощности.

-в гидравлическом приводе имеется возможность путем дросселирования жидкости гасить эффект «пружины» в случае прихвата колонны и ее обратном вращении;

-достоинством гидроприводных СВП является возможность сделать выбор в пользу применения безредукторного привода на основе использования высокомоментных гидромоторов, что легло в основу создания семейства СВП отечественного производства.

6.Назначение, устройство и принцип работы ШПМ-500 и червячная передача. Достоинства и недостатки.

Достоинства и недостатки

Червячная передача в силу своих конструктивных особенностей имеет как достоинства, так и недостатки.

Из достоинств стоит отметить плавность хода, эффект самоторможения, низкий уровень шума, большое передаточное отношение с использованием всего двух деталей.

Из недостатков следует обратить внимание на сравнительно низкий КПД, повышенный износ, заедание, большое тепловыделение вследствие сил трения. Низкий КПД обуславливает применение подобных механизмов при передаче относительно небольших мощностей до 100 кВт. Для предотвращения скорого износа и заедания необходимо соблюдать требования к точности сборки и регулировать механизмы. Высокое тепловыделение требует специальных установок для отвода лишнего тепла.

Червяки разделяются на типы по следующим признакам:

• 
  по количеству заходов резьбы: однозаходные, многозаходные
  
• 
  по направлению нарезки резьбы: правые, левые
  
• 
  по форме винта, на котором нарезана резьба: цилиндрические, глобоидные
  
• 
  по форме профиля резьбы: с конволютным профилем, с архимедовым профилем, с эвольвентным профилем
  
• 
  Зубчатые колёса разделяются на типы по следующим признакам:
  
• 
  по типу колеса: собственно колесо, зубчатый сектор, вырожденный сектор
  
• 
  по профилю зубьев: прямой, вогнутый, роликовый (вместо зубьев используется вращающийся ролик).
  

ШПМ -560.

• 
  Принцип работы:
  При поступлении сжатого воздуха в баллон ШПМ он расширяется и прижимает тормозные колодки (фрикционные накладки) к шкиву муфты ШПМ. В результате трения между колодками и шкивом происходит сцепление ведущего вала с ведомым и передача крутящего момента к рабочему органу.
  
• 
  Назначение:
  — дистанционное включение (выключение) механизма, даже на ходу;
  — смягчение ударов при включении и при работе, поглощение вибрации, значительное снижение шума;
  — компенсация небольших перекосов и не соосностей соединяемых валов, допущенных при монтаже;
  — возможность изменения величины передаваемого крутящего момента путём регулирования давления в баллоне.
  
• 
  Применение:
  Муфты шинно-пневматические ШПМ применяются для передачи крутящего момента на буровом, нефтепромысловом и нефтеперерабатывающем оборудовании, а также в нефтехимическом, дорожно-строительном машиностроении и других отраслях.
  

7. Назначение, устройство и принцип работы ротора Р-560. Достоинства и недостатки.

Ротор предназначен для вращения бурильной колонны с частотой 30-300 об/мин в процессе бурения или для восприятия (удержания) реактивного момента при вращении долота забойными двигателями, для удержания на весу бурильных или обсадных колонн, устанавливаемых на его столе, на элеваторе или клиньях при свинчивании свечей при спускоподьемных опрациях, ловильных и вспомогательных работах.

Кроме того, ротор предназначен для вращения бурильной колонны при «проработке» ствола скважины для ликвидации сужений, калибровки ствола и удаления со стенок глинистой корки перед спуском обсадной колонны и ее цементированием; при развенчивании «прихваченной» в скважине бурильной колонны с целью извлечения ее верхней свободной части, а также в процессе фрезерования оборванной ее части или металлических предметов на забое; при свинчивании ловильного резьбового инструмента с оставленной в скважине частью бурильной колонны.

Применяемость роторов в комплектных буровых установках:

Ротор Р560:

Основные параметры роторов: наибольшая статическая нагрузка на не вращающийся стол ротора; динамическая грузоподъемность главной опоры стола ротора; наибольшая допустимая частота вращения стола ротора; наибольший допустимый крутящий момент на столе ротора; диаметр проходного отверстия в роторе; расстояние от центра до плоскости первого ряда зубьев приводной звездочки.

Ротор 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. Этот механизм должен обеспечить надежную работу при всех рабочих числах оборотов стола ротора, а также передачу требуемой мощности и крутящего момента.

8.Основные разновидности конструкций подроторных оснований мобильных БУ
 

9. Назначение, устройство, принцип работы противозатаскивалей на стационарных и мобильных БУ

Противозатаскиватель служит для предотвращения подъема крюка и талевого блока выше допустимого верхнего положения, что может привести к удару о кронблок и обрыву талевого каната с последующим падением узлов талевой системы на ротор. Такая ситуация очень опасна для обслуживающего персонала.

Известно предохранительное устройство для отключения лебедки. Оно состоит из штанги, соединенной с осью, поворачивающейся при навивке очередного слоя каната на барабан. Отключение лебедки производится конечным выключателем при повороте оси со штангой.

Недостатком устройства является отсутствие гарантированной безопасности подъема из-за низкой чувствительности к перемещению крюка с грузом, пропорциональной диаметру намотанного на барабан в несколько витков (и слоев) каната. Шаг чувствительности в этом случае равен слою каната, тогда как рациональнее было бы иметь более высокую чувствительность, пропорциональную, например, количеству оборотов барабана.

Недостатками такого потивозатаскивателя являются необходимость монтажных и профилактических работ на высоте более 30 м, что небезопасно для персонала, осуществляющего эти работы, а также отсутствие возможности регулировки высоты подъема крюка и талевого блока (рабочего хода крюка).

Предлагаемый противозатаскиватель предназначен для устранения отмеченных недостатков и улучшения его технико-экономических показателей. Это достигается тем, что он имеет червяк на подъемном валу лебедки, находящийся в зацеплении с червячным колесом, на котором установлен крючок для захвата петли стержня и выдергивания шплинта из траверсы крана конечного выключателя, причем рабочий ход крюка и талевого блока регулируется путем перемещения крючка в прорези червячного колеса.

Противозатаскиватель работает следующим образом.

При подъеме крюка и талевого блока червяк вращает червячное колесо Крючок из положения А (крюк с талевым блоком находятся внизу) перемещается в положение Б (крюк с талевым блоком находятся на безопасной высоте), петля стержня при этом располагается между этими двумя положениями (повернута на 90^o), шплинт фиксирует рабочее положение крана конечного выключателя. При предельной высоте подъема талевого блока крючок перемещается дальше от положения Б в направлении к положению А, входит в петлю стержня, который выдергивает шплинт, траверса за счет грузов поворачивает рукоятки кранов конечного выключателя, переводя их в аварийное положение. При этом воздух из шинно-пневматической муфты подъема выпускается в атмосферу, происходит выключение лебедки и ее торможение пневмоцилиндром тормоза (не показан). Для восстановления рабочего состояния противозатаскивателя необходимо приподнять траверсу с грузом и вставить шплинт на место.

Противозатаскиватель, содержащий кран конечного выключателя и траверсу с грузами, отличающийся тем, что он имеет червяк на подъемном валу лебедки, находящийся в зацеплении с червячным колесом, на котором установлен крючок для захвата петли стержня и выдергивания шплинта из траверсы крана конечного выключателя, причем рабочий ход крюка и талевого блока регулируется путем перемещения крючка в прорези червячного колеса.

10. Назначение, устройство и принцип работы ключа УМК. Основные требования по подбору класса БУ.

 Ключ УМК состоит из четырёх шарнирно соединенных между собой челюстей 4шт., и рычага. В комплект ключа входят две (несколько) сменных челюстей, для захвата труб диаметрами (89—473 мм). Все челюсти соединены между собой и с рычагом при помощи пальцев. Ключ закрывается защёлкой, прикреплённой к челюсти. Машинный ключ под действием смонтированных на корпусной челюсти пружин должен автоматически закрываться после установки его на трубу. В челюсти простроганы два паза типа «ласточкин хвост», в которые вставляются сменные плашки с насечкой (сухари УМК). Сухари обеспечивают достаточный момент трения в начале затяжки ключа, когда нормальное давление челюстей на трубу ещё относительно небольшое. В дальнейшем челюсти плотно обхватывают трубу и создаётся усилие, предупреждающее проскальзывание ключа по поверхности трубы, муфты или замка.

