Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО

Уральский государственный горный университет

Л. А. Гаврилова

Вертлюги

Учебно-методическое пособие

к выполнению лабораторных работ по дисциплине

“Расчет и конструирование машин и оборудования

нефтяных и газовых промыслов”

для студентов специальности

130602 (170200) - “Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов”

Екатеринбург

2 008

Содержание

1. Функции верлюга……………………………………………………………2

2. Основные параметры……………………………………………………… .2

3. Конструкция вертлюгов.……………………………………………………3

4. Выбор параметров вертлюга………………………………………………..6

5. Расчет вертлюга……………………………………………………………...8

6. Варианты заданий…………………………………………………………..17

Список литературы……………………………………………………………18

1. Функции вертлюга

Функции вертлюга:

- обеспечивает вращение бурильной колонны при ее подвешенном состоянии, являясь своего рода подшипником;

- поддерживает на весу бурильную колонну, с которой он связан посредством ведущей трубы и переводников;

- служит гидравлическим каналом связи, пропуская через себя в колонну труб промывочный раствор от насосов; вертлюг соединяется с циркуляционной системой гибким рукавом-шлангом.

2. Основные параметры

Основные параметры, наиболее полно характеризующие условия работы вертлюга:

- статическая нагрузка;

- максимальное допустимое давление жидкости;

- диаметр проходного отверстия в стволе;

- допустимая частота вращения ствола.

Исходя из функций вертлюга как ответственного грузоподъемного устройства, допустимая статическая нагрузка на него должна соответствовать максимальной грузоподъемности бурового комплекса.

По допускаемому давлению вертлюг должен соответствовать напору, создаваемому насосными агрегатами.

Внутренний диаметр ствола вертлюга связан с расходом промывочной жидкости и определяет гидравлические сопротивления. С увеличением глубины скважин расход жидкости снижается, поэтому диаметр ствола для тяжелых буровых установок может быть уменьшен. Обычно диаметр канала соответствует диаметрам бурового рукава и ведущей трубы (75-100 мм). Расчеты показывают, что абсолютная потеря в вертлюге при переходе от диаметра 100 мм к диаметру 75 мм не превышает 1% от первоначального давления. Незначительность потерь объясняется небольшой общей длиной канала в вертлюге (около двух метров). Поэтому увеличение диаметра проходного отверстия в стволе с целью снижения гидравлических потерь не дает ощутимого эффекта, но усложняет создание надежной герметизации ствола. С увеличением размеров ствола увеличиваются окружные скорости на уплотняемых поверхностях и соответственно износ сальников.

Вертлюг как элемент вращательного комплекса должен соответствовать ротору. Ствол вертлюга - ведомая деталь, приводимая ведущей трубой от ротора, поэтому опорные подшипники вертлюга должны обеспечивать под нагрузкой частоту вращения до 300-400 мин^-1.

Учитывая возможность компоновки бурильной колонны из разных секций по диаметру, вертлюг должен допускать соединение с трубами двух-трех смежных размеров. Конфигурация и диаметр присоединительной части вертлюга должен соответствовать форме и размерам основного рога бурового крюка, к которому вертлюг подвешивается.