2.3. Выбор основных параметров

Параметры вертлюгов должны соответствовать аналогичным параметрам подъёмного механизма и буровых насосов.

Допускаемая статическая нагрузка должна быть ≥ допускаемой нагрузки на крюке.

Динамическая нагрузка устанавливается из условия обеспечения расчётного ресурса основной опоры вертлюга при вращении с n = 100 об/мин в течение 3000 часов. Рассчитывается по наиболее тяжёлой бурильной колонне

,

где С – динамическая нагрузка на главную опору;

G_БК – наибольший вес бурильной колонны.

Максимальное давление прокачиваемой жидкости должно быть ≥ наибольшего давления насосов бур установки сооответствующего класса.

Диаметр проходного отверстия в стволе принимается из опыта конструирования равным 75 мм.

Частота вращения ствола совпадает с частотой вращения ротора и изменяется от 15 до 300 об/мин.

Высота штропов принимается от 2,6 до 3,1 м.

ЛЕКЦИЯ № 7

Привод буровых установок

1. Общие сведения

Различают основной и вспомогательный приводы.

Основным является привод буровой лебедки, насосов и ротора (мощность его достигает 6 тыс. кВт и более).

Вспомогательный привод предназначен для привода: компрессоров, вибросит и глиномешалки, автомата подачи долота, масляных и подпорных насосов, агрегатов для механизации СПО и других механизмов буровой установки (суммарная мощность его не превышает 400 кВт).

В зависимости от используемых двигателей различают: дизельные, электрические, дизель-электрические и газотурбинные приводы.

Дизельные, дизель-электрические и газотурбинные – автономные. Используются для разведочного и эксплуатационного бурения в районах, отдаленных от промышлен­ных электрических сетей.

Электрические – неавтономные, и их выбор предопределяется наличием линий электропередач и стоимостью потребления электро­энергии в районе бурения. Сейчас около половины отечественных буровых установок снабжаются электроприводом.

По характеру распределения энергии различают: групповые, индивидуальные и смешанные приводы.

1) Групповой

Лебедка, насосы и ротор приводятся от общих дви­гателей.

Преимущество – уменьшаются число и установленная мощность двигателей.

Недостатки - гро­моздкость и низкий к.п.д. вследствие большого числа силовых пе­редач.

Условием применимости группового привода явля­ется:

,

где N_Н, N_Р, N_Л — мощность соответственно насосов, ротора и ле­бедки.

Групповой привод широко используется в дизельных буровых ус­тановках и реже в электрических.

2) Индивидуальный

Лебедка, ротор и насосы имеют собственные двигатели с более простыми передачами.

Преимущества:

1. возможность работы при наиболее выгодной частоте вращения,

2. быстрый пуск и торможение,

3. про­стота передач.

Индивидуальный привод преимущест­венно используется в электрических буровых установках.

3) Смешанный привод

Применяется, когда мощность дизельного группового привода недостаточна для работы вто­рого бурового насоса. Он снаб­жается индивидуальным приводом.

В электроприводе распространен смешанный привод, в котором лебедка и ротор имеют групповой привод, а насосы снабжаются индивидуальным электродвигателем.

По числу двигателей различают однодвигательные и многодви­гательные приводы.

Дизельный групповой привод содержит до четырех параллельно установленных дизелей.

Электрический групповой привод имеет два либо один электродвигатель. Лебедки имеют двухдвигательный или однодвигательный привод. Буровые насосы и роторы обычно снабжаются однодвигательным приводом.

Многодвигательные приводы имеют более сложную конструк­цию силовых передач, но надежнее в эксплуатации (в слу­чае отказа одного из двигателей машина не останавливается и действует от остающихся в работе двигателей). Они экономичнее в эксплуатации, так как позволяют отключить часть двигателей при холостом вращении и др. технологических операциях, не требующих затраты всей установленной мощности.

Вспомогательные приводы в основном выполнены в виде индивидуального асин­хронного электродвигателя и механической передачи и получают электроэнергию от промышлен­ных сетей или автономной дизельной электростанции буровой установки.

Пневмопривод буровых установок.

Осуществляется через пневмоцилиндры и шино-пневматические муфты от компрессорной станции буровой установки. Ис­пользуется в механизмах, расположенных вблизи устья скважины, где по требованиям пожаробезопасности применение электродви­гателей запрещается. Он применяется для автоматического буро­вого ключа, клиновых захватов ротора, раскрепителей бурильных замков и для механизмов системы пневматического управления.

Гидропривод

Используется для управления от станции гидроуправления противовыбросовым оборудованием: плашечными и универсальными превенторами, задвижками и дросселями манифольда.