     Принцип работы ключей

    Два машинных ключа УМК подвешены в горизонтальном положении у ротора на специальных канатах, которые перекинуты через блоки, прикреплённые к поясам вышки. К другим концам каната подвешиваются грузы, уравновешивающие ключи. Благодаря уравновешиванию ключи легко передвигаются по вертикали в процессе спускоподъемных операций на необходимую высоту. Один из ключей ставится для задержки трубы от проворачивания. Для этого его хвостовик соединён канатом с ногой вышки. Этот ключ надевается на замковую муфту нижней трубы и отводится в крайнее положение. Второй ключ подвешен с противоположной стороны ротора. Он надевается на замковый ниппель верхней трубы. Хвостовик ключа соединён канатом со штоком пневмораскрепителя буровой лебёдки. За один ход пневмораскрепителя ключ проворачивается на 60—70°C. Этот ключ относится к ключам дискретного действия.

11. Назначение, устройство и принцип работы ПКР-560. Конструкция.

Пневматические клиновые захваты предназначены для удерживания бурильной колонны при спуско-подъемных операциях и обсадной колонны при креплении скважины. Причем клиновые захваты держат колонну непосредственно за цилиндрическую поверхность трубы. Клиновой захват не рассчитан и не может применяться для вращения колонны бурильных труб в процессе бурения.

Клиновой захват (клиньевой захват) пневматический с ручным отводом привода типа ПКР-560 предназначен для механизированного захвата в роторе насосно-компрессорных, бурильных, утяжеленных и обсадных труб, а также для передачи вращения от ротора бурильной колонне и очистки наружной поверхности труб.

Клиновой захват ПКР-560 состоит из втулки, двух конических вкладышей, клиньев с плашками. Втулка и вкладыши неподвижны относительно стола, а клинья с плашками могут перемещаться по наклонным пазам вкладыша. При перемещении вниз, клинья скользят по наклонным пазам вкладыша и сближаются в радиальном направлении. Под действием радиального усилия, возникающего в клиньях от собственного веса колонны, плашки зажимают трубу, и колонна удерживается в роторе; для освобождения зажатой трубы клинья перемещаются вверх одновременно с колонной труб, поднимаемой крюком.

12. Назначение, устройство и принцип работы пескоилоотделителя и центрифуги.

Оборудование для очистки бурового раствора: пескоотделитель, предназначенный для удаления частиц песчинок, и илоотделитель, предназначенный для удаления частиц ила, представляют вторую стадию программы удаления твердой фазы неутяжеленного раствора. На производстве эту систему называют "осушка", ситами(на осушку ставятся мелкоячеистые сита), которые осушают утяжеленный раствор вышедший из песко и илоотделителя. Для достижения максимальной эффективности работы указанных узлов необходимо следовать рекомендациям по монтажу. Среди прочих преимуществ можно указать более эффективное отделение твердой фазы, уменьшение объема утилизации буровых жидкостей и снижение степени износа входной линии.

Тремя наиболее часто упоминаемыми компонентами гидроциклона являются: ПОДАЧА, СЛИВ и ПЕРЕТОК.

Жидкость, входящая в гидроциклон, является подачей. Входное отверстие подачи находится в верхней секции камеры подачи и соединено со стенкой камеры по касательной или спирально. Вещество, выходящее из нижней секции конуса, является сливом. Жидкость, выходящая через верх гидроциклона, является перетоком. Переток подает очищенную жидкость отделенного раствора на манифольд и далее в циркуляционную систему.

При поступлении жидкости в гидроциклон, она попадает на высокоскоростную спираль, которая вращается вокруг «разгрузочной насадки», идущей сверху, от выходного отверстия перетока. В реальности, образуются две спирали, одна из которых движется вниз вдоль стенки гидроциклона, в то время как вторая движется вверх, через сердечник гидроциклона, к отверстию перетока. Под воздействием центробежной силы и эффекта инерции твердые частицы движутся вниз и в направлении стенок гидроциклона.

Частицы оседают в соответствии с весом и размерами и, учитывая небольшую разницу в плотности твердых частиц в буровом растворе, оседание происходит в основном в соответствии с размером. Жидкость и большая часть мелких частиц во внутренней спирали устремляются вверх и выходят в манифольд перетока, попадая обратно в систему. Центральный воздушный сердечник в этой спирали создает область низкого давления, которое создает всасывание – оно чувствуется, если накрыть отверстие пальцем.

Способность гидроциклона эффективно отделять твердую фазу зависит от следующих факторов:

-Характеристики буровой жидкости, характеристики частиц, параметры потока, характеристики гидроциклона

Конструкция гидроциклона определяется как «СБАЛАНСИРОВАННАЯ». Учитывая малые размеры доступного пространства, твердые частицы, опускающиеся вниз к выходному отверстию, концентрируются и выходят в виде струи («СЛИВ»). Как указывалось выше, в отверстие входит поток воздуха (всасывание). Тем самым создается идеальный режим работы гидроциклона.

Уникальность сбалансированной конструкции заключается в том, что до тех пор, пока размер частиц, имеющихся в буровом растворе, находится в пределах диапазона гидроциклона, будет происходить отделение частиц. В случае малого размера частиц или их небольшой концентрации, сливаться будет минимальный объем раствора.

Производительность гидроциклона определяется скоростью потока и перепадом давления внутри гидроциклона. С увеличением плотности и/или размера частиц происходит рост производительности гидроциклона. С увеличением плотности и/или вязкости жидкости производительность падает. Для поддержания слива с плотностью, превышающей на 1.5 частиц/грамм (ppg) плотность подаваемого шлама, может потребоваться наличие отверстия небольшого диаметра. Точно определить объем слива. Можно приблизительно указать, что она должна составлять 1-5 процентов от объема подачи на узел.

Слив гидроциклона в виде струи (внешне напоминающей полый конус или зонт) обеспечивает максимальное отделение твердых частиц. При избыточном поступлении твердых частиц происходит перегрузка гидроциклона, что приводит к накоплению частиц на участке слива и, соответственно, к снижению качества и скорости сепарации. Твердые частицы, которые при нормальных условиях должны выноситься через слив, возвращаются в систему через сливную насадку или переток. Шлам, попавший в слив, выходит по т.н. «ниточному сливу».

13) 13. Назначение, устройство и принцип работы дегазатора Каскад-40.

Дегазатор бурового раствора «Каскад-40» предназначен для дегазации буровых растворов в процессе ликвидации нефтегазопроявлений при бурении скважин на нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождениях. Буровой раствор должен представлять собой суспензию с нейтральной, кислой или щелочной средой, содержащей свободные и растворенные пластовые нетоксичные газы и выбуренную породу. Температура бурового раствора +4 до +80°С, плотность от 0,8 до 2,2 г/см3 . Дегазатор бурового раствора (рис. 4.3.) состоит из двух блоков: камеры дегазации бурового раствора и блока вакуум-насоса, соединенных между собой гибкими шлангами.

Работает дегазатор следующим образом: газированный буровой раствор сливается из устья скважины в приемный резервуар циркуляционной системы и оттуда за счет вакуума в дегазационной камере всасывается в нее по приемному трубопроводу, опущенному под уровень раствора в приемном резервуаре. Объемная подача раствора в дегазатор регулируется шибером таким образом, чтобы в резервуаре поддерживался, по возможности, постоянный уровень. В дегазационной камере, стекая пленочным потоком по пластинам, буровой раствор дегазируется и собирается над поддоном. Разгрузочная камера через клапан-разрядник попеременно соединяется с вакуумом (ресивером) или атмосферой. Когда разгрузочная камера пуста, поплавок регулятора находится в нижнем положении, а золотник — в крайнем левом положении. При этом разгрузочная камера соединена с вакуумом и в дегазационной и разгрузочной камерах устанавливается одинаковый вакуум. За счет разницы высот буровой раствор, скопившийся над поддоном, открывает сливной клапан и заполняет разгрузочную камеру, при этом за счет вакуума в ней нижний сливной клапан закрыт. При заполнении раствором разгрузочной камеры поплавок регулятора движется вверх. В верхнем его положении он передвигает рычагом золотник в крайнее правое положение. При этом рабочая полость мембраны клапана-разрядника соединяется с вакуумом, и шток под действием разрежения в полости мембраны перемещается, прижимая клапан к седлу и соединяя разгрузочную камеру с атмосферой. Сливной клапан закрывается под действием вакуума в дегазационной камере, а нижний сливной клапан под действием гидростатического столба накопленного бурового раствора открывается, и последний сливается в циркуляционную систему. При ходе вниз (за уровнем сливающегося раствора) поплавковый регулятор своим рычагом переключает золотник в обратную сторону, соединяя рабочую полость мембраны клапанаразрядника с атмосферой. При этом клапан-разрядник соединяет разгрузочную камеру с вакуумом. После выравнивания вакуума в камерах цикл повторяется.