
- •Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
- •Ротор р-700 Пояснительная записка
- •1.Анализ существующих роторов
- •Устройство и принцип работы ротора
- •1.2 Роторы отечественного производства
- •1.3 Роторы зарубежного производства
- •1.4 Патентная проработка
- •1.5 Описание предлагаемой конструкции
- •2. Расчет основных параметров ротора
- •2.1 Расчет нагрузок на опоры стола ротора
- •2.2 Расчет основной подшипниковой опоры
- •2.3 Расчет приводного вала ротора
- •Осевое усилие на колесе от цепной передачи
- •2.4 Расчет подшипниковых опор быстроходного вала
- •2.5 Расчет подшипниковых опор быстроходного вала
- •3. Особенности монтажа, эксплуатации и ремонта ротора
- •3.1 Монтаж ротора
- •3.2 Эксплуатация ротора
- •3.3 Ремонт ротора
- •Заключение. Выводы
1.2 Роторы отечественного производства
Принципиальные схемы ротора однотипны. Их техническая характеристика приведена в табл. 1.1., 1.2, 1.3. Наиболее важные параметры характеристики — это наибольшая статическая нагрузка, воспринимаемая столом ротора, диаметр проходного отверстия и передаваемая мощность.
Ротор Р-700 наиболее широко применяется в глубоком бурении. Стальная отлитая станина 1 (рис. 1.2.) одновременно служит масляной ванной для зубчатой передачи. Стол 3 ротора представляет собой стальную отливку с центральным отверстием диаметром 700 мм для пропуска бурильной колонны и обсадных труб и имеет в верхней части квадратное отверстие под роторные вкладыши 5. Между столом ротора и станиной устроено лабиринтное уплотнение, образуемое кольцевыми впадинами на столе и соответствующими выступами на станине. Нижний упорно-радиальный подшипник 15 регулируется гайкой 14 с передвижной шпонкой 13. Двадцать прорезей в нижней части стола, в которые заходит, передвижная шпонка гайки, позволяют фиксирование регулировать в подшипниках. Нижний под-
шипник стола — вспомогательный и воспринимает вертикальные нагрузки снизу вверх от движущейся бурильной колонны.
Рис. 1.2. Ротор Р-700.
Статические и динамические нагрузки от веса бурильной колонны воспринимает основная опора 6. Основная и вспомогательная опоры представляют собой упорно-радиальные подшипники, которые кроме восприятия вертикальных нагрузок обеспечивают центрирование вращающегося стола в станине. Коническая зубчатая передача состоит из конического колеса 2, надетого на стол ротора путем горячей посадки, и шестерня 8, насажанной на приводной вал на шпонке 9. При сборке зацепление конической зубчатой пары регулируется подбором прокладок. Приводной вал ротора 10 монтируется на двух радиально-упорных сферических подшипниках или одном сферическом и другом радиальном роликовом, которые помещаются в общем, отдельном корпусе. Это позволяет рассматривать приводной вал как отдельный узел, заменяемый при ремонте ротора на буровой.
На консольном конце приводного вала насажаны сменные цепные колеса 11, привод которым передается от трансмиссионного вала лебедки. Цепные колеса устанавливаются на шпонке и удерживаются от осевого смещения разрезной муфтой 12. В отверстие вкладыша 5 устанавливается зажим 4 для ведущей трубы. Зажим состоит из двух одинаковых половин.
Для удержания
вкладыша и зажима при подъеме инструмента
служат вмонт
ированные
в столе ротора защелки
17.
Таблица 1.1
Параметры |
БУ-50БрД |
БУ-75БР |
Р-560 |
У7-760 |
УР-760 |
Статическая нагрузка на стол ротора, кН |
700
|
1000
|
3200
|
4000
|
4000
|
Максимальная передаваемая мощность, кВт |
184
|
147
|
367,5
|
367,5
|
367,5
|
Диаметр проходного отверстия стола ротора, мм |
460
|
450
|
560
|
760
|
760
|
Максимальная частота вращения стола ротора, об/мин |
300
|
250
|
250
|
230
|
250
|
Передаточное отношение зубчатых передач |
3,15
|
2,68
|
3,611
|
3,13
|
3,895
|
Пневматический Клиновой захват |
Встроенный |
—
|
ПКР-560
|
ПКР-300
|
ПКР-300М
|
Масса, кг |
3100 |
2828 |
5800 |
10 700 |
8500 |
Для удобства погрузочно-разгрузочных работ и монтажа на под роторных балках в станице предусмотрены специальные вырезы для захвата крюками. При отвинчивании долота или визировании инструмента стол ротора закрепляется защелкой 16. В столе имеется шесть фрезерованных окон. Кожух 7 закрывает часть вращающейся поверхности стола и служит площадкой для установки элеватора при спускоподъемных операциях.
Ротор УР-760 конструктивно аналогичен ротору Р-700. В нем увеличены диаметр проходного отверстия стола до 760 мм, размеры зубчатой передачи и подшипников. Соответственно возросли размеры станины и масса ротора. В результате достигнуто повышение статической нагрузки на стол ротора до 4000 кН, передаваемая мощность осталась без изменения при возросшем крутящем моменте.
Ротор У7-760 по технической характеристике почти не отличается от ротора УР-760. Однако конструктивные их отличия существенны. Так, основная его шаровая опора установлена в нижней части стола, а вспомогательная смонтирована над зубчатый колесом конической передачи. В этой конструкции предусмотрена отдельная масляная ванна для подшипников приводного вала, что снижает вероятность выхода их из строя.
В случае попадания бурового раствора в основную масляную полость.
Установка
вспомогательной подшипниковой опоры
над зубчатым колесом потребовала
принудительной смазки, что производится
специальным плунжерным насосом с
эксцентриковым приводом от приводного
вала. Предусмотрено также нижнее
лабиринтное уплотнение стола ротора.
Стол ротора закрепляется через приводной вал, на котором между подшипниками установлен специальный диск с выфрезерованными шестью пазами для стопора. Привод стола производится фиксируемой в крайних положениях рукояткой. Конструкция вкладышей предусматривает установку обычного конического или роликового зажима ведущей трубы бурильной колонны.
Таблица 1.2
|
Р-560 |
Р-700 |
Р-950 |
|
Диаметр отверстия в столе, мм…. Диаметр отверстия с переводником, мм ……………... Допускаемая нагрузка на стол (ГОСТ 36293—89), кН …………. Максимальная частота вращения стола, об/мин…………………….. Расстояние от середины цепного колеса до центра ротора, мм .…... Максимальный момент на столе ротора, кНм……………………… Число зубьев шестерки/колеса .... Тип зубчатой, передачи ......…….
Число зубьев сменных цепных колес для втулочно-роликовой цепи с шагом 50,8 мм ...………… Приводной вал, мм: диаметр (выходной) .....…….. длина ..........………………….. размеры шпоночного паза .…. Подшипники приводного вала .... Основная опора…………………. Вспомогательная опора ......……. Размер квадратного отверстия в зажимах под ведущую трубу, мм. Габаритные размеры, мм: длина ..........………………….. ширина .........………………… высота ……………………….. Масса, кг………………………… |
560
-----
2500
250
1353
35 19/58 Коническая с круглым зубом
-----
150 140 40Х130 3634 91682/670 31688/630
101,6; 127; 152
2209 1350 745 4075 |
700
560
----
250
1353
80 18/65 Коническая
19; 25
150 165 40Х148 7538 1687/770Х 1688/770Х
144
2272 1545 680 4760 |
950
-----
.......
250
1353
120 18/65 Коническая
19; 25
150 165 40Х148 7538 1687Л060 1688/1060
144
2425 1850 750 7000 |
Ротор БУ-50БрД конструктивно аналогичен ротору Р-700. В нем установлены одинаковые верхняя и нижняя подшипниковые опоры стола, изменена конструкция фиксатора стола, применены конические роликовые подшипники на приводном валу. В конической передаче для обеспечения плавности работы и увеличения долговечности зацепления применены спиральные зубья. В комплект ротора входит встроенный пневматический клиновой захват с клиньями для труб диаметром 89 и 114 мм.
Ротор БУ-75Бр отличается от всех других конструкций дополнительной зубчатой передачей. Это позволило производить привод стола с помощью цилиндрической зубчатой передачи, что снижает нагрузки на подшипниковые опоры стола и повышает их долговечность. Однако наличие промежуточного вала существенно усложняет конструкцию ротора и увеличивает себестоимость его изготовления. Этот ротор может эксплуатироваться с навесным пневматическим клиновым захватом, который устанавливается на кронштейне ротора. При бурении клиновой захват отводится в сторону от ротора.
Таблица 1.3
-
Техническая характеристика роторов
Параметры
ВЗБТ
Уралмашзавод
Р-460
Р-560
Р-560
Р-700
Р-950
Р-1260
Допустимая нагрузка на стол ротора, МН: статическая
При частоте вращения 100 об/мин
2,7
1,2
3,0
1,78
4,0
1,78
5,0
2,3
6,3
3,2
8,0
3,2
Наибольшая частота вращения стола, об/мин
300
350
250
250
250
200
Диаметр отверстия в столе, мм
460
560
560
700
950
1260
Условный диапазон глубин бурения, м
600—1250
1600—2500
2500-4000
3200—5000
4000—8000
6500—12 500
Расстояние от оси стола до плоскости первого ряда зубьев приводной звездочки, м
1350
1350
1353
1353
1353
1353
Передаточное отношение конической пары
3,15
2,7
3,61
3,13
3,81
3,96
Максимальная мощность, кВт
200
280
370
370
500
